მკვლევრებმა ორი სპერმის დნმ-ის რედაქტირებით სიცოცხლისუნარიანი თაგვები მიიღეს

დნმ-ის ქიმიური მოდიფიკაციების შეცვლა საშუალებას იძლევა, რომ ორი სპერმის დნმ-მა თაგვი შექმნას.

ბევრ სახეობაში ემბრიონის წარმოქმნა მამრებსა და მდედრებს შორის ერთგვარ შეჯიბრს ჰგავს. მამრებს სურთ, რაც შეიძლება მეტი შთამომავალი ჰყავდეთ, მდედრებს კი — რესურსები ისე გადაანაწილონ, რომ სიცოცხლის განმავლობაში შთამომავლების რაოდენობა მაქსიმალურად გაზარდონ.

ძუძუმწოვრებში ეს დნმ-ის ქიმიური მოდიფიკაციის, პროცესის, რომელსაც იმპრინტინგი ეწოდება, მეშვეობით ხდება. მამრები თავიანთ დნმ-ს იმპრინტინგს უკეთებენ მეთილის მოდიფიკაციების დამატებით, რათა ემბრიონის ზრდის ხელშემწყობი გენების აქტივობა შეცვალონ. მდედრები ქიმიურად მსგავს რამეს აკეთებენ, მაგრამ ფოკუსირდებიან იმ გენების გამორთვაზე, რომლებიც ემბრიონის ზრდას უწყობს ხელს. შედეგად, მხოლოდ ერთი სქესისთვის დამახასიათებელი მოდიფიკაციების ქონა ლეტალურია.

ამის ერთ-ერთი შედეგი ის არის, რომ, ჩვეულებრივ, ემბრიონის შექმნა მხოლოდ კვერცხუჯრედების ან მხოლოდ სპერმის დნმ-ის გამოყენებით არ შეგიძლიათ. მაგრამ ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, მკვლევრებმა თანდათან შეიმუშავეს გზები ამ ბარიერის დასაძლევად. ახლა კი, ძალიან დახვეწილი დემონსტრაციისას, მკვლევრებმა მეთილირების მიზანმიმართული რედაქტირება გამოიყენეს, რათა ორი სპერმის დნმ-ისგან თაგვები შეექმნათ.

იმპრინტინგი და ერთსქესიანი მშობლები

დაახლოებით 20 წლის წინ, გუნდმა შეძლო, ეპოვა სწორი გენეტიკური წაშლა, რათა მდედრ თაგვს გაეჩინა შთამომავლები, რომლებმაc ქრომოსომების ნაკრები ორი გაუნაყოფიერებელი კვერცხუჯრედისგან მიიღეს.

2018 წლისთვის, მათ გააფართოვეს რეპერტუარი და გაარკვიეს, როგორ გაეერთიანებინათ ორი სპერმის გენომი გაუნაყოფიერებელ კვერცხუჯრედში, რომელსაც საკუთარი გენომი წაშლილი ჰქონდა. თუმცა, ორი მამრი მშობლის პროდუქტი დაბადებიდან მეორე დღესვე იღუპებოდა. მხოლოდ მიმდინარე წლის დასაწყისში, 20 სხვადასხვა გენის რედაქტირებისა და წაშლის ძალიან სპეციფიკურმა კომბინაციამ მისცა საშუალება ორი სპერმის ქრომოსომებისგან გენერირებულ თაგვებს, ზრდასრულობამდე ეცოცხლათ.

ამ მცდელობების პრობლემა ის არის, რომ გენების წაშლამ, შესაძლოა, ცხოველების ჯანმრთელობაზე გავლენა მოახდინოს. სწორედ აქ შემოდის ახალი კვლევა.

საკუთარი იმპრინტინგის შექმნა

იმის ნაცვლად, რომ გენები წაეშალათ, ახალი კვლევის ავტორებმა მეთილირების მიზანმიმართული გადაპროგრამება სცადეს.

ამისათვის მათ გამოიყენეს დნმ-ის რედაქტირების სისტემები, რომელთაგან ყველაზე ცნობილია CRISPR/CAS. ამ სისტემებს შეუძლიათ, მიზანში ამოიღონ იმპრინტინგის რეგიონები და დაუკავშირდნენ ფერმენტებს, რომლებიც დნმ-ს მოდიფიცირებას ახდენენ — ან ამატებენ მეთილის ჯგუფებს, ან აშორებენ მათ.

ამ ყველაფრის გასაერთიანებლად, მკვლევრებმა აიღეს კვერცხუჯრედი და წაშალეს მისი გენომი. შემდეგ მათ შეიყვანეს სპერმის თავები — ერთი ლაბორატორიული შტამის, მეორე — ველურ ბუნებაში დაჭერილი თაგვის. ამის შემდეგ, მათ პირობითად აირჩიეს ქრომოსომების ერთი ნაკრები, რომელსაც „მდედრობითი“ იმპრინტინგის პატერნს შეუქმნიდნენ და მასზე მეთილირების გადაპროგრამება მოახდინეს.

იშვიათი წარმატება

მკვლევრებმა დაადგინეს, რომ ფერმენტები მეთილირების მდგომარეობას საკმაოდ თანმიმდევრულად ცვლიდნენ. მაგრამ არსებობს შვიდი სხვადასხვა იმპრინტინგის რეგიონი, რომლებიც უნდა მოდიფიცირდეს.

ეს შეზღუდული ეფექტიანობა გადარჩენის მაჩვენებელში გამოჩნდა. 250-ზე მეტი გადაპროგრამებული ემბრიონიდან, რომლებიც ორი მამრის დნმ-ს ატარებდნენ, მათ მიიღეს 16 ორსულობა, მაგრამ მხოლოდ ოთხი მკვდარშობილი და სამი ცოცხალი ნაშიერი. სამი ცოცხალი ნაშიერიდან ერთი ტიპურზე თითქმის 40%-ით დიდი იყო, რაც ზრდის რეგულირების პრობლემებზე მიუთითებდა — ის დაბადებიდან მეორე დღეს მოკვდა.

მკვლევრები დაბალი ეფექტიანობის რამდენიმე პოტენციურ მიზეზს ასახელებენ. ერთ-ერთია ის, რომ შვიდივე რეგიონის სწორად გადაპროგრამება გაცილებით რთულია.

ეს ნამუშევარი, თავისი არაეფექტიანი მდგომარეობითაც კი, უკვე სასარგებლოა, რადგან ის საკმაოდ საბოლოო დადასტურებას წარმოადგენს ჩვენი იდეებისა ემბრიონის განვითარებაში იმპრინტინგის ფუნქციის, ისევე როგორც ამ პროცესში მეთილირების კრიტიკული როლის შესახებ. ჩვენ რომ ორივე მათგანში ძირითადად მართლები არ ვყოფილიყავით, ამ მიდგომის ეფექტიანობა დაბალი კი არ იქნებოდა — ის ნული იქნებოდა.

ITNEWS-ის მეგობარი ვებ-გვერდია ITJOBS.GE. ITJOBS.GE-ზე ორგანიზაციებს და ფიზიკურ პირებს, აქვთ საშუალება განათავსონ როგორც ვაკანსები, ტრენინგები და ივენთები ასევე კონკრეტული Tech დავალებები, რისთვისაც ეძებენ დეველოპერებს, დიზაინერებს, სეო სპეციალისტებს და ა.შ. ITJOBS.GE - იპოვე დასაქმების საუკეთესო შესაძლებლობები ან გამოაქვეყნე ვაკანსია / დავალება და მიაწვდინე ხმა სასურველ აუდიტორიას.