محققان اولین موش با دو والد نر را با اصلاح ژن‌های چاپی (imprinting genes) ایجاد کردند. این پیشرفت در علم تولیدمثل، چالش‌هایی مانند ناباروری و نرخ پایین بقا را به همراه دارد.

یک تیم از دانشمندان سلول‌های بنیادی موفق شدند موشی با دو والد نر (bi-paternal) را با استفاده از فناوری سلول‌های بنیادی جنینی تولید کنند. این موش تا بزرگسالی زنده ماند و این دستاورد، گامی بزرگ در علم تولیدمثل محسوب می‌شود. یافته‌های این تحقیق که در ۲۸ ژانویه ۲۰۲۵ در مجله *Cell Stem Cell* منتشر شد، نشان می‌دهد که چگونه دانشمندان با اصلاح دقیق ژن‌های کلیدی مرتبط با تولیدمثل، موانع قدیمی در تولیدمثل تک‌جنسیتی پستانداران را پشت سر گذاشتند.

پیش از این، دانشمندان سعی کرده بودند موش‌های با دو والد نر ایجاد کنند، اما جنین‌ها تنها تا مرحله خاصی رشد می‌کردند و سپس متوقف می‌شدند. در این مطالعه، محققان به رهبری “وی لی” از آکادمی علوم چین (CAS) در پکن، روی ژن‌های چاپی تمرکز کردند. این ژن‌ها بیان ژن‌ها را به روش‌های مختلف تنظیم می‌کنند. لی می‌گوید: «این کار به رفع محدودیت‌های تحقیقات در زمینه سلول‌های بنیادی و پزشکی بازساختی کمک خواهد کرد.»

“کی ژو”، یکی دیگر از نویسندگان این مطالعه از آکادمی علوم چین، می‌گوید: «ویژگی‌های منحصر به فرد ژن‌های چاپی باعث شده دانشمندان معتقد باشند که این ژن‌ها مانعی اساسی برای تولیدمثل تک‌جنسیتی در پستانداران هستند. حتی وقتی جنین‌های با دو والد نر یا دو والد ماده به صورت مصنوعی ساخته می‌شوند، به دلیل این ژن‌ها در مراحل خاصی از رشد متوقف می‌شوند.»

در تلاش‌های قبلی برای ایجاد موش با دو والد نر، از اندام‌واره‌های تخمدانی (ovarian organoids) برای تولید تخمک از سلول‌های بنیادی پرتوان نر استفاده شد. سپس این تخمک‌ها با اسپرم نر دیگری بارور شدند. اما وقتی کروموزوم‌های هم‌تا (homologous chromosomes) که در میوز تقسیم می‌شوند تا تخمک و اسپرم ایجاد کنند، از یک جنس بودند، ناهنجاری‌های چاپ ژنی رخ داد و منجر به نقص‌های شدید در رشد جنین شد.

ژن‌های چاپی (Imprinting Genes): ژن‌هایی که بسته به این که از مادر یا پدر به ارث برده شوند، به شکل متفاوتی بیان می‌شوند. این ژن‌ها نقش مهمی در رشد جنین دارند.
اندام‌واره تخمدانی (Ovarian Organoid): ساختارهای کوچک آزمایشگاهی که عملکرد تخمدان را شبیه‌سازی می‌کنند و برای مطالعه تولید تخمک استفاده می‌شوند.

در این مطالعه، محققان ۲۰ ژن کلیدی چاپی (imprinting genes) را به‌طور جداگانه با استفاده از روش‌های مختلفی از جمله جهش‌های جابجایی قاب (frameshift mutations)، حذف ژن‌ها و ویرایش مناطق تنظیمی اصلاح کردند. آنها دریافتند که این اصلاحات نه تنها امکان ایجاد حیوانات با دو والد نر (bi-paternal) را فراهم کرد که گاهی تا بزرگسالی زنده ماندند، بلکه باعث ایجاد سلول‌های بنیادی با پرتوانی (pluripotency) پایدارتر نیز شدند.

“گوان‌ژنگ لو”، یکی از نویسندگان این مطالعه از دانشگاه سون یات‌سن در گوانگژو، می‌گوید: «این یافته‌ها شواهد محکمی ارائه می‌دهند که ناهنجاری‌های چاپ ژنی، مانع اصلی تولیدمثل تک‌جنسیتی در پستانداران هستند. این روش می‌تواند نتایج رشد سلول‌های بنیادی جنینی و حیوانات شبیه‌سازی‌شده را به‌طور قابل توجهی بهبود بخشد و راهی امیدوارکننده برای پیشرفت پزشکی بازساختی باز کند.»

پرتوانی (Pluripotency): توانایی سلول‌های بنیادی برای تبدیل شدن به انواع مختلف سلول‌های بدن. این ویژگی برای تحقیقات سلول‌های بنیادی و پزشکی بازساختی بسیار مهم است.
جهش جابجایی قاب (Frameshift Mutation): نوعی جهش ژنتیکی که در آن اضافه یا حذف نوکلئوتیدها باعث تغییر در خواندن کدهای ژنتیکی می‌شود و معمولاً به پروتئین‌های غیرفعال منجر می‌شود.

 چالش‌ها و تحقیقات آینده

محققان به چندین محدودیت اشاره می‌کنند که کار آن‌ها هنوز نیاز به بررسی بیشتر دارد. برای مثال، تنها ۱۱٫۸٪ از جنین‌های قاب‌ل‌زنده توانستند تا زمان تولد رشد کنند و همه توله‌هایی که به دنیا آمدند، به دلیل نقص‌های رشدی تا بزرگسالی زنده نماندند. بیشتر موش‌هایی که تا بزرگسالی زنده ماندند، رشد غیرطبیعی و طول عمر کوتاه‌تری داشتند. همچنین، این موش‌ها نابارور بودند، اگرچه کارایی شبیه‌سازی در آن‌ها افزایش یافته بود.

“ژی‌کون لی”، یکی از نویسندگان این مطالعه از آکادمی علوم چین (CAS)، می‌گوید: «اصلاحات بیشتر در ژن‌های چاپی ممکن است به تولید موش‌های سالم با دو والد نر که قادر به تولید گامت‌های زایا هستند، کمک کند و راه‌های جدیدی برای درمان بیماری‌های مرتبط با چاپ ژنی باز کند.»

این تیم قصد دارد به مطالعه این موضوع ادامه دهد که چگونه اصلاح ژن‌های چاپی می‌تواند به جنین‌هایی با پتانسیل رشد بالاتر منجر شود. آن‌ها همچنین می‌خواهند روش‌های آزمایشی توسعه‌یافته در موش‌ها را به حیوانات بزرگ‌تر، از جمله میمون‌ها، گسترش دهند. با این حال، آن‌ها اشاره می‌کنند که این کار به زمان و تلاش قابل توجهی نیاز دارد، زیرا ترکیب ژن‌های چاپی در میمون‌ها به‌طور قابل توجهی با موش‌ها متفاوت است.

هنوز مشخص نیست که آیا این فناوری در نهایت برای حل بیماری‌های انسانی به کار خواهد رفت یا خیر. دستورالعمل‌های اخلاقی انجمن بین‌المللی تحقیقات سلول‌های بنیادی (ISSCR)، ویرایش ژنوم وراثتی برای اهداف تولیدمثلی و استفاده از گامت‌های مشتق‌شده از سلول‌های بنیادی انسانی را به دلیل ناامن بودن فعلی، مجاز نمی‌داند.

گامت (Gamete): سلول‌های جنسی (اسپرم یا تخمک) که در تولیدمثل نقش دارند.
ویرایش ژنوم وراثتی (Heritable Genome Editing): تغییرات در DNA که به نسل‌های بعدی منتقل می‌شوند. این روش به دلیل مسائل اخلاقی و ایمنی، بحث‌برانگیز است.

reference : https://scitechdaily.com/defying-biology-chinese-scientists-engineer-mouse-with-two-male-parents