Studie zeigt erstmals gesunde Maus-Nachkommen gleichgeschlechtlicher Eltern – in diesem Fall Mütter.
Das und mit einander verheirateten Aspekt warum Säugetiere zwei gegensätzliche Geschlechter brauchen, um sich fortzupflanzen, beschäftigt Forscher seit langem. Wissenschaftler versuchen zu verstehen, was zwei Mütter oder zwei Väter wirklich daran hindert, Nachwuchs zu bekommen. Andere Organismen als Säugetiere wie Reptilien, Fische und Amphibien zeugen ohne Partner Nachkommen. Tiere haben drei verschiedene Modi von Reproduktion (asexuell, eingeschlechtig und sexuell), aber Säugetiere, einschließlich des Menschen, können sich nur sexuell fortpflanzen, wenn zwei Elternteile des anderen Geschlechts beteiligt sind.
Selbst mit tiefem Verständnis der Befruchtung und dem Fortschritt in der Medizintechnik in den letzten Jahrzehnten war es undenkbar, einen Säugetiernachwuchs von zwei gleichgeschlechtlichen Elternteilen zu zeugen. Es versteht sich, dass genetisches Material (DNA) wird von beiden Elternteilen (männlich und weiblich) für die Entwicklung benötigt, da die DNA der Mutter und des Vaters im Grunde miteinander um einen Platz in der Nachkommenschaft konkurrieren. Und es gibt eine genomische Imprinting-Barriere, dh sicher mütterlicherseits oder väterliche Gene werden eingeprägt (gekennzeichnet oder beschriftet, je nachdem, von wem sie stammen) und dann während verschiedener Phasen der Embryonalentwicklung abgeschaltet. Diese Barriere gilt es zu überwinden. Im Erbgut der Mutter und im Erbgut des Vaters sind unterschiedliche Gene eingeprägt, so dass die Nachkommen eines Säugetiers Erbgut beider Geschlechter benötigen, damit alle benötigten Gene aktiviert werden können. Beide genetischen Materialien sind daher von entscheidender Bedeutung, da ein Nachwuchs, der weder vom Vater noch von der Mutter genetisches Material erhält, Entwicklungsstörungen aufweist und möglicherweise nicht lebensfähig genug ist, um geboren zu werden. Aus diesem Grund ist es einfach unmöglich, gleichgeschlechtliche Eltern zu haben.
Nachwuchs von zwei Weibchen
In einer Studie, die in Cell Stammzellehaben Wissenschaftler der Chinesischen Akademie der Wissenschaften erstmals 29 lebende und gesunde Mäusenachkommen von gleichgeschlechtlichen Eltern, hier zwei leibliche Mütter, gezeugt. Diese Säuglinge wurden erwachsen und konnten auch ihre eigenen normalen Nachkommen haben. Wissenschaftler haben dies durch die Verwendung von Stammzellen und gezielte Manipulation/Bearbeitung von Genen erreicht, was darauf hindeutet, dass einige Barrieren erfolgreich überwunden werden können. Um bi-mütterliche Mäuse (Mäuse mit zwei Müttern) zu züchten, verwendeten sie Zellen, die als haploide embryonale Stammzellen (ESCs) bezeichnet werden und nur die Hälfte der Chromosomen und DNA nur von einem Elternteil (hier weibliche Maus) enthalten. Es wird beschrieben, dass diese Zellen Zellen ähneln, die Vorläufer von Eizellen und Spermien sind, und wurden als Hauptgrund für diese bahnbrechende Studie genannt. Die Forscher entfernten drei genetisch geprägte Regionen aus diesen haploiden ESCs, die die DNA der Mutter enthielten, und diese Zellen wurden dann in Eier einer anderen weiblichen Maus injiziert, die 210 Embryonen produzierte, die dann 29 lebende Mäusenachkommen bildeten.
Wissenschaftler versuchten auch, bi-väterliche Mäuse (Mäuse mit zwei Vätern) herzustellen, aber die Verwendung einer männlichen DNA war schwieriger, da haploide ESCs modifiziert wurden, die die DNA der männlichen Eltern enthielten, und die Deletion von sieben genetischen Prägungsregionen erforderte. Diese Zellen wurden zusammen mit dem Sperma einer anderen männlichen Maus in eine weibliche Eizelle injiziert, deren Kern, der das weibliche Erbgut enthält, entfernt wurde. Die jetzt erzeugten Embryonen enthielten nur DNA von Männern und wurden entlang des Plazentamaterials auf Leihmütter übertragen, die sie zur vollen Geburt trugen. Bei den 12 ausgewachsenen Mäusen (2.5 Prozent der Gesamtzahl), die von zwei Vätern geboren wurden, funktionierte es jedoch nicht gut, da sie nur 48 Stunden überlebten.
Dies ist eine entscheidende Studie, bei der biologische Reproduktionsbarrieren gleichgeschlechtlicher Säugetiere anscheinend überwunden wurden, nachdem genetische Faktoren analysiert wurden, die die gleichgeschlechtliche Reproduktion verhindern. Die aufgedeckten genetischen Hindernisse sind einige der wichtigsten DNA-Regionen, die die Entwicklung von Mäusen mit gleichgeschlechtlichen Elternteilen behindern. Natürlich herausfordernd, dies ist die erste Studie, die gesunde Mäusenachkommen mit gleichgeschlechtlichen Elternteilen hervorbringt, die mit normalen Mäusen vergleichbar sind.
Ist dies beim Menschen möglich?
Experten sagen, dass eine so umfassende genetische Manipulation bei den meisten Säugetieren, insbesondere beim Menschen, möglicherweise nicht möglich ist. Erstens ist es schwierig, die Gene zu identifizieren, die manipuliert werden müssen, da „eingeprägte Gene“ für jede Spezies einzigartig sind. Es besteht ein hohes Risiko für schwere Anomalien und es gibt zahlreiche Sicherheitsprobleme. Dies ist ein langer Weg voller Unplausibilität, dass so etwas beim Menschen repliziert werden könnte. Abgesehen von technologischen Hürden ist es eine anhaltende Debatte über ethische und praktische Fragen, die mit dem Verfahren verbunden sind. Dennoch ist diese Studie ein interessanter Meilenstein und kann genutzt werden, um unser Verständnis von Befruchtung und Embryonalentwicklung zu stärken. Es könnte helfen, Unfruchtbarkeit und den Ursprung angeborener Krankheiten besser zu verstehen. Die Studie kann in Zukunft auch umfassend für das Klonen in der Tierforschung verwendet werden.
***
{Sie können das ursprüngliche Forschungspapier lesen, indem Sie auf den unten angegebenen DOI-Link in der Liste der zitierten Quellen klicken}
Quelle (n)
Zhi-Kun L. et al. 2018. Generierung bimaternaler und bipaternaler Mäuse aus hypomethylierten haploiden ESCs mit Imprinting-Region-Deletionen. Cell Stammzelle. https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004
***
