Los investigadores de la Academia de Ciencias de China pudieron producir ratones sanos con dos madres que tuvieron su propia descendencia normal. Los ratones de dos padres también nacieron pero solo sobrevivieron durante un par de días. El trabajo, presentado en octubre11 en el diario Célula madre celular analiza lo que hace que sea tan difícil para los animales del mismo sexo producir descendencia y sugiere que algunas de estas barreras pueden superarse mediante el uso de células madre y la edición dirigida de genes.
"Estábamos interesados en la pregunta de por qué los mamíferos solo pueden someterse a reproducción sexual. Hemos realizado varios hallazgos en el pasado combinando reproducción y regeneración, por lo que tratamos de averiguar si ratones más normales con dos padres hembras, o incluso ratonescon dos padres varones, podría producirse utilizando células madre embrionarias haploides con deleciones genéticas ", dice el coautor principal Qi Zhou.
Si bien algunos reptiles, anfibios y peces pueden reproducirse con un progenitor del mismo sexo, es difícil para los mamíferos hacer lo mismo incluso con la ayuda de la tecnología de fertilización. En los mamíferos, porque ciertos genes maternos o paternos se desactivan durante la línea germinalEl desarrollo mediante un mecanismo llamado impronta genómica, las crías que no reciben material genético de una madre y un padre pueden experimentar anomalías en el desarrollo o no ser viables. Al eliminar estos genes impresos de los huevos inmaduros, los investigadores han producido ratones bimaternos - ratonescon dos madres, en el pasado. "Sin embargo, los ratones generados todavía mostraban características defectuosas, y el método en sí es muy poco práctico y difícil de usar", dice Zhou.
Para producir sus ratones bimaternos sanos, Zhou, el coautor principal Baoyang Hu, el coautor principal Wei Li, y sus colegas utilizaron células madre embrionarias haploides ESC, que contienen la mitad del número normal de cromosomas y ADN de solo unopadre y que los investigadores creen que fueron la clave de su éxito. Los investigadores crearon los ratones con dos madres eliminando tres regiones de impresión del genoma de los ESC haploides que contienen el ADN de un padre hembra y los inyectaron en los huevos de otro ratón hembra. Produjeron 29ratones vivos de 210 embriones. Los ratones eran normales, vivían hasta la edad adulta y tenían sus propios bebés.
Una ventaja de usar ESC haploides es que incluso antes de que se eliminen los genes problemáticos, contienen menos de la programación de impresión que finalmente hace que se expresen genes específicos maternos o paternos ". Encontramos en este estudio que los ESC haploides eranmás similar a las células germinales primordiales, los precursores de los óvulos y los espermatozoides. La impronta genómica que se encuentra en los gametos se 'borró' ", dice Hu.
Se produjeron doce ratones vivos a término con dos padres genéticos utilizando un procedimiento similar pero más complicado. Los ESC haploides que contenían solo el ADN de un padre masculino se modificaron para eliminar siete regiones clave impresas. Luego se inyectaron los ESC haploides editados - a lo largo decon esperma de otro ratón macho, en una célula de óvulo que tenía su núcleo y, por lo tanto, su material genético femenino, eliminado. Esto creó un embrión que contenía solo ADN genómico de los dos padres machos. Estos embriones fueron transferidos junto con material placentario para sustituirlos.madres, que los llevaron a término.
Estas crías sobrevivieron 48 horas después del nacimiento, pero los investigadores planean mejorar el proceso para que los ratones bipaternos vivan hasta la edad adulta. Se obtuvieron resultados similares en 2011 pero utilizando un método que dependía de un intermediario femenino producido a partir del tallo del primer padrecélulas para aparearse con el segundo padre. Ese método evitó el problema de la impronta genómica, pero presenta obstáculos éticos y prácticos si esta tecnología se considerara alguna vez para los humanos.
Li señala que todavía existen obstáculos para usar estos métodos en otros mamíferos, incluida la necesidad de identificar genes impresos problemáticos que son únicos para cada especie y las preocupaciones por la descendencia que no sobrevive o que experimenta anormalidades severas. Esperan, sin embargo, para explorar estas técnicas en otros animales de investigación en el futuro.
"Esta investigación nos muestra lo que es posible", dice. "Vimos que los defectos en los ratones bimaternos se pueden eliminar y que las barreras de reproducción bipaternal en los mamíferos también se pueden cruzar a través de la modificación de la impresión. También revelamos algunos de los impresos más importantesregiones que dificultan el desarrollo de ratones con padres del mismo sexo, que también son interesantes para estudiar la impronta genómica y la clonación de animales ".
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