Արուները ձագ են ունեցել առանց էգի

Ճապոնիայում հայտնվել են երկու արու մկներից ծնված մկներ․ գիտնականների օգնությամբ ծնված ձագերը չունեն իգական որևէ գեն և լիովին առողջ են։ Իրենց դեռևս չտպագրված աշխատանքի մասին կենսաբանները պատմել են Մարդկային գենոմի խմբագրման մասին երրորդ միջազգային համաժողովի ժամանակ։

Դեռևս 2004 թվականին գիտնականների մեկ ուրիշ խմբին արդեն հաջողվել էր ձագեր ստանալ երկու էգ մկներից՝ առանց արուի։ Այդպիսի ձագերից մեկը կարողացել է ոչ միայն մեծանալ և հասուն տարիքի հասնել, այլև՝ սերունդ տալ։

Ճապոնական Կյուսյու համալսարանի Կացուհիկո Հայասիի գիտական թիմը կարողացել է ձվաբջիջներ աճեցնել արու մկների ցողունային բջիջներից։ Հայասին իր գործընկերների հետ բավականին վաղուց էր փորձում ձվաբջիջ ստանալ առանց իգական դոնորի, և 2021 թվականին նրանց արդեն հաջողվել էր մկների ցողունային բջիջներից ձվաբջիջ հասունացնել։

Իրենց հաջողությունները Հայասիի թիմը փորձում է օգտագործել վերացած համարվող հյուսիսային սպիտակ ռնգեղջյուրների տեսակը փրկելու նպատակով։ Այս պահի դրությամբ աշխարհում մնացել են միայն երկու հյուսիսային սպիտակ ռնգեղջյուրներ՝ մայրն ու նրա աղջիկը։ Արհեստական բեղմնավորման միջոցով հաջողվել է ստանալ ևս երեք ռնգեղջյուրի էմբրիոն, սակայն այս միջոցը սահմանափակ կիրառություն ունի, քանի որ ռնգեղջյուրների ձվաբջիջները շուտով կարող են սպառվել։

Անցյալում երկու արու կաթնասուններից սերունդ ստանալու փորձերը միայն մեկ անգամ էին հաջողությամբ ավարտվել՝ 2018 թվականին, սակայն այդ փորձի արդյունքում ծնված մկները ընդամենը մի քանի օր են ապրել։ Բացի այդ, հետազոտողները բեղմնավորման համար ստիպված են եղել օգտագործել իգական ձվաբջիջ, որն իր հերթին միտոքոնդրիումային ԴՆԹ էր պարունակում․ այլ կերպ ասած այս փորձի արդյունքում ստացված սերունդները գեներ էին ստացել երեք մկներից (երկու արուների սերմնաբջիջների և մեկ ձվաբջջի միտոքոնդրիումի ԴՆԹ-ն)։ 

Երկու արու կաթնասուններից սերունդ ստանալու հիմնական դժվարությունները երկուսն են՝ ձվաբջջի անհրաժեշությունը, առանց որի բեղմնավորումը և պտղի զարգացումը հնարավոր չէ, և գենային իմպրինտինգը։

Կաթնասունների (այդ թվում մարդկանց) մոտ մի շարք գեներ կան, որոնք իրենց տարբեր կերպ են դրսևորում կախված՝ իգական օրգանիզմում են, թե արական․ այս երևույթը կոչվում է գենային իմպրինտինգ։ Այս գեները միմյանց հետ որոշակի «հավասարակշռություն» են ստեղծում․ եթե երեխան նշված գեները ստանա միայն մեկ սեռի ծնողից, դրանք կարող են լինել ամբողջովին լուռ կամ սովորականից կրկնակի ակտիվ։ Եթե գենի մոր կամ հոր տարբերակը չի հասնում երեխային, առաջանում են մի շարք հիվանդություններ։

Օրինակ՝ երբեմն նորածին երեխային հոր 15-րդ քրոմոսոմի մի փոքր հատված կարող է չհասնել։ Եվ թեև մայրական քրոմոսում նույն հատվածում գտնվում են լրիվ նույն գեները, նրանք իրենց այլ կերպ են դրսևորում, ինչի պատճառով նման երեխաները մնում են ցածրահասակ, նրանց զարգացումը ուշանում է, տառապում են ճարպակալմամբ և հորմոնային խանգարումներով, հաճախ ունենում են կատաղության նոպաներ, և գրեթե միշտ անպտուղ են լինում։ Այս երեխաների մոտ ախտորոշվում է Պրադեր-Վիլլի համախտանիշ։ 

Միաժամանակ, երեխաները, որոնց չի հասնում նույն քրոմոսոմի նույն հատվածի մայրական տարբերակը նույնպես ունեն խնդիրներ, սակայն՝ այլ։ Նրանց զարգացումը որպես կանոն ավելի շատ է տուժում, քան Պրադեր-Վիլլով երեխաներինը, նրանք գերակտիվ են և հաճախ են ծիծաղում, ունեն ցնցումներ և հավասարակշռության խնդիրներ։ Նախկինում այս վիճակն անվանում էին «երջանիկ տիկնիկի համախտանիշ», այժմ այս երեխաների մոտ Անգելմանի համախտանիշ է ախտորոշվում։

Արական ցողունային բջիջներից ձվաբջիջներ ստանալով՝ ճապոնացի գիտնականների թիմին հաջողվել է միաժամանակ հաղթահարել նախորդ երկու խնդիրները․ նախևառաջ չի եղել իգական դոնորի անհրաժեշտություն, և երկրորդ՝ ցողունային բջիջների գեները որպես ձվաբջիջ զարգանալու ընթացքում ստացել են իգական օրգանիզմին բնորոշ իմպրինտինգ և վերջինիս հետ խնդիր այլևս չի առաջացել։

Հետազոտությունը սկսել են նրանից, որ հասուն մկներից բջիջներ են վերցրել և դրանք վերածրագրավորել՝ դարձնելով սաղմնային բջիջների անալոգ (սաղմնային բջիջները կարող են բաժանվելով վերածվել օրգանիզմի ցանկացած բջջի)։ Այնուհետև, գիտնականները թողել են, որ բջիջները բազմանան, ինչի հետևանքով դրանց 5․7%-ը կորցրել է Y քրոմոսոմը, որը խանգարում էր ձվաբջջի ձևավորմանը։ Քանի որ Y քրոմոսոմը ամենափոքրն է, այն բավականին հաճախ է կորում բջիջների բազմացման ժամանակ, այդ թվում նաև մարդկանց մոտ։ 

Վերցնելով մեկ X քրոմոսոմ պարունակող բջիջները՝ կենսաբանները մշակել են դրանք ռեվերսինով (նյութ, որը բաժանման ժամանակ արգելակում է քրոմոսոմների հեռացումը իրարից): Այսպես որոշ բջիջներ ձեռք են բերել երկու X քրոմոսոմներ՝ արական բջիջները վերածվել են իգականի։ Դրանից հետո գիտնականներն արդեն շարունակել են 2021 թվականին հաջողված փորձը։

Ստացված ձվաբջիջները բեղմնավորել են երկրորդ արու մկան սպերմատոզոիդներով, իսկ էմբրիոնները տեղադրել սուրոգատ մկան օրգանիզմում։ 630 սաղմերից ծնվել են 7 ձագեր․ բոլորն՝ առողջ, նորմալ քաշով և զարգացմամբ։ Ժամանակի ընթացքում ձագերը մեծացել, դարձել են հասուն մկներ և կարողացել են սերունդ տալ, ինչը նշանակում է, որ նրանք քրոմոսոմային անոմալիաներ չեն ունեցել։

Սպասվում է, որ ապագայում այսպիսի փորձեր կկատարվեն նաև մարդկանց հետ, սակայն այս պահի դրությամբ գիտնականներին դեռևս չի հաջողվել մարդկային ձվաբջիջ աճեցնել։