كاغويا (فأر)

التوالد العذري في الثدييات

إضافةً إلى ذلك، التوالد العذري هو شكل من أشكال التكاثر اللاجنسي، ويشير إلى نمو جنين من بويضة غير مخصبة بواسطة الأنثى. على الرغم من أن هذه الظاهرة تحدث بشكل طبيعي في الكثير من الكائنات الحية، مثل النباتات وبعض اللافقاريات والفقاريات، إلا أنها لم تُسجل في أي من الثدييات. وقد أتاحت التطورات السريعة في علم الأحياء الجزيئي وعلم الجينوم إمكانية التطور الاصطناعي الناجح لجنين فأر من بويضات غير مخصبة فقط.

من جهة ثانية، يشير علم التخلق إلى البروتينات والإنزيمات التي تقع فوق تسلسل الحمض النووي وتؤثر على نشاطه. وتُعدّ التغيرات التخلقية الخاصة بالأبوين، والمعروفة بالبصمة الجينية، ضروريةً لنجاح الإخصاب ونمو الجنين في الثدييات. تعمل هذه التعديلات على ضبط التعبير عن الجينات الرئيسية في النمو بدقة.

الدراسات المتتابعة

ومن ناحية أخرى، في ورقة بحثية لاحقة، تمكن مختبر كونو من زيادة عدد الفئران ثنائية الأمهات الناتجة عن طريق تعديل التعديلات الجينية التي أُجريت على البويضات حديثة الولادة المستعملة في التجربة. وقد تبين أن صغار الفئران ثنائية الأمهات، على غرار المجموعة الضابطة، تنمو بمعدل أبطأ وتتمتع بعمر أطول.

كيفية انتاجها ثنائية الأم

وفي هذا السياق، من بين 598 بيضة استُخدمت في التجربة، نجح جنينان فقط في النمو ليصبحا ذرية قابلة للحياة. استُخدم أحدهما لدراسة نشاط الجينات في الفئران ثنائية الأمومة. أما الآخر، فقد سُمّي كاجويا. رُبّيت كاجويا حتى مرحلة البلوغ، وتمكنت من إنجاب ذرية عن طريق التزاوج مع فأر ذكر.

ومن ناحية أخرى، للتغلب على العوائق الجينية الناجمة عن نشاط الجينات الخاص بالأبوين، والتي تمنع نمو الأجنة بنجاح من البويضات فقط في الثدييات، قام كونو وزملاؤه بتعديل بويضات إناث الفئران حديثة الولادة وراثيًا لجعلها مشابهة للحيوانات المنوية. تخضع البويضات لعملية مثيلة الحمض النووي، وهي تغيير فوق جيني مرتبط بكبت نشاط الجينات، أثناء نموها. لم تخضع بويضات الفئران حديثة الولادة للمثيلة بعد، مما يجعل تعديلاتها فوق الجينية أكثر شبهًا بالحيوانات المنوية. قام الباحثون بتغيير التعبير الجيني لجيني عامل نمو شبيه الأنسولين 2 و أتش 19 عن طريق حذف منطقة من أتش 19 في البويضة حديثة الولادة. يُعد هذان الجينان من المنظمات الرئيسية لنمو الأجنة في الثدييات، ولهما مستويات نشاط مختلفة في الحيوانات المنوية والبويضة بسبب البصمة الجينية. تحتوي المنطقة المحذوفة بينهما على منطقة مثيلة تنظم نشاطهما. ثم قاموا بنقل نواة البويضة حديثة الولادة المعدلة إلى بويضة ناضجة للتخصيب الاصطناعي.

اختلافها عن الفئران العادية

وعلى صعيد آخر، عانى الكثير من صغار الفئران التي تم إنقاذها في هذه التجربة من نمو غير طبيعي ونفقت قبل الأوان، كما فشلت بعض البويضات في تخصيب إناث الفئران بنجاح؛ ولم ينجُ سوى صغيرين. وأظهرت الفئران ذات النمو غير الطبيعي تأخرًا في نمو الكبد. وكان وزن الجسم والمشيمة لدى الفئران التي أنجبت اثنين من الذكور أقل بكثير مقارنةً بالمجموعة الضابطة.

علاوةً على ذلك، استُخدمت مصفوفة جينية دقيقة للفئران، وهي أداة تُستعمل لدراسة نشاط الكثير من الجينات في آنٍ واحد، تضم 11000 جين، لمقارنة التعبير الجيني لأجنة الفئران ثنائية الأم في مراحل نموها الطبيعية مع الفئران المولودة من التزاوج الطبيعي. وقد أُجريت هذه المقارنة لمعرفة ما إذا كانت هناك أي اختلافات بين المجموعتين على المستوى الجزيئي. وتبين أن أكثر من 1000 جين تُظهر مستويات نشاط مختلفة في الفئران ثنائية الأم مقارنةً بالفئران الضابطة. وكشفت النتائج أن هذه الجينات ترتبط في الغالب بالتواصل الخلوي، ونمو الخلايا/صيانتها، وعمليات الأيض. ومع ذلك، فإن صغر حجم العينة في كل مجموعة، والاعتماد على تقنية قديمة، وتحليل البيانات في نقطة زمنية واحدة، قد يحد من دقة هذه الدراسة الجينية.