חוקרים הצליחו ליצור עכבר דו-אבי – עכבר שנולד משני הורים זכרים – על ידי שינוי מדויק של גנים המעורבים בהטבעה הגנומית (imprinting genes), ובכך עקפו מחסומים מרכזיים ברבייה של יונקים. עם זאת, מרבית העכברים היו חולים
צוות מחקרי בתחום תאי הגזע הצליח להנדס עכבר דו-אבי – עכבר עם שני הורים זכרים – באמצעות טכנולוגיית תאי גזע עובריים.
העכבר הצליח לשרוד עד לבגרות, ובכך סימן פריצת דרך משמעותית במדע הרבייה. ממצאיהם, שפורסמו ב-28 בינואר 2025 בכתב העת Cell Stem Cell, מתארים כיצד עקפו החוקרים את המחסומים הארוכים שהעמידו מכשול לרבייה חד-מינית ביונקים, באמצעות שינוי מדויק של גנים מפתח המעורבים בתהליך הרבייתי.
בעבר ניסו מדענים ליצור עכברים דו-אבתיים, אך העוברות התפתחו עד שלב מסוים בלבד ולאחר מכן נעצרו בהתפתחות. במקרה זה, החוקרים, בראשות המחבר המתאם ווי לי מהאקדמיה הסינית למדעים (CAS) בבייג'ינג, התרכזו במיקוד בגנים מוטמעים (imprinting genes) – גנים המשפיעים על ביטוי הגנים במגוון דרכים. "עבודתנו תסייע להתגבר על מגבלות רבות במחקרי תאי גזע ורפואה חידושנית," אומר לי.
"מאפייני הגנים המודפסים הובילו את החוקרים להסיק כי הם מהווים מחסום יסודי לרבייה חד-מינית ביונקים," מוסיף המחבר המתאם קי ז'או, גם הוא מהאקדמיה הסינית למדעים. "אפילו כאשר מנסים לבנות עובר דו-אבתי או דו-אמאי באופן מלאכותי, הם אינם מתפתחים כראוי ומתעכבים בשלב מסוים בהתפתחות בגלל גנים אלה."
הנדסת עכבר דו-אבי
בנסיונות קודמים ליצור עכבר דו-אבי, נעשה שימוש באורגנואידים של אוברים כדי להפיק תאי ביציות מתאי גזע פלוריפוטנטים זכריים; תאי ביציות אלה הופרו לאחר מכן עם תאי זרע מגבר זכרי נוסף. אך כאשר הכרומוזומים ההומולוגיים – הכרומוזומים שמתפצלים במיוזה ליצירת תאי ביציות ותאי זרע – מקורם באותו מין, נוצרו חריגויות בהטבעה, אשר הובילו לפגמים התפתחותיים קשים.
שינויים בגנים מודפסים בתאי גזע עובריים חד-כרומוזומליים נגזרים מספירמה
במחקר זה, שונו 20 גנים מרכזיים המעורבים בהטבעה, בכל אחד מהם בנפרד, תוך שימוש במספר טכניקות – כולל מוטציות קצביות (frameshift), מחיקות גנים ועריכות באזורים הרגולטוריים. נמצא כי לא רק ששינויים אלו אפשרו יצירת בעלי חיים דו-אבתיים אשר לעיתים הגיעו לבגרות, אלא שהם גם הביאו לתאי גזע עם פלוריפוטנציה יציבה יותר.
"ממצאים אלו מהווים עדות ברורה לכך שחריגויות בהטבעה הן המחסום העיקרי לרבייה חד-מינית ביונקים," מסביר המחבר המתאם גואן-ג'נג לואו מאוניברסיטת סון יאט-סן בוואנגצ'ואו. "גישה זו עשויה לשפר באופן משמעותי את תוצאות ההתפתחות של תאי גזע עובריים ובעלי חיים משוכפלים, ופותחת נתיב מבטיח לקידום רפואה חידושנית."
אתגרים ומחקרים עתידיים
החוקרים מציינים מספר מגבלות שעדיין יש לטפל בהן. ראשית, רק 11.8% מהעוברות שהראו יכולת התפתחות הובילו ללידה, ולא כל הגורים שנולדו הצליחו להגיע לבגרות עקב פגמים התפתחותיים. רוב אלו שהגיעו לבגרות הפגינו שינוי בקצב הגדילה ואורך חיים מצומצם. בנוסף, העכברים הבוגרים שהופיעו בתוצאות המחקר היו עקרבים, אם כי הם הראו גם עלייה ביעילות השכפול.
"יתכן ששינויים נוספים בגנים המודפסים יסייעו ביצירת עכברים דו-אבתיים בריאים היכולים לייצר גמטות ברות חיים, ואף יובילו לפיתוח אסטרטגיות טיפוליות חדשות למחלות הקשורות להטבעה," מסביר המחבר המתאם צ'י-קון לי מהאקדמיה הסינית למדעים.
הצוות מתכוון להמשיך לחקור כיצד שינויים בגנים המודפסים עשויים להוביל לעוברות עם פוטנציאל התפתחותי גבוה יותר. מטרתם להרחיב את הגישות הניסיוניות שפותחו בעכברים לבעלי חיים גדולים יותר, כולל קופים. עם זאת, מציינים החוקרים כי הדבר ידרוש זמן ומאמץ ניכרים, שכן קומבינציות הגנים בהטבעה אצל קופים שונות באופן משמעותי מאלו שבעכברים. האם הטכנולוגיה תשמש בסופו של דבר לפתרון בעיות רפואיות בבני אדם, נותר פתוח לדיון. יש לציין כי הקווים המנחים האתיים של הארגון הבינלאומי למחקרי תאי גזע אוסרים כיום על עריכת גנום מורשתית למטרות רבייתיות ועל השימוש בגמטות המופקות מתאי גזע בני אדם לרבייה, מכיוון שנחשבות לטכנולוגיה לא בטוחה כיום.
עוד בנושא באתר הידען:
