研究は、同性の親、この場合は母親から生まれた健康なマウスの子孫を初めて示しています。
生物学的な 理由の側面 哺乳類 作成するためにXNUMXつの反対の性別が必要であるため、研究者は非常に長い間興味をそそられてきました。 科学者たちは、XNUMX人の母親またはXNUMX人の父親が子孫を産むのを本当に妨げているものを理解しようとしています。 爬虫類、魚類、両生類などの哺乳類以外の生物は、パートナーなしで子孫を生み出します。 動物にはXNUMXつの異なるモードがあります 再現 （無性、単性、性的）が、人間を含む哺乳類は、異性のXNUMX人の親が関与している場合にのみ有性生殖を受けることができます。
ここ数十年の受精と医療技術の進歩についての深い理解があっても、XNUMX人の同性の親から哺乳類の子孫を生み出すことは考えられませんでした。 遺伝物質（DNA）母親のDNAと父親のDNAは基本的に子孫の場所をめぐって互いに競合するため、発達には両親（男性と女性）の両方から必要です。 そして、ゲノム刷り込みの障壁があります。 母性 または父方の遺伝子が刷り込まれ（それらが誰から来たかに基づいてブランド化またはラベル付けされ）、その後、胚発生のさまざまな段階でオフになります。 この障壁を克服する必要があります。 母親の遺伝物質と父親の遺伝物質には異なる遺伝子が刻印されているため、哺乳類の子孫は、必要なすべての遺伝子を活性化するために、両方の性別の遺伝物質を必要とします。 したがって、父親または母親のどちらからも遺伝物質を取得しない子孫は発達異常を持ち、生まれるのに十分な生存能力がない可能性があるため、両方の遺伝物質が重要です。 これが、同性の親を持つことが不可能な理由です。
XNUMX匹の雌からの子孫
に掲載された研究では 細胞幹細胞、中国科学院の科学者は、同性の親、ここでは29人の生物学的母親から210匹の生きた健康なマウスの子孫を初めて生み出しました。 これらの乳児は大人になり、彼ら自身の正常な子孫も持つことができました。 科学者は、幹細胞と遺伝子の標的操作/編集を使用してこれを達成しました。これは、いくつかの障壁をうまく克服できることを示唆しています。 二母性マウス（29匹の母を持つマウス）を作成するために、彼らは染色体の半分の数と片方の親（ここでは雌マウス）からのDNAのみを含む一倍体胚性幹細胞（ESC）と呼ばれる細胞を使用しました。 これらの細胞は、卵子や精子の前駆細胞である細胞に類似していると説明されており、この画期的な研究の主な理由として指摘されています。 研究者らは、母親のDNAを含むこれらの一倍体ESCからXNUMXつの遺伝子刷り込み領域を削除し、これらの細胞を別の雌マウスから採取した卵子に注入して、XNUMX個の胚を生成し、XNUMX個の生きたマウスの子孫を形成しました。
科学者たちはまた、双父のマウス（12人の父親を持つマウス）を作ろうとしましたが、雄のDNAを使用することは、雄の親のDNAを含む一倍体ESCを変更し、2.5つの遺伝子刷り込み領域を削除する必要があるため、より困難でした。 これらの細胞は、別のオスのマウスの精子と一緒にメスの卵細胞に注入され、メスの遺伝物質を含む核が除去されました。 現在作成された胚は、男性からのDNAのみが胎盤材料に沿って移され、代理母が満期までそれらを運びました。 しかし、48匹の父親から生まれたXNUMX匹の満期マウス（全体のXNUMX％）はXNUMX時間しか生存しなかったため、うまく機能しませんでした。
これは、同性の生殖を妨げる遺伝的要因が分析された後、同性の哺乳類からの生殖の生物学的障壁が克服されたように見える重要な研究です。 明らかにされた遺伝的障害は、同性の親を持つマウスの発達を妨げる最も重要なDNA領域のいくつかです。 もちろん、これは、通常のマウスに匹敵する同性の親を持つ健康なマウスの子孫を生み出す最初の研究です。
これは人間で行うことができますか？
専門家は、そのような大規模な遺伝子操作は、ほとんどの哺乳類、特に人間では実行できないかもしれないと言います。 第一に、「刷り込み遺伝子」はすべての種に固有であるため、操作する必要のある遺伝子を特定するのは難しい。 重大な異常が発生するリスクが高く、安全上の問題が数多くあります。 これは、このようなものが人間に複製される可能性があるという信じがたい長い道のりです。 そして、技術的なハードルはさておき、それは手順に含まれる倫理的および実際的な問題についての継続的な議論です。 それにもかかわらず、この研究は興味深いマイルストーンであり、受精と胚発生の理解を深めるために使用することができます。 それは、不妊症と先天性疾患の起源をよりよく理解するのに役立つ可能性があります。 この研究は、将来、動物研究のクローン作成例にも広く利用できます。
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ソース
Zhi-Kun L etal。 2018.インプリンティング領域の欠失を伴う低メチル化一倍体ESCからの二母性および二父性マウスの生成。 細胞幹細胞. https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004
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