محققان چینی با حذف توالی‌های کلیدی DNA در سلول‌های بنیادی جنینی برداشته شده از موش ماده، موفق شدند که نسل جدیدی از این پستانداران کوچک را بدون نیاز به بارور کردن تخمک‌ها توسط نرها ایجاد کنند. این موش‌های بدون پدر که نه تنها توانایی رسیدن به بزرگسالی را داشتند بلکه توانستند بچه دار نیز بشوند، نشانگر پیشرفت عظیم این روش در تلاش‌های ابتدایی برای کمک به تولیدمثل و تولد بدون نیاز به والد نر و ماده هستند.
بیولوژیست‌های آکادمی علوم چین از تکنیک ویرایشی خاصی بر روی سلول‌های بنیادی جنینی (ESC) هاپلوئید برداشته شده از نر و ماده استفاده کردند. این‌ها سلول‌هایی بدون هیچ گونه دستکاری هستند که تنها حاوی نیمی از کروموزم‌های گونه هستند و بی شباهت به بافت‌های مرتبط به تولید سلول‌های جنسی نیستند.
تولیدمثل بدون نیاز به اسپرم (روندی به نام پارتنوژنز یا بکرزایی) در فرمانروی جانوران چیز جدیدی نیست. بسیاری از حشرات می‌توانند از طریق مادرشان کلونی تشکیل بدهند. چندی از ماهی‌ها نیز این توانایی را دارند. حتی مارمولک‌ها و دوزیستان بدون پدری نیز وجود دارد. از طرفی پستانداران در رابطه با این ابزار خلاقانه برای فرزندآوری، بدشانس‌ترین گروه هستند.
مقاله مرتبط: بکرزایی: تعدادی از گونه‌های جانوری نیازی به روز ولنتاین ندارند!
نویسنده ارشد همراه این مطالعه، چی ژو می‌گوید:
ما به این سوال که چرا پستانداران تنها می‌توانند تولیدمثل جنسی داشته باشند، علاقه‌مند شدیم.
در حال حاضر می‌دانیم که در پستانداران آن ژن‌های خاص به صورت اپی ژنتیکی و در حین پیشرفت سلول‌های بنیادی به طور وابسته به ژن‌هایی که از سلول‌های پدری یا مادری می‌آیند، خاموش می‌شوند. این روند “اثر ژنومی” به این معناست که ترکیب کردن نیمی از ماده ژنتیک از دو تخمک یا دو اسپرم موجب ایجاد ریسک خاموش شدن هر دو کپی از ژن‌های اساسی می‌شود که مسلما ما خواهان ایجاد آن در شرایط والدین با یک جنسیت نیستیم.
محققان ژاپنی در سال ۲۰۰۴ موفق شدند با انتخاب یک مجموعه مادری از کروموزوم‌هایی که حاوی کمترین اثرات بود از این مانع عبور کنند. سپس این چیز مشابه اسپرم برای بارورسازی تخمک تیپیکی استفاده شد و موشی با دو مادر ایجاد شد که براساس شخصیتی افسانه‌ای کاگویا نامیده شد. در پایان همان قدر که این تکنیک موثر بود، به همان اندازه کارایی و قابلیت اطمینان داشت. ژو می‌گوید:
این موش‌های تولید شده هنوز ویژگی‌هی ناقصی دارند و اجرای این روش نیز به خود خود سخت و نشدنی است.
چندین سال بعد، تکنولوژی ویرایش ژنی تا جایی پیشرفت کرد که آن محققان در حال حاضر می‌توانند این نواحی اثر را به طور انتخابی ویرایش کنند.
این گروه تحقیقی HSCهای هاپلوئید گرفته شده از موش ماده را پرورش دادند تا مینیموم اثر ژنومی را داشته باشند. بائوینگ هو، نویسنده ارشد همراه این مطالعه، می‌گوید:
ما در این مطالعه دریافتیم که ESCهای هاپلوئید بیشتر به سلول‌های جنسی ابتدایی (سلول‌های تبدیل دهنده تخمک و اسپرم) شباهت دارند.
سپس آن‌ها سه ناحیه اثر خاص را از کروموزم‌های این سلول‌های بنیادی حذف کردند که به طور موثری اثرشان پاک شد. این “اسپرم‌های ماده” در سلول‌های اهدایی سالمی کاشته شدند تا آن‌ها را بارور کنند. این روند هنوز از مرحله بی‌عیبی دور است. از ۲۱۰ جنینی که از این راه تولید شدند تنها ۲۹ موش زنده به دنیا آمدند. آن‌هایی که به بلوغ رسیدند به روش معمول بچه‌دار شدند.
اما اخبار در رابطه با تولد موش‌های بدون مادر و تنها حاصل از نرها مثبت نبود. هفت ناحیه اثر در ESCهای هاپلوئید گرفته شده از نرها طی روندی مشابه ویرایش شدند. سپس به درون یک تخمک که کروموزم‌های مادریش خارج شده بود، تزریق شدند و با DNA سلول اسپرم ویرایش نشده ترکیب شدند. سپس جنین در بدن مادر جایگزین کاشته شد. متاسفانه از دوازده نوزادی که به دنیا آمد هیچ کدام در ۴۸ ساعت اول زنده نماندند.
مقاله مرتبط: برای اولین بار: ایجاد جنین از سلول‌های بنیادی و بدون استفاده از اسپرم و تخمک
اگر بخواهیم امیدوار باشیم که این تکنولوژی‌های تولیدمثلی را برای انسان به کار ببریم، هنوز راه طولانی‌ای را در پیش داریم؛ چه از نظر عملی بودن آن و چه از نظر اخلاقی. باب ویلیامسون، دارای کرسی بورد سلول‌های بنیادی استرالیا که در این تحقیق نیز مشارکت نداشته است، می‌گوید:
اگر این تحقیق قابل تجدید باشد و همچنین در مورد انسان نیز عملی باشد، هنوز باید نشان داده شود که بی خطر است.
مقاله مرتبط: چه چیزی مانع از کلون کردن انسان‌ها می‌باشد؟
با این حال این آزمایش‌ها مهم هستند چرا که ممکن است بنا به دلایلی کور سوی امیدی برای کودکانی با معلولیت‌های شدید باشند. همچنین این کار یک قدم رو به جلو بسیار بزرگ در درک پیشرفت پستانداران و زمینه‌ای برای روندهای پزشکی جدید است. نویسنده همراه، وی لی می‌گوید:
این تحقیق به ما نشان می‌دهد که چه چیزهایی امکان پذیر است. ما مشاهده کردیم که این نقایص در موش‌هایی با دو مادر می‌توانند از بین بروند و همچنین با تغییرات اثرگذاری میتوان مرزهای تولیدمثل با دو پدر در پستانداران را نیز رد کرد.
