كتب – باسل يوسف:
كشف علماء في الصين عن طريقة جديدة لتربية فئران صغيرة بوالدين من الذكور، ويمكن للأطفال الناتجين البقاء على قيد الحياة حتى سن البلوغ.
هذه ليست المرة الأولى التي يربي فيها العلماء فئرانًا بأبوين؛ فقد فعل فريق بحثي في اليابان ذلك في عام 2023، باستخدام نهج مختلف. في الدراسة الجديدة، التي نُشرت في مجلة Cell Stem Cell، لم ينجح العلماء فحسب في تربية فئران ذات أبوين يمكن أن تعيش حتى سن البلوغ، بل فعلوا ذلك بطريقة قد تلقي ضوءًا جديدًا على مجموعة معقدة من الجينات التي يختلف نشاطها اعتمادًا على الوالد الذي ترثها منه. يمكن أن تسبب مشاكل هذه الجينات، المعروفة باسم “جينات البصمة”، مجموعة من الاضطرابات لدى البشر، بما في ذلك متلازمة أنجلمان.
قال كيث لاثام، أستاذ علوم الحيوان وأمراض النساء والتوليد وعلم الأحياء التناسلية في جامعة ولاية ميشيجان، والذي لم يشارك في البحث: “أنا معجب بهذا العمل – أعتقد أنه نهج مهم”. “هذه خطوة أخرى مهمة إلى الأمام في فهم بيولوجيا البصمة”، كما قال لـ Live Science.
في دراسة عام 2023، جمع العلماء في اليابان خلايا الجلد من فئران ذكور بالغة وحولوا الجلد إلى خلايا جذعية يمكن استخدامها لزراعة البويضات. باستخدام تقنية ذكية، تأكد الفريق من أن كل من هذه الخلايا البيضية تحمل كروموسومين من نوع X الموجود عادة في الإناث. ثم خصب الفريق هذه البويضات الناتجة بحيوانات منوية من فئران ذكور، ما أدى في النهاية إلى توليد عدد صغير من النسل الذي جاءت جيناته فقط من الفئران الذكور.
استخدمت الدراسة الجديدة، التي أجريت في الصين، نهجًا مختلفًا للوصول إلى نتيجة مماثلة.
بدأ الباحثون بإزالة الحمض النووي من بويضة غير ناضجة، أو بويضة مأخوذة من فأرة أنثى. ثم أدخلوا الحيوانات المنوية في البويضة من أجل زراعة خلايا جذعية فريدة لا تُرى إلا في الأجنة. ثم حُقنت هذه الخلايا الجذعية الجنينية، مع الحيوانات المنوية من فأر ذكر، في بويضة ثانية. يؤدي هذا في النهاية إلى ظهور بويضة مخصبة يمكن أن تتطور إلى جرو فأر بحمض نووي من أبوين.
وكخطوة حاسمة، أدخل العلماء 20 تعديلاً جينياً في الحمض النووي للخلايا الجذعية. وتعمل هذه التعديلات على تغيير نشاط الجينات التي تطبع، وهي فريدة من نوعها حيث يرث النسل نسختين – واحدة من الأم والأخرى من الأب – لكنهم يحتاجون إلى نسخة واحدة فقط للعمل. لذا، في كل خلية، يتم إيقاف تشغيل نسخة واحدة من كل جين مطبوع بينما تظل النسخة الثانية تعمل.
تُعرف هذه العملية باسم “الطبع الجيني”، وعندما يحدث خطأ، تظهر اضطرابات تؤدي إلى مشاكل في النمو والتطور. وعندما تحاول صنع أجنة بحمض نووي من أبوين، فستواجه بخلاف ذلك مجموعة من مشكلات الطبع هذه لأن العديد من الجينات الأبوية تظل نشطة ولا توجد جينات أمومية للتعويض.
قال المؤلف المشارك في الدراسة تشي كون لي، أستاذ مشارك في الأكاديمية الصينية للعلوم في بكين “نهجنا يستهدف بشكل مباشر الجينات المطبوعة، والتي يُشتبه منذ فترة طويلة في أنها تلعب دورًا مركزيًا في الحواجز الإنجابية ثنائية الأبوة، الأمر الذي يعقد تحدي توليد ذرية من أبوين ذكرين.
في دراسة سابقة، قرر لي وزملاؤه تعديل 7 نقاط ساخنة فقط للطبع، أو “مواضع” في الجينوم، وأنتجوا أجنة فئران نجت من الحمل، لكن تلك الفئران ماتت بعد الولادة، كما قال لي. كانت الفئران تعاني من تشوهات، مثل الفتق السري، والألسنة البارزة والأعضاء الداخلية المتضخمة.
وبشكل منهجي، حدد الباحثون الأصل الجيني لكل من هذه المشكلات وأدخلوا المزيد من التعديلات الجينية على الفئران. مع 18 تعديلاً، احتاجت الفئران إلى مساعدة في الرضاعة في مرحلة الطفولة ولكنها يمكن أن تصل إلى مرحلة البلوغ. مع 19 تعديلاً، كانت لديهم مشاكل في نمو المشيمة أثناء الحمل ولكنهم كانوا أفضل حالاً بعد الولادة. يبدو أن تعديلاً إضافياً – ليصبح المجموع 20 – قد حل مشكلة المشيمة.
ومن المثير للاهتمام أن عملية الطبع تبدو وكأنها مشكلة أكبر يجب التغلب عليها في حالة النسل ثنائي الأب مقارنة بالنسل ثنائي الأم، كما لاحظ المؤلفون في تقريرهم. في عملهم السابق، تمكنوا من تربية الفئران بأمهات وبقيت على قيد الحياة حتى سن البلوغ مع تعديلات جينية أقل بكثير، كما فعلت مجموعات بحثية أخرى. بالإضافة إلى ذلك، يحدث التوالد العذري التلقائي – حيث يمكن تخصيب البويضة بدون حيوانات منوية – أحيانًا في الحيوانات خارج المختبر.
ومع ذلك، قال الدكتور كوتارو ساساكي، الأستاذ المشارك في كلية الطب البيطري بجامعة بنسلفانيا وكلية بيرلمان للطب والذي لم يشارك في العمل، “من المدهش إلى حد ما أن التلاعب بـ 20 جينًا فقط من جينات الطبع يسمح بتطور طبيعي نسبيًا للأجنة ثنائية الأب حيث توجد مئات من مواضع الطبع في الفئران”.
ومع ذلك، فإن الفئران الناتجة لا تزال تعاني من عجز، بما في ذلك أعمار أقصر من الفئران العادية، كما أخبر ساساكي موقع لايف ساينس. وأظهرت التجارب أن الفئران كانت أيضًا عقيمة. وعلى النقيض من ذلك، كانت حفنة من الفئران التي تم تربيتها في اليابان ونجت حتى سن البلوغ خصبة.
وقال لي: “تتضمن خطواتنا التالية تحسين نهج تحرير الجينات لإنتاج حيوانات ثنائية الأب أكثر صحة”. وقال إنه من المحتمل تعديل جينات البصمة الإضافية للمساعدة في القضاء على المشكلات الصحية المتبقية. يريد الفريق أيضًا تجربة نهجهم في أنواع حيوانية إضافية لمعرفة مدى نجاحه.
واقترح لي أن هذا الخط من البحث يمكن أن يساعد العلماء على المدى الطويل على فهم اضطرابات البصمة بشكل أفضل، ما قد يمهد الطريق للعلاجات التي تستخدم تحرير الجينات لإصلاحها في البشر.
وأضاف لاثام أنه من خلال فهم أفضل للمسارات الجينية المعنية، قد يتمكن العلماء من تحديد طرق لمكافحة الاضطرابات بالأدوية، بدلاً من تحرير الجينات. وأضاف أنه قد تكون هناك أيضًا تطبيقات للأبحاث في الزراعة، إذا ساعدت في النهاية المربين على زراعة السمات المرغوبة في الماشية، على سبيل المثال.
عندما يتعلق الأمر بالبشر، قال لاثام إننا نريد أن نفهم بشكل أفضل المخاطر والفوائد المترتبة على هذا النهج قبل محاولة استخدامه في البشر. وكرر ساساكي هذا الرأي، مشيرًا إلى أن عددًا من العقبات التكنولوجية والمعضلات الأخلاقية “تعيق جميعها التطبيق السريري على البشر في المستقبل القريب”.
اقرأ أيضا:
