연구에 따르면 동성 부모(이 경우에는 어미)에게서 태어난 건강한 쥐 새끼가 처음으로 나타났습니다.
XNUMXD덴탈의 생물 학적 이유의 측면 포유류 출산을 위해 두 개의 반대 성별이 필요하다는 사실은 오랫동안 연구자들의 흥미를 끌었습니다. 과학자들은 두 명의 어머니 또는 두 명의 아버지가 자손을 낳는 것을 실제로 방해하는 요인을 이해하려고 노력하고 있습니다. 파충류, 어류, 양서류와 같은 포유류 이외의 유기체는 파트너 없이 자손을 낳습니다. 동물에는 세 가지 다른 모드가 있습니다. 생식 (무성, 단성 및 유성) 그러나 인간을 포함한 포유 동물은 이성의 두 부모가 관련된 경우에만 유성 생식을 할 수 있습니다.
최근 수십 년 동안 수정과 의료 기술의 발전에 대한 심층적인 이해에도 불구하고 두 명의 동성 부모에게서 포유동물 자손을 낳는 것은 상상조차 할 수 없는 일이었습니다. 유전 물질(DNA)는 기본적으로 어머니의 DNA와 아버지의 DNA가 자손의 위치를 놓고 서로 경쟁하기 때문에 발달을 위해 부모(남성과 여성) 모두로부터 필요합니다. 그리고 게놈 각인 장벽이 있습니다. 즉, 모성 또는 부계 유전자가 각인되고(그 유전자가 누구에게서 왔는지에 따라 상표가 붙거나 레이블이 지정됨) 배아 발달의 여러 단계에서 꺼집니다. 이 장벽을 넘어야 합니다. 어머니의 유전 물질과 아버지의 유전 물질에는 서로 다른 유전자가 각인되어 있으므로 포유류의 자손은 필요한 모든 유전자가 활성화되기 위해서는 두 성별의 유전 물질이 필요합니다. 따라서 두 유전 물질은 모두 중요합니다. 왜냐하면 아버지나 어머니로부터 유전 물질을 받지 못한 자손은 발달 이상이 있고 태어날 만큼 충분히 생존할 수 없기 때문입니다. 이것이 바로 동성 부모를 갖는 것이 불가능한 이유입니다.
두 암컷의 자손
에 발표 된 연구에서 세포 줄기 세포, 중국 과학 아카데미의 과학자들은 처음으로 동성 부모로부터 29마리의 살아 있고 건강한 생쥐 자손을 생산했습니다. 여기에서는 두 명의 생물학적 어머니가 있습니다. 이 아기들은 계속해서 성인이 되었고 그들 자신의 정상적인 자손도 가질 수 있었습니다. 과학자들은 줄기 세포를 사용하고 일부 장벽을 성공적으로 극복할 수 있음을 시사하는 유전자의 표적 조작/편집을 사용하여 이를 달성했습니다. 양모 생쥐(어미가 두 명인 생쥐)를 만들기 위해 그들은 염색체 수의 절반만 포함하고 한 부모(여기서는 암컷 생쥐)의 DNA만 포함하는 반수체 배아 줄기 세포(ESC)라는 세포를 사용했습니다. 이 세포는 난자와 정자의 전구체인 세포와 유사한 것으로 설명되며 이 획기적인 연구의 주요 원인으로 지적되었습니다. 연구원들은 어미의 DNA를 포함하는 이 반수체 ESC에서 210개의 유전적 각인 영역을 삭제한 다음 이 세포를 다른 암컷 마우스의 난자에 주입하여 29개의 배아를 생성한 다음 XNUMX개의 살아있는 마우스 자손을 형성했습니다.
과학자들은 또한 양계 생쥐(아버지가 두 명인 생쥐)를 만들려고 시도했지만 남성 DNA를 사용하는 것은 남성 부모의 DNA를 포함하는 반수체 ESC를 수정하고 12개의 유전적 각인 영역을 삭제해야 했기 때문에 더 어려웠습니다. 이 세포는 암컷의 유전 물질을 포함하는 핵이 제거된 암컷 난자에 다른 수컷 마우스의 정자와 함께 주입되었습니다. 지금 생성된 배아는 남성의 DNA만 가지고 태반 물질을 따라 만삭으로 나르는 대리모에게 전달되었습니다. 그러나 두 아버지에게서 태어난 2.5마리의 만삭 쥐(전체의 48%)는 XNUMX시간 동안만 생존해 제대로 작동하지 않았다.
이것은 동성 생식을 방해하는 유전적 요인이 분석된 후 동성 포유동물의 생식에 대한 생물학적 장벽이 극복된 것으로 보이는 중요한 연구입니다. 밝혀진 유전적 장애물은 동성 부모를 둔 생쥐의 발달을 방해하는 가장 중요한 DNA 영역 중 일부입니다. 물론 도전적이지만 이것은 일반 쥐에 필적하는 동성 부모와 함께 건강한 쥐 자손을 생산하는 첫 번째 연구입니다.
이것이 인간에게 가능합니까?
전문가들은 그러한 광범위한 유전자 조작이 대부분의 포유동물, 특히 인간에서 실행 가능하지 않을 수 있다고 말합니다. 첫째, '각인된 유전자'는 모든 종에 고유하기 때문에 조작이 필요한 유전자를 식별하는 것은 까다롭습니다. 심각한 이상이 발생할 위험이 높고 수많은 안전 문제가 관련되어 있습니다. 이것은 이와 같은 것이 인간에게서 복제될 수 있다는 개연성이 없는 긴 길입니다. 그리고 기술적인 장애물은 제쳐두고, 절차와 관련된 윤리적이고 실용적인 문제에 대한 지속적인 논쟁입니다. 그럼에도 불구하고, 이 연구는 흥미로운 이정표이며 수정 및 배아 발달에 대한 이해를 강화하는 데 사용할 수 있습니다. 불임과 선천성 질환의 기원을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 연구는 향후 동물 연구 예제 복제에도 광범위하게 활용될 수 있습니다.
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출처
Zhi-Kun L et al. 2018. 각인 영역 삭제가 있는 Hypomethylated Haploid ESC에서 Bimaternal 및 Bipaternal 마우스 생성. 세포 줄기 세포. https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004
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