समलिंगी सस्तन प्राण्यांपासून पुनरुत्पादनाचे जैविक अडथळे दूर होतात

अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की उंदराची निरोगी संतती प्रथमच समान लिंगाच्या पालकांकडून जन्मली - या प्रकरणात माता.

अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना जैविक का पैलू सस्तन प्राण्यांचे प्रजननासाठी दोन विरुद्ध लिंगांची आवश्यकता आहे हे संशोधकांना फार पूर्वीपासून उत्सुक आहे. शास्त्रज्ञ हे समजून घेण्याचा प्रयत्न करत आहेत की दोन माता किंवा दोन वडिलांना संतती होण्यात खरोखर काय अडथळा आहे. सस्तन प्राण्यांशिवाय इतर जीव जसे की सरपटणारे प्राणी, मासे आणि उभयचर प्राणी जोडीदाराशिवाय संतती निर्माण करतात. प्राण्यांमध्ये तीन वेगवेगळ्या पद्धती असतात पुनरुत्पादन (अलैंगिक, एकलिंगी आणि लैंगिक), परंतु मानवासह सस्तन प्राणी केवळ लैंगिक पुनरुत्पादन करू शकतात जिथे दोन विरुद्ध लिंगाचे पालक गुंतलेले असतात.

अलिकडच्या दशकांमध्ये गर्भाधान आणि वैद्यकीय तंत्रज्ञानातील प्रगतीची सखोल माहिती असतानाही, दोन समलिंगी पालकांकडून सस्तन प्राणी जन्माला येणे अशक्य आहे. असे समजले जाते की अनुवांशिक सामग्री (डीएनए) विकासासाठी दोन्ही पालकांकडून (स्त्री आणि पुरुष) आवश्यक आहे कारण आईचा डीएनए आणि वडिलांचा डीएनए मूलत: संततीमध्ये स्थान मिळवण्यासाठी एकमेकांशी स्पर्धा करतात. आणि एक जीनोमिक इंप्रिंटिंग अडथळा आहे म्हणजे निश्चित मातृ किंवा पितृ जनुके छापली जातात (ते कोणाकडून आले आहेत यावर आधारित ब्रँडेड किंवा लेबल केलेले) आणि नंतर भ्रूण विकासाच्या वेगवेगळ्या टप्प्यांमध्ये बंद केले जातात. हा अडथळा दूर करणे आवश्यक आहे. आईच्या अनुवांशिक सामग्रीमध्ये आणि वडिलांच्या अनुवांशिक सामग्रीमध्ये भिन्न जनुके छापलेली असतात, म्हणून सस्तन प्राण्यांच्या संततीला सर्व आवश्यक जीन्स सक्रिय होण्यासाठी दोन्ही लिंगांमधून अनुवांशिक सामग्रीची आवश्यकता असते. दोन्ही अनुवांशिक सामग्री अशा प्रकारे महत्त्वपूर्ण आहेत कारण ज्या संततीला वडिलांकडून किंवा आईकडून अनुवांशिक सामग्री मिळत नाही त्यांच्या विकासात्मक विकृती असतील आणि ते जन्माला येण्यासाठी पुरेसे व्यवहार्य नसतील. म्हणूनच समलिंगी पालक असणे अशक्य आहे.

दोन स्त्रियांपासून संतती

प्रकाशित झालेल्या एका अभ्यासात सेल स्टेम सेल, चायनीज ऍकॅडमी ऑफ सायन्सेसच्या शास्त्रज्ञांनी प्रथमच समलिंगी पालकांकडून 29 जिवंत आणि निरोगी उंदरांची संतती निर्माण केली आहे, येथे दोन जैविक माता आहेत. ही अर्भकं प्रौढ बनली आणि त्यांची स्वतःची सामान्य संततीही होऊ शकली. शास्त्रज्ञांनी स्टेम पेशींचा वापर करून आणि जनुकांचे लक्ष्यित फेरफार/संपादन करून हे साध्य केले जे सुचवते की काही अडथळे यशस्वीरित्या दूर केले जाऊ शकतात. द्वि-मातृ उंदीर (दोन माता असलेले उंदीर) तयार करण्यासाठी, त्यांनी हॅप्लॉइड भ्रूण स्टेम सेल्स (ESCs) नावाच्या पेशींचा वापर केला ज्यामध्ये केवळ एका पालकाकडून (येथे मादी उंदीर) क्रोमोसोम आणि डीएनएची अर्धी संख्या असते. या पेशींचे वर्णन अंडी आणि शुक्राणूंच्या पूर्ववर्ती पेशींसारखे आहे आणि या यशस्वी अभ्यासाचे मुख्य कारण म्हणून सूचित केले गेले आहे. संशोधकांनी या हॅप्लॉइड ESCs मधून तीन अनुवांशिक छाप पाडणारे क्षेत्र हटवले ज्यात आईचा DNA होता आणि या पेशी नंतर दुसर्‍या मादी उंदराकडून घेतलेल्या अंड्यांमध्ये इंजेक्ट केले गेले आणि 210 भ्रूण तयार केले ज्यातून 29 जिवंत उंदरांची संतती निर्माण झाली.

शास्त्रज्ञांनी द्वि-पतृक उंदीर (दोन वडिलांसह उंदीर) बनवण्याचाही प्रयत्न केला, परंतु नर डीएनए वापरणे अधिक आव्हानात्मक होते कारण त्यात नर पालकांचे डीएनए असलेले हॅप्लॉइड ईएससी बदलणे आणि सात अनुवांशिक छाप क्षेत्र हटवणे आवश्यक होते. या पेशींना दुसर्‍या नर उंदराच्या शुक्राणूसह मादीच्या अंड्याच्या पेशीमध्ये इंजेक्ट केले गेले होते ज्यामध्ये मादी अनुवांशिक सामग्री असलेले केंद्रक काढून टाकण्यात आले होते. आता तयार केलेल्या भ्रूणांमध्ये फक्त पुरुषांचे डीएनए होते ते प्लेसेंटल सामग्रीसह सरोगेट मातांना हस्तांतरित केले गेले ज्यांनी त्यांना पूर्ण मुदतीसाठी नेले. तथापि, दोन वडिलांपासून जन्मलेल्या 12 पूर्ण-मुदतीच्या उंदरांसाठी (एकूण 2.5 टक्के) हे चांगले कार्य करत नाही कारण ते फक्त 48 तास जगले.

हा एक महत्त्वाचा अभ्यास आहे ज्यामध्ये समलिंगी सस्तन प्राण्यांच्या पुनरुत्पादनातील जैविक अडथळ्यांचे विश्लेषण केल्यावर अनुवांशिक घटकांवर मात केल्याचे दिसते. प्रकट झालेले अनुवांशिक अडथळे हे काही सर्वात महत्वाचे DNA क्षेत्र आहेत जे समान लिंग पालकांसह उंदरांच्या विकासात अडथळा आणतात. अर्थातच आव्हानात्मक, नियमित उंदरांच्या तुलनेत समान लिंग पालकांसह निरोगी उंदरांची संतती निर्माण करणारा हा पहिला अभ्यास आहे.

हे मानवांमध्ये केले जाऊ शकते का?

तज्ञांचे म्हणणे आहे की अशा व्यापक जनुकीय हाताळणी बहुतेक सस्तन प्राण्यांमध्ये, विशेषतः मानवांमध्ये करणे शक्य नाही. सर्वप्रथम, ज्या जनुकांमध्ये फेरफार करणे आवश्यक आहे ते ओळखणे अवघड आहे कारण 'इंप्रिंटेड जीन्स' प्रत्येक प्रजातीसाठी अद्वितीय असतात. गंभीर विकृती निर्माण होण्याचा उच्च धोका आहे आणि त्यात अनेक सुरक्षा समस्यांचा समावेश आहे. हा एक लांब मार्ग आहे ज्याची अकल्पनीयता आहे की असे काहीतरी मानवांमध्ये प्रतिरूपित केले जाऊ शकते. आणि तांत्रिक अडथळे बाजूला ठेवून, प्रक्रियेत सामील असलेल्या नैतिक आणि व्यावहारिक समस्यांबद्दल ही सतत चर्चा आहे. तरीही, हा अभ्यास एक मनोरंजक मैलाचा दगड आहे आणि त्याचा उपयोग गर्भाधान आणि भ्रूण विकासाबद्दलची आपली समज मजबूत करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. हे वंध्यत्व आणि जन्मजात रोगांचे मूळ अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यास मदत करू शकते. भविष्यात प्राणी संशोधन उदाहरण क्लोनिंगमध्ये देखील या अभ्यासाचा मोठ्या प्रमाणावर उपयोग केला जाऊ शकतो.

***

{उद्धृत स्रोतांच्या सूचीमध्ये खाली दिलेल्या DOI लिंकवर क्लिक करून तुम्ही मूळ शोधनिबंध वाचू शकता}

स्त्रोत

Zhi-Kun L et al. 2018. हायपोमेथिलेटेड हॅप्लॉइड ESCs पासून द्विमाता आणि द्विपत्नी उंदरांची निर्मिती इम्प्रिंटिंग रीजन डिलीशनसह. सेल स्टेम सेल. https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004

***