Buzz
Họ đã vượt qua một thách thức kéo dài 45 năm trong lĩnh vực hỗ trợ sinh sản đồng giới ở động vật có vú.
Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Cell Stem Cell hôm nay, các nhà khoa học Trung Quốc cho biết họ đã đạt được một bước tiến đột phá khi thành công trong việc giúp hai con chuột đực có con.
Áp dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR, công nghệ mà nhà khoa học Trung Quốc He Jiankui đã sử dụng vào năm 2018 để tạo ra hai đứa trẻ biến đổi gen đầu tiên trong lịch sử, một nhóm nghiên cứu do phó giáo sư tiến sĩ Zhi-Kun Li tại Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Trung Quốc dẫn đầu đã phá vỡ một rào cản lâu nay được xem là không thể vượt qua trong sinh sản đơn tính ở động vật có vú.
Chướng ngại vật này liên quan đến các gen dấu ấn (imprinting genes), thứ ngăn cản việc tạo ra phôi khỏe mạnh từ DNA của hai con đực trong cùng một loài.
Gen dấu ấn là một nhóm khoảng 200 gen giống nhau ở chuột đực và chuột cái, nhưng tùy thuộc vào nguồn gốc giới tính của chúng, các gen này có thể chọn cách biểu hiện hoặc không biểu hiện trong phôi thai của chuột con.
Trong nhiều thập kỷ qua, các nhà khoa học đã nỗ lực tạo ra phôi thai chuột từ DNA của hai con đực và hai con cái. Ví dụ, trước đây, họ đã thử sử dụng tế bào gốc của con đực để phát triển thành tế bào buồng trứng, sau đó dùng tinh trùng của con đực khác để thụ tinh cho quả trứng đã biến đổi. Tuy nhiên, khi các nhiễm sắc thể có cùng nguồn gốc giới tính kết hợp, chúng tạo ra những bất thường trong gen dấu ấn.
Khi phôi chỉ chứa các gen dấu ấn từ một giới tính duy nhất, tình trạng này sẽ gây ra các khiếm khuyết nghiêm trọng. Ngay cả khi chuột con được sinh ra, chúng sẽ phải đối mặt với bệnh tật hoặc các khuyết tật nặng, khiến chúng không thể sống sót đến tuổi trưởng thành.
Vấn đề liên quan đến gen dấu ấn đã được phát hiện từ năm 1980, khi các nhà khoa học cố gắng tạo ra chuột với hai người mẹ hoặc hai người cha. Tuy nhiên, suốt 45 năm qua, rào cản từ gen dấu ấn vẫn ngăn cản mục tiêu này.
Việc tạo ra chuột sinh sản đồng giới đã gặp phải bế tắc nghiêm trọng do vấn đề từ gen dấu ấn.
Để vượt qua vấn đề này, nhiều nhà khoa học đã nỗ lực xác định rõ ràng các gen dấu ấn ở chuột đực và chuột cái, để chúng có thể được cấy vào phôi. Tuy nhiên, nhiệm vụ này cực kỳ khó khăn vì có hàng triệu kết quả có thể xảy ra từ sự kết hợp của 400 gen dấu ấn của chuột đực và chuột cái.
Trong nghiên cứu mới, nhóm của tiến sĩ Li đã đề xuất một phương pháp tiếp cận khác biệt. Ông cho rằng, nếu vấn đề không thể xác định rõ, thì cách tốt nhất là loại bỏ hoàn toàn yếu tố đó.
Tiến sĩ Li đã sử dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR để xóa bỏ 10% (tương đương 20 gen dấu ấn) trong bộ gen của hai con chuột đực. Những gen này đã được xác định là có ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của chúng.
Sau đó, ông chuyển một nửa số tế bào gốc này thành tế bào trứng, nửa còn lại thành tế bào tinh trùng. Những tế bào này được cho thụ tinh trong một vỏ phôi nhân tạo và sau đó được cấy vào tử cung của một con chuột cái mang thai hộ.
Trong số 167 phôi được chuyển giao, 7 phôi đã phát triển thành những con chuột có hai chuột bố, và điều này chứng minh rằng chúng có thể sống đến tuổi trưởng thành. Đây là một bước tiến quan trọng, khẳng định rằng rào cản gen dấu ấn có thể vượt qua.
"Những kết quả này đưa ra bằng chứng vững chắc rằng những bất thường về gen dấu ấn chính là yếu tố cản trở quá trình sinh sản đơn tính ở động vật có vú", Guan-Zheng Luo, đồng tác giả của nghiên cứu từ Đại học Tôn Dật Tiên ở Quảng Châu cho biết.
"Phương pháp này có tiềm năng cải thiện đáng kể kết quả phát triển của tế bào gốc phôi và động vật nhân bản, mở ra một tương lai đầy triển vọng cho ngành y học tái tạo."
Trước đây, các nhà khoa học cũng đã đạt được thành công trong việc tạo ra chuột có hai người cha. Vào năm 2023, nhóm nghiên cứu từ Nhật Bản do giáo sư Katsuhiko Hayashi tại Đại học Osaka dẫn đầu đã thực hiện được điều này.
Tuy nhiên, phương pháp mà Hayashi áp dụng lại hoàn toàn khác. Ông lấy tế bào da của chuột đực, biến chúng thành tế bào trứng của chuột cái, rồi thụ tinh những quả trứng này bằng tinh trùng của chuột đực khác.
Sau đó, phôi được cấy vào tử cung của một con chuột cái mang thai hộ. Tuy nhiên, trong tổng số 630 phôi được chuyển, chỉ có 7 phôi phát triển thành chuột trưởng thành với hai người cha. Tỷ lệ thành công chỉ đạt 1,1%, thấp hơn mức 4% của nhóm nghiên cứu do tiến sĩ Li dẫn đầu ở Trung Quốc.
Bằng cách tăng tỷ lệ chuyển phôi lên gấp 3,7 lần, tiến sĩ Li và nhóm của ông đang chuẩn bị thử nghiệm tương tự trên động vật linh trưởng. Họ hy vọng sẽ tạo ra những con khỉ đầu tiên có hai khỉ bố.
Nếu thành công, nghiên cứu này sẽ đánh dấu một bước tiến quan trọng, mở ra hy vọng rằng khoa học có thể giúp hai người đàn ông đồng giới có thể có con với nhau.
Dù vậy, phôi vẫn cần một người mẹ để mang thai. Tuy nhiên, người mẹ này không chia sẻ gen với phôi, do đó cô ấy chỉ đóng vai trò là người mang thai hộ. Đứa trẻ sinh ra từ người phụ nữ này sẽ hoàn toàn là con sinh học của hai người đàn ông, vì nó chỉ kế thừa DNA từ họ.
