دانشمندان ژاپنی با حذف کروموزوم Y جنسیت جنین‌های نر موش را به ماده تبدیل کردند

پژوهشگران ژاپنی برای ‌اولین‌بار در تاریخ رویان‌شناسی توانستند با تغییر هدفمند ژنتیکی، جنین‌های موش نر را به موش‌های ماده سالم و بارور تبدیل کنند. در این دستاورد، پژوهشگران با ابزار ویرایش ژن CRISPR، کروموزوم Y را از سلول‌های نر حذف کردند و موفق به تولید کلون‌های ماده از موش‌های نر شدند.

محققان دانشگاه یاماناشی می‌گویند این موفقیت می‌تواند فرض‌های بنیادی ساختار تولیدمثل در پستانداران را بازتعریف کند. پیش‌ازاین تصور بر این بود که برای ادامه نسل حتماً به وجود هر دو جنس ماده و نر به‌صورت هم‌زمان نیاز است، اما دستاورد جدید نشان می‌دهد که امکان تولید ماده‌های بارور از زیست‌ماده‌های نر وجود دارد.

ایده اصلی این فرایند از الگوی زیستی ماهی Okinawa rubble goby الهام گرفته شده است؛ این ماهی هنگام غیاب جنس نر یا ماده در محیط، توانایی تغییر جنسیت خودکار را برای حفظ بقای گروه دارد. پژوهشگران ژاپنی با الگوبرداری از این فرایند طبیعی، ابزار اختصاصی مبتنی‌بر کریسپر به Y-CUT را توسعه دادند که هدف آن شناسایی و حذف کروموزوم Y در مراحل اولیه تقسیم سلولی است.

تبدیل موش‌های نر به ماده

در پستانداران، جفت‌کروموزوم‌های جنسی در ماده‌ها به‌صورت XX و در نرها به‌صورت XY تعریف می‌شوند و وجود کروموزوم Y عامل تعیین جنسیت نر است. ابزار Y-CUT با هدف قرار دادن بخش‌های کلیدی کروموزوم Y که مسئول انتقال آن به سلول‌های ماده هنگام تقسیم سلولی هستند، این کروموزوم را به‌طور کامل از چرخه حذف می‌کند.

طبق پیش‌نویس مقاله محققان، جنین‌های XY دستکاری‌شده پس از انتقال به رحم موش‌های جایگزین، به نوزادان ماده تبدیل شدند. آزمایش‌های بعدی نشان داد که این موش‌های ماده دارای ساختار کروموزومی XO (یک کروموزوم X بدون کروموزوم دوم) هستند. با وجود نداشتن کروموزوم X دوم، این موش‌ها سالم رشد کردند و توانایی باروری کامل از خود نشان دادند. محققان می‌گویند کلون‌های ماده تولیدشده از نظر ژنتیکی (به‌جز نداشتن کروموزوم Y) با موش نر اولیه یکسان هستند.

یکی از مهم‌ترین ابعاد این دستاورد علمی، امکان استفاده از آن برای حفظ گونه‌های جانوری در معرض انقراض شدید است. در سناریوهایی که تنها چند نمونه نر از یک گونه حیوان باقی مانده باشد، فناوری همسان‌سازی سنتی تنها به تولید فرزندان نر منجر می‌شود که توانایی بازتولید مستقل را ندارند. ابزار Y-CUT این امکان را فراهم می‌کند که از همان نمونه‌های نر موجود، کلون‌های ماده تولید شوند.

با وجود موفقیت کامل این روش در موش‌ها، کارشناسان به برخی محدودیت‌های فعلی اشاره می‌کنند. اگرچه موش‌های ماده XO دارای باروری کامل هستند، اما ناهنجاری XO در سایر پستانداران ممکن است به ناباروری منجر شود. برای حل این مسئله، محققان ژاپنی درحال توسعه روش‌های تکمیلی برای تزریق کروموزوم X دوم به سلول‌ها هستند تا ترکیب XX کامل بازیابی شود.