Két apától származó egerek születtek

Olyan egerek létrehozásáról számolt be egy kutatócsoport, amelyeknek genetikai értelemben két apjuk van, anyjuk viszont nincsen. A hím és nőstény állatok kromoszómakészlete kizárólag hím egerekből származott, nőstények genetikai anyagát viszont nem tartalmazta.

A testi sejtekben található DNS normális esetben két szülőtől származik: a kromoszómák két példányban vannak jelen, ezek egyike anyai, a másik apai eredetű. A Texas Egyetem munkatársai arra voltak kíváncsiak, hogy létrehozhatóak-e olyan egerek, amelyek sejtjei kizárólag hím állatokból származó genetikai anyagot hordoznak. A módszernek egyelőre nincs gyakorlati haszna, a kutatók pusztán az elméleti lehetőség gyakorlatban történő megvalósítását végezték el.

A kutatók elsőként egy hím egérmagzat kötőszöveti sejtjeit alakították át úgynevezett indukált pluripotens, röviden iPS sejtekké. Az iPS sejteket a már elköteleződött sejtekből lehet létrehozni: az eljárás során a sejteket mesterséges úton állítják vissza embrionális őssejt-állapotba, vagyis abba a fázisba, amikor ismét bármilyen sejttípus kialakulhat belőlük (a módszerről itt olvashat bővebben).

Korábban megfigyelték, hogy ha az iPS sejteket tovább tenyésztik, akkor az utódsejtek körülbelül 1%-a elveszti az Y, vagyis a hímekre jellemző nemi kromoszómákat. Ezekben a ritka esetekben tehát csak egy X kromoszóma marad a sejtekben, s a vizsgálatban ezeket a sejteket használták a későbbiekben. (Ag emlősöknél a hímek nemi kromoszómapárja egy X és egy Y, a nőstényeké pedig két X kromoszómából áll.)

A kizárólag egyetlen X kromoszómát hordozó iPS sejteket az osztódás korai fázisában tartó nőstény egérembriókba fecskendezték be (a folyamat a lenti ábrán követhető). A módosított embriókat béranyaként funkcionáló nőstény egerekkel hordatták ki. Ekkor olyan nőstény egerek születtek, amelyek sejtjei az iPS sejtekből és a nőstény egérembriókból származó X-kromoszómákat is hordoztak. Ezek az úgynevezett kimérák voltak, vagyis olyan állatok, amelyek szervezetében többféle genetikai összetételű sejt van egyszerre jelen. A kiméra-egerek petesejtjeinek keletkezésekor - vagyis amikor újra csak egyféle kromoszóma volt jelen az ivarsejtekben - olyan sejtek is létrejöttek, amelyek a kiindulásként használt hím egerek iPS sejtjeinek X-kromoszómáját hordozták.

Az eljárás azon alapul, hogy az iPS-sejtek 1%-a elveszti Y-kromoszómáját, így ezek a sejtek kizárólag egyetlen X-kromoszómát hordoznak (XO sejtek, az alsó sorban balról a második doboz). Ezeket ültették be a két X-kromoszómát hordozó normális nőstény embriókba (az ábrán az "inject" szóval jelölve). A kiméra egereknél hím eredetű X-kromoszómával rendelkező petesejtek is képződtek. Ezeket az egereket pároztatták végül egy normális hím egérrel (Father #2). A kék szín hím, a rózsaszín nőstény fenotípust jelöl

Ekkor történt meg a kísérlet utolsó lépése. A kiméra-egereket - amelyek tehát hím eredetű X-kromoszómát hordozó petesejteket is létrehoztak - normális hím egerekkel pároztatták. Azokban az esetekben, amikor a hím eredetű X-et hordozó petesejtek termékenyültek meg, olyan hím és nőstény egerek születtek, amelyeknek genetikai értelemben két apjuk volt - írja a Nature blogja.

"A kísérlet meglehetősen szokatlan volt, de látni szerettük volna, hogy egyáltalán meg lehet-e csinálni" - mondta Richard Behringer, a kutatás vezetője. Az eljárást például a haszonállatok tenyésztésénél lehetne felhasználni arra, hogy két hím állat tulajdonságait kombinálják az utódokban. "Egy lehetséges orvosi alkalmazás, hogy megakadályozzuk az öröklődő genetikai betegségek továbbadását, de az etikai és gyakorlati problémák miatt az egereknél most használt módszert embereknél sosem fogják használni" - mondta Behringer.

Az eredeti tanulmány a Biology of Reproduction című szakfolyóiratban olvasható.