Ερευνητές από την Ιαπωνία προχώρησαν σε μία πρωτοποριακή παρέμβαση, μετατρέποντας αρσενικά ποντίκια σε γόνιμα και υγιή θηλυκά που αποτελούν κλώνοι των πρώτων. Αυτή η αλλαγή φύλου που επιτεύχθηκε με το εργαλείο γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR, ανοίγει τον δρόμο για την αναπαραγωγή και τη διάσωση ειδών που κινδυνεύουν να εξαφανιστούν ή έχουν επιζήσει μόνο τα αρσενικά ή ελάχιστα ζώα.
Σε ορισμένα είδη ζώων, η έλλειψη αρσενικών ή θηλυκών μπορεί να σημάνει το τέλος του πληθυσμού τους, γιατί δεν μπορούν να αναπαραχθούν. Ωστόσο, ορισμένα είδη μπορούν να αναπαραχθούν μονογονικά (ο τρόπος με τον οποίο ένας νέος οργανισμός δημιουργείται από έναν και μοναδικό γονέα), είτε μέσω εκβλάστησης νέων οργανισμών, είτε μέσω παρθενογένεσης, κατά την οποία μη γονιμοποιημένα ωάρια ζώων (όπως σαύρες, φασμίδες και καρχαρίες) μπορούν να εξελιχθούν σε νέο οργανισμό.
Έτσι προκύπτουν απόγονοι που είναι πανομοιότυποι κλώνοι του γονέα και του ίδιου φύλου. Για παράδειγμα, το ψάρι Trimma okinawae, μπορεί να αλλάξει φύλο, διασφαλίζοντας την αναπαραγωγή του.
Η μέθοδος Y-CUT
Λαμβάνοντας υπόψιν αυτή τη δυνατότητα, η επιστημονική ομάδα, με επικεφαλής τον Takashi Ishiuchi από το Πανεπιστήμιο Yamanashi και τον Shogo Matoba από το Κέντρο Ερευνών RIKEN ανέπτυξε μια μέθοδο αλλαγής φύλου του έμβρυου αρσενικού κλώνου, ώστε να καταστεί δυνατή η φυλετική αναπαραγωγή του. Το εργαλείο πήρε το όνομα Y-CUT.
Για να επιτευχθεί η διαδικασία, οι ερευνητές ακολούθησαν μία συγκεκριμένη διαδικασία. Αρχικά, εισήγαγαν DNA από κύτταρα αίματος ενός αρσενικού ποντικού σε ωάρια από τα οποία είχε αφαιρεθεί το δικό τους DNA
Αρχικά, εισήγαγαν DNA από κύτταρα αίματος αρσενικού ποντικού σε ωάρια ποντικού από τα οποία είχε ήδη αφαιρεθεί το δικό τους DNA — μια τεχνική που ονομάζεται μεταφορά πυρήνα σωματικού κυττάρου. Στη συνέχεια, εφάρμοσαν το Y-CUT στα έμβρυα, διαγράφοντας στοχευμένα το χρωμόσωμα Y που καθορίζει το αρσενικό φύλο.
Τα έμβρυα που δέχθηκαν τη θεραπεία γεννήθηκαν ως υγιή θηλυκά (με χρωμοσωμικό τύπο XO), ενώ όσα δεν υποβλήθηκαν σε αυτή εξελίχθηκαν σε αρσενικούς κλώνους
Οι κλώνοι ήταν γόνιμοι και, όταν ζευγάρωσαν μεταξύ τους, παρήγαγαν απογόνους που ήταν υγιείς. Αυτό σημαίνει ότι τα θηλυκά και αρσενικά κλωνοποιημένα ποντίκια προήλθαν από τον ίδιο πατέρα και η φυλετική αναπαραγωγή μπορεί να ξεκινήσει και να πετυύχει από το γονιδίωμα ενός και μόνο αρσενικού.
Ο επικεφαλής ερευνητής Takashi Ishiuchi ελπίζει ότι η μέθοδος που αξιοποιήθηκε θα μπορούσε να βοηθήσει στην επαναφορά ειδών που κινδυνεύουν άμεσα με εξαφανιση ή έχουν ήδη εξαφανιστεί, και για τα οποία διατηρείται μόνο κατεψυγμένος ιστός σε τράπεζες κυττάρων.
Όπως σημειώνει ο Ben Novak από τον οργανισμό προστασίας της άγριας ζωής Revive & Restore, η δυνατότητα αυτή θέτει τα θεμέλια για μελλοντικές γενετικές παρεμβάσεις σε κρίσιμες καταστάσεις, όταν τα διαθέσιμα δείγματα είναι ελάχιστα. Ο ίδιος είναι ευαισθητοποιημένος για το θέμα αυτό, γιατί έχει έχει συμμετάσχει σε προσπάθειες κλωνοποίησης ειδών υπό εξαφάνιση όπως το άλογο Przewalski.
Οι προκλήσεις και τα ηθικά διλήμματα
Παρά την επιτυχία του εγχειρήματος, η εφαρμογή της μεθόδου σε άλλα είδη παρουσιάζει σημαντικά εμπόδια
Ένα πρόβλημα είναι ότι, αν και ένα θηλυκό ποντίκι με ένα μόνο Χρωμόσωμα X (XO) είναι υγιές και γόνιμο, αυτό δεν ισχύει σε πολλά άλλα είδη, όπως τον άνθρωπο και τα άλογα που μπορεί να είναι στείρα. Σε αυτό το συμπέρασμα κατέληξαν οι επιστήμονες εξετάζοντας μια προηγούμενη έρευνα που είχε δημιουργήσει τόσο αρσενικούς όσο και θηλυκούς κλώνους από μια σειρά εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων αρσενικού ποντικού, αλλά η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε δεν ήταν αποδοτική για όλα τα είδη.
Για αυτό, οι ερευνητές εξετάζουν τη χρήση της ουσίας Reversine, η οποία θα μπορούσε να βοηθήσει ώστε να προστεθεί ένα δεύτερο χρωμόσωμα X.
Παράλληλα, θίγονται και ηθικά ζητήματα. Η επιστήμονας Linda Penfold από τον οργανισμό SEZARC υποστηρίζει ότι η αναπαραγωγή από κλώνους ενός μόνο ζώου οδηγεί σε γενετική αποδυνάμωση του πληθυσμού, γιατί εκλείπει η γενετική ποικιλομορφία που βοηθά τη φύση να παραμένει υγιής και ισορροπημένη και επιτρέπει στους οργανισμούς να μάθουν να προσαρμόζονται και να επιβιώνουν έναντι αλλαγών που φέρνουν οι αρρώστιες και η κλιματική αλλαγή.
Οι επιστήμονες συμφωνούν ότι η προστασία των φυσικών βιοτόπων και η καταπολέμηση της λαθροθηρίας παραμένουν οι αποτελεσματικότερες μέθοδοι διατήρησης, υπογραμμίζοντας πως η αλλαγή φύλου μέσω CRISPR αποτελεί οριακή κατάσταση.
«Έχουμε φτάσει σε απελπιστική κατάσταση»
«Η φυλετική αναπαραγωγή με ένα άτομο είναι ασφαλώς καλύτερη από τη μηδενική αναπαραγωγή. Αν και είναι εντυπωσιακά τα αποτελέσματα, η χρήση της υποδηλώνει ότι έχουμε φτάσει σε μια κατάσταση τόσο απελπιστική που χρειάζεται αλλαγή φύλου», καταλήγει ο Ben Novak που επισημαίνει ότι είναι αναγκαίο «να κάνουμε ό,τι μπορούμε τώρα ώστε να μην χρειαστεί ποτέ να χρησιμοποιήσουμε τέτοια εργαλεία».
Πηγή: New Scientist
