نجح باحثون في إنتاج فأر ثنائي الوالدين - فأر يولد من والدين ذكور - من خلال تعديل الجينات المشاركة في البصمة الجينية بدقة، وبالتالي تجاوز الحواجز الرئيسية في التكاثر الثديي. ومع ذلك، كانت معظم الفئران مريضة.
نجح فريق بحثي متخصص في الخلايا الجذعية في هندسة فأر ثنائي الوالدين - فأر له والدان ذكور - باستخدام تقنية الخلايا الجذعية الجنينية.
تمكن الفأر من البقاء على قيد الحياة حتى مرحلة البلوغ، مما يمثل تقدمًا كبيرًا في علم الإنجاب. ونشرت نتائجهم في 28 يناير 2025 في مجلة خلية الخلايا الجذعيةيصف هذا البحث كيف تمكن الباحثون من التغلب على الحواجز طويلة الأمد التي أعاقت التكاثر بين نفس الجنس في الثدييات من خلال تعديل الجينات الرئيسية المشاركة في عملية التكاثر بدقة.
في الماضي، حاول العلماء إنشاء فئران ثنائية الوالدين، لكن الأجنة تطورت فقط إلى مرحلة معينة ثم توقفت عن النمو. في هذه الحالة، ركز الباحثون، بقيادة المؤلف المراسل وي لي من الأكاديمية الصينية للعلوم (CAS) في بكين، على الاستهدافالجينات المضمنة (الجينات المطبوعة) - الجينات التي تؤثر على التعبير الجيني بعدة طرق. ويقول لي: "إن عملنا سيساعد في التغلب على العديد من القيود في مجال أبحاث الخلايا الجذعية والطب المبتكر".
ويضيف المؤلف المشارك تشي تشاو، من الأكاديمية الصينية للعلوم أيضًا، أن "خصائص الجينات المطبوعة دفعت الباحثين إلى استنتاج أنها تشكل حاجزًا أساسيًا أمام التكاثر بين نفس الجنس في الثدييات". "حتى عندما يتم إجراء محاولات لبناء جنين ثنائي الوالدين أو ثنائي الميلان بشكل مصطنع، فإن هذه الأجنة لا تتطور بشكل صحيح وتتأخر في مرحلة ما من التطور بسبب هذه الجينات."
هندسة الفأر ثنائي الوالدين
في محاولات سابقة لإنشاء فأر ثنائي الوالدين، تم استخدام الأعضاء المبيضية لتوليد خلايا بويضات من خلايا جذعية متعددة القدرات ذكورية؛ ثم تم تخصيب هذه البويضات بخلايا الحيوانات المنوية من ذكر آخر. ولكن عندما نشأت الكروموسومات المتجانسة - الكروموسومات التي تنقسم في الانقسام الاختزالي لتكوين خلايا البويضات والحيوانات المنوية - من نفس النوع، حدثت تشوهات في البصمة الوراثية، مما أدى إلى عيوب نمو خطيرة.
التغيرات الجينية المطبوعة في الخلايا الجذعية الجنينية أحادية الكروموسوم المشتقة من الحيوانات المنوية
في هذه الدراسة، تم تعديل 20 جينًا رئيسيًا مشاركًا في عملية الطباعة، كل جين على حدة، باستخدام العديد من التقنيات - بما في ذلك طفرات الإطار الزمني، وحذف الجينات، وتحرير المناطق التنظيمية. وقد تبين أن هذه التغييرات لم تسمح بإنشاء حيوانات ثنائية الوالدين وصلت في بعض الأحيان إلى مرحلة البلوغ فحسب، بل إنها أدت أيضًا إلى ظهور خلايا جذعية ذات تعدد قدرات أكثر استقرارًا.
يوضح المؤلف المشارك جوان تشنغ لوه من جامعة صن يات صن في وانغتشو: "تقدم هذه النتائج دليلاً واضحًا على أن تشوهات البصمة الوراثية هي الحاجز الرئيسي أمام التكاثر بين نفس الجنس في الثدييات". "يتمتع هذا النهج بالقدرة على تحسين النتائج التنموية للخلايا الجذعية الجنينية والحيوانات المستنسخة بشكل كبير، مما يفتح طريقًا واعدًا لتطوير الطب المبتكر."
التحديات والبحوث المستقبلية
وأشار الباحثون إلى وجود العديد من القيود التي لا تزال بحاجة إلى المعالجة. أولا، 11.8% فقط من الأجنة التي أظهرت إمكانات النمو انتهت إلى الولادة، ولم يتمكن كل الجراء الذين ولدوا من الوصول إلى مرحلة البلوغ بسبب عيوب النمو. أظهر معظم الذين وصلوا إلى مرحلة البلوغ تغيرًا في معدل النمو وانخفاضًا في متوسط العمر المتوقع. وبالإضافة إلى ذلك، كانت الفئران البالغة التي ظهرت في نتائج الدراسة عبارة عن عقارب، على الرغم من أنها أظهرت أيضًا زيادة في كفاءة التكاثر.
يوضح المؤلف المشارك تشي كون لي من الأكاديمية الصينية للعلوم: "إن المزيد من التعديلات على الجينات المطبوعة قد تساعد في توليد فئران ثنائية الوالدين صحية قادرة على إنتاج أمشاج قابلة للحياة، وقد تؤدي حتى إلى تطوير استراتيجيات علاجية جديدة للأمراض المرتبطة بالطباعة".
ويعتزم الفريق مواصلة التحقيق في كيفية تأثير التغيرات في الجينات المطبوعة على إنتاج أجنة ذات إمكانات نمو أعلى. ويتمثل هدفهم في توسيع نطاق الأساليب التجريبية التي تم تطويرها على الفئران لتشمل الحيوانات الأكبر حجمًا، بما في ذلك القرود. ومع ذلك، يشير الباحثون إلى أن هذا سيتطلب قدراً كبيراً من الوقت والجهد، لأن تركيبات الجينات عند الطبع في القرود تختلف بشكل كبير عن تلك الموجودة في الفئران. ولكن ما إذا كانت هذه التكنولوجيا سوف تُستخدم في نهاية المطاف لحل المشاكل الطبية لدى البشر يظل محل نقاش. تجدر الإشارة إلى أن المبادئ التوجيهية الأخلاقية للمنظمة الدولية لبحوث الخلايا الجذعية تحظر حاليًا تحرير الجينوم الوراثي لأغراض التكاثر واستخدام الأمشاج المشتقة من الخلايا الجذعية البشرية للتكاثر، حيث تعتبر حاليًا تقنية غير آمنة.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
