Een moeder/moedermuisje met natuurlijke nakomelingen (afb: Chinese Academie van Wetenschappen)
Onderzoekers hebben muisjes gefabriceerd met twee vaders of twee moeders. De vader/vader-muisjes overleefden de geboorte overigens maar net, terwijl die uit twee moeders voortkwamen volkomen gezond en ook volledig functioneel waren wat de voortplanting betreft. Voor deze kunstmatige vorm van ‘parthenogenese’ (maagdelijke voortplanting) werden haploïde stamcellen (van elk chromosoom maar een exemplaar zoals in geslachtscellen) van twee vaders of twee moeders gebruikt en werden wat ‘correcties’ aangebracht met behulp van de genschaar CRISPR/Cas9. De onderzoekers rond Qi Zhou zeggen vooral benieuwd te zijn naar een antwoord op de vraag waarom maagdelijke voortplanting bij sommige gewervelde dieren, zoals haaien of kalkoenen, wel voorkomt en bij zoogdieren niet.
Er zijn onderzoekers geweest die zebravisjes hebben gefabriceerd met alleen het DNA van de vader, maar er is nog nooit melding gemaakt van wetenschappers die zoogdieren (-tjes) hebben gefabriceerd die alleen vaders hadden.
Muisjes met twee moeders bleken kleiner dan normaal en hadden andere afwijkingen. Dat bleek te maken te hebben met een fenomeen dat genoominprenting wordt genoemd. Elke mens heeft twee kopieën (allelen) van hetzelfde gen, een van de vader en een van de moeder. Bij een klein aantal genen komt een allel alleen in actie als dat of van de vader óf van de moeder afkomstig is . Die legt zijn ‘wil’ op aan het corresponderende allel op (zo begrijp ik het; as). Die inprenting (want geen moeder of vader) valt te corrigeren door met CRISPR/Cas9 drie ingeprente stukjes DNA in de buurt van belangrijke genen weg te knippen in de stamcellen van de moeders. 210 embryo’s werden in draagmoeders geplaatst. 14% daarvan waren normaal en groeiden op tot volwassen dieren (dus alleen die moeder/moeder als ouders hadden).
Om bij nakomelingen van twee stamcellen van mannetjes hetzelfde resultaat te krijgen, moesten er zes ingeprente stukjes DNA worden weggeknipt en maar 1,2% van de aldus geproduceerde embryo’s werden ook geboren. De twee haploïde stamcellen werden in een eicel gespoten waarvan de kern was verwijderd. Met het wegknippen van een zevende stukje DNA werden normale jonkies geboren, maar slechts twee leefden langer dan 48 uur en geen van die twee werd volwassen. De onderzoekers willen hun techniek verder verbeteren om ook jonkies van twee vaders tot volle wasdom te brengen.
Eerste stap
“Het onderzoek is een belangrijkste eerste stap om uit te zoeken wat die ingeprente stukjes DNA doen tijdens een normale ontwikkeling”, zegt ontwikkelingsbioloog Duygu Özpolat die niet aan het onderzoek heeft deelgenomen. “Mogelijk helpt die kennis ons geboorteafwijkingen als gevolg van inprentingsfouten te herstellen.”
De bioloog denkt dat de techniek misschien ook iets zou kunnen betekenen voor het voorkomen van uitsterven van een soort waarvan alleen nog maar een mannetje of vrouwtje over is zoals de witte neushoorn. Daarvan resteren alleen nog twee vrouwtjes. Het gevolg is dan natuurlijk wel dat je in dat geval alleen maar vrouwtjes krijgt en de populatie voortdurend kunstmatig op peil moet houden. Trouwens: wat mag dat kosten? Özpolat denkt zelfs dat op zo’n manier homoparen samen kinderen zouden kunnen krijgen.
Zhou wil ook bij andere zoogdieren kijken of deze eenouderreproductie functioneeert. “Dit is wat er mogelijk is. We hebben ook de ingeprente secties gevonden die de ontwikkeling van moeder/moeder- of vader/vadernakomelingschap verhinderen. Dat is ook van belang voor het bestuderen van genoominprenting en van het klonen van dieren.”
De onderzoeker denkt dat het nog veel te gevaarlijk is die techniek bij mensen te gebruiken. Het is allesbehalve zeker dat de inprentingsdelen bij mensen dezelfde zijn als bij muisjes. “Dat was trouwens ook niet ons doel”. O ja, dat ging over het raadsel van de parthenogenese bij haaien en slangen, maar wat heeft het onderzoek op dat terrein dan opgeleverd?
Bronnen: Science News, EurekAlert