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Superate le barriere biologiche della riproduzione da mammiferi dello stesso sesso

SCIENZEBIOLOGIASuperate le barriere biologiche della riproduzione da mammiferi dello stesso sesso

Lo studio mostra per la prima volta figli di topi sani nati da genitori dello stesso sesso, in questo caso madri.

biologico aspetto del perché mammiferi bisogno di due sessi opposti per procreare ha incuriosito i ricercatori per molto tempo. Gli scienziati stanno cercando di capire cosa impedisce davvero a due madri o due padri di dare alla luce una prole. Organismi diversi dai mammiferi, come rettili, pesci e anfibi, producono una prole senza partner. Gli animali hanno tre diverse modalità di riproduzione (asessuale, unisessuale e sessuale), ma i mammiferi compresi gli esseri umani possono subire la riproduzione sessuale solo se sono coinvolti due genitori di sesso opposto.

Anche con una conoscenza approfondita della fecondazione e del progresso della tecnologia medica negli ultimi decenni, è stato impensabile produrre una prole di mammifero da due genitori dello stesso sesso. Resta inteso che il materiale genetico (DNA) è necessario da entrambi i genitori (maschio e femmina) per lo sviluppo perché il DNA di una madre e il DNA di un padre sostanzialmente competono tra loro per un posto nella prole. E c'è una barriera all'imprinting genomico, cioè certa materno o i geni paterni vengono impressi (marcati o etichettati in base a da chi provengono) e quindi disattivati ​​durante le diverse fasi dello sviluppo embrionale. Questa barriera deve essere superata. Geni diversi sono impressi nel materiale genetico della madre e nel materiale genetico del padre, quindi la progenie di un mammifero ha bisogno di materiale genetico di entrambi i sessi per attivare tutti i geni necessari. Entrambi i materiali genetici sono quindi cruciali perché una prole che non riceve materiale genetico né dal padre né dalla madre avrà anomalie dello sviluppo e potrebbe non essere abbastanza vitale per nascere. Questo è semplicemente il motivo per cui è impossibile avere genitori dello stesso sesso.

Figli di due femmine

In uno studio pubblicato Cell Stem Cell, gli scienziati dell'Accademia cinese delle scienze hanno prodotto per la prima volta 29 figli di topi vivi e sani da genitori dello stesso sesso, qui due madri biologiche. Questi bambini sono diventati adulti e sono stati in grado di avere anche la loro prole normale. Gli scienziati hanno raggiunto questo obiettivo utilizzando le cellule staminali e la manipolazione/modifica mirata dei geni, il che suggerisce che alcune barriere possono essere superate con successo. Per creare topi bi-materni (topi con due madri), hanno utilizzato cellule chiamate cellule staminali embrionali aploidi (ESC) contenenti solo la metà del numero di cromosomi e DNA di un solo genitore (qui femmina topo). Queste cellule sono descritte come simili alle cellule che sono precursori di uova e sperma e sono state indicate come la ragione principale di questo studio rivoluzionario. I ricercatori hanno eliminato tre regioni di imprinting genetico da queste ESC aploidi che contenevano il DNA della madre e queste cellule sono state quindi iniettate nelle uova prese da un'altra femmina di topo producendo 210 embrioni che hanno poi formato 29 figli vivi di topi.

Gli scienziati hanno anche provato a creare topi bi-paterni (topi con due padri), ma l'uso di un DNA maschile è stato più impegnativo in quanto implicava la modifica di ESC aploidi contenenti il ​​DNA del genitore maschio e richiedeva l'eliminazione di sette regioni di imprinting genetico. Queste cellule sono state iniettate insieme allo sperma di un altro topo maschio in una cellula uovo femmina da cui è stato rimosso il nucleo che contiene materiale genetico femminile. Gli embrioni creati ora avevano solo DNA maschile e sono stati trasferiti lungo il materiale placentare a madri surrogate che li hanno portati a termine. Tuttavia, non ha funzionato bene per i 12 topi a termine (2.5 percento del totale) nati da due padri poiché sono sopravvissuti solo per 48 ore.

Questo è uno studio cruciale in cui le barriere biologiche della riproduzione da mammiferi dello stesso sesso sembrano essere state superate dopo che sono stati analizzati i fattori genetici che impediscono la riproduzione dello stesso sesso. I blocchi genetici rivelati sono alcune delle regioni del DNA più importanti che ostacolano lo sviluppo di topi con genitori dello stesso sesso. Naturalmente impegnativo, questo è il primo studio a produrre figli di topi sani con genitori dello stesso sesso che sono paragonabili ai topi normali.

Questo può essere fatto negli esseri umani?

Gli esperti affermano che una manipolazione genetica così estesa potrebbe non essere fattibile nella maggior parte dei mammiferi, in particolare nell'uomo. In primo luogo, identificare i geni che dovranno essere manipolati è complicato poiché i "geni impressi" sono unici per ogni specie. Esiste un alto rischio di gravi anomalie e sono coinvolti numerosi problemi di sicurezza. Questo è un lungo percorso carico di implausibilità che qualcosa del genere possa essere replicato negli umani. E a parte gli ostacoli tecnologici, è un dibattito in corso sulle questioni etiche e pratiche coinvolte nella procedura. Tuttavia, questo studio è una pietra miliare interessante e può essere utilizzato per rafforzare la nostra comprensione della fecondazione e dello sviluppo embrionale. Potrebbe aiutare a comprendere meglio l'infertilità e l'origine delle malattie congenite. Lo studio può anche essere ampiamente utilizzato in futuro nella ricerca sugli animali come esempio di clonazione.

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{Puoi leggere il documento di ricerca originale facendo clic sul collegamento DOI indicato di seguito nell'elenco delle fonti citate}

Fonte (s)

Zhi-Kun L et al. 2018. Generazione di topi bimaterni e bipaterni da ESC aploidi ipometilati con delezioni della regione di imprinting. Cell Stem Cellhttps://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004

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Squadra SCIEU
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