צוות חוקרים מסין הצליח, לראשונה, ליצור עכבר עם שני הורים זכרים באמצעות הנדסת תאי גזע עובריים. העכבר שרד עד לבגרות, מה שמסמן פריצת דרך משמעותית בתחום עריכת הגנים. המחקר עשוי לשפוך אור חדש על גנטיקה, החתמה גנומית והשפעת זהות ההורה המוריש על ההתפתחות.
החוקרים התמקדו בקבוצת גנים המעורבים ברבייה, מה שאפשר להם להתגבר על מחסומים שבעבר נחשבו בלתי עבירים ברבייה חד-מינית ביונקים. עד כה, ניסיונות לייצר עכברים משני הורים זכרים הצליחו רק באופן חלקי - העוברים התפתחו עד שלב מסוים, אך לא שרדו.
3 צפייה בגלריה
עכבר שנוצר משני אבות, לאחר מספר שינויים גנטיים (משמאל) לצד עכבר רגיל
(צילום: Zhi-kun Li, Cell Stem Cell)
במחקר החדש, שפורסם בכתב העת Cell Stem Cell, הצליח הצוות בהובלת פרופ' ווי לי מהאקדמיה הסינית למדעים בבייג'ינג להתמקד בהחתמה גנומית – מנגנון אפיגנטי השולט בביטוי גנים בהתאם לזהות ההורה המוריש.
לדברי פרופ' לי, המחקר עשוי לסייע בהתגברות על מגבלות בתחום תאי הגזע והרפואה הרגנרטיבית - ענף מחקר רפואי המתמקד בריפוי מומים מולדים ונרכשים באמצעות יצירת רקמות ואיברים חדשים או באמצעות תרפיה תאית. "החתמה גנומית נחשבה למחסום בלתי עביר ברבייה חד-מינית ביונקים", הסביר פרופ' צ'י ג'ואו, חבר צוות המחקר. "גם כאשר יצרו בעבר עוברים דו-אימהיים או דו-אביים, הם לא הצליחו להתפתח כראוי בשל בעיות גנטיות".
ניסיונות קודמים ליצור עכבר דו-אבי השתמשו באורגנואידים (גרסאות מוקטנות של איברים חיים) המדמים שחלה, כדי להפיק ביציות מתאי גזע פלוריפוטנטיים (תאי גזע בעלי פוטנציאל להפוך לכל תא בגוף) שמקורם בזכרים. ביציות אלו הופרו עם זרע מזכר אחר, אך בשל מקורם מאותו המין, נוצרו פגמים בהחתמה הגנומית שהובילו לליקויים התפתחותיים חמורים.
במחקר החדש, החוקרים ערכו 20 שינויים גנטיים בשיטות שונות וגילו שלא רק שניתן ליצור עכברים דו-אביים ששורדים עד לבגרות, אלא שהשיטות ששימשו אותם שיפרו את יציבות תאי הגזע. "ממצאים אלו מספקים ראיות חזקות לכך שחריגות בהחתמה הגנומית הן המחסום המרכזי לרבייה חד-מינית ביונקים", אמר פרופ' גואן-ז'נג לואו מאוניברסיטת סון יאט-סן בגואנגג'ואו. "הגישה שפיתחנו עשויה לשפר את פוטנציאל ההתפתחות של תאי גזע עובריים וחיות משובטות, ולפתוח דלת לטיפולים רפואיים חדשים".
עם זאת, החוקרים מציינים כי הדרך עוד ארוכה. רק 11.8% מהעוברים התפתחו לכדי לידה, ולא כל הגורים שנולדו הגיעו לבגרות בשל ליקויים התפתחותיים. גם אלו שהצליחו לשרוד חיו פחות מעכברים רגילים. "שינויים נוספים בהחתמה הגנומית עשויים לאפשר יצירת עכברים דו-אביים בריאים, שיפתחו תאי זוויג (גמטות) תקינים, ויובילו לטיפולים חדשים במחלות הקשורות להחתמה גנומית", אמר ד"ר ז'י-קון לי מהאקדמיה הסינית למדעים בבייג'ינג.
3 צפייה בגלריה
איור שממחיש את הליך המחקר בו נוצרו עכברים משני אבות, שהגיעו עד לגיל בגרות
(איור: Cell Stem Cell)
החוקרים מתכננים להמשיך ולחקור כיצד ניתן לשפר את ההחתמה הגנומית כדי ליצור עוברים בעלי פוטנציאל התפתחותי גבוה יותר. הם שואפים גם להרחיב את המחקר ליונקים גדולים יותר, כולל קופים, אך מציינים שהתהליך יהיה מורכב יותר. נכון להיום, טרם ברור האם טכנולוגיה זו תוכל להיות מיושמת לטיפול במחלות אנושיות, שכן הנחיות האתיקה של האגודה הבינלאומית לחקר תאי גזע אינן מאפשרות עריכת גנום תורשתי למטרות רבייה או שימוש בגמטות שמקורן בתאי גזע אנושיים.
