Tin tức | Biến DNA của tế bào da thành trứng: Biên giới mới trong sinh sản ở người
Lần đầu tiên ở người, các nhà nghiên cứu đã tái lập trình DNA từ tế bào da của một phụ nữ trưởng thành thành noãn bào người, đồng thời đạt được quá trình thụ tinh và phát triển phôi giai đoạn sớm trong ống nghiệm. Bước đột phá này mở ra về mặt lý thuyết một hướng đi để các cặp đôi đồng giới hoặc phụ nữ vô sinh có thể sinh con mang vật chất di truyền liên quan đến cả hai bố mẹ, nhưng vẫn còn rất xa mới có thể ứng dụng lâm sàng.
Nhóm nghiên cứu của Shoukhrat Mitalipov tại Đại học Khoa học và Sức khỏe Oregon đã thực hiện nghiên cứu này. Nhân bản có thể tạo ra động vật bằng cách đưa nhân của tế bào soma vào trứng, nhưng phương pháp này tạo ra một bản sao di truyền thay vì con non kết hợp hai bộ gen. Các gia đình mong muốn con thừa hưởng vật chất di truyền từ cả hai bố mẹ vẫn cần mô hình kết hợp tinh trùng và trứng.
Trứng và tinh trùng là các tế bào đơn bội, mang một bộ nhiễm sắc thể, trong khi tế bào da và các tế bào soma khác mang hai bộ. Việc biến một tế bào soma thành trứng có khả năng thụ tinh đòi hỏi phải giảm chính xác số nhiễm sắc thể từ 46 xuống 23, đồng thời tái tổ hợp và chọn lọc gen như trong quá trình phát triển tự nhiên.
Nhóm nghiên cứu đã cố gắng tái tạo quá trình này trong phòng thí nghiệm. Họ loại bỏ nhân khỏi hàng trăm trứng được hiến ở giai đoạn phân chia nhiễm sắc thể then chốt, rồi đưa nhân từ các nguyên bào sợi da của một phụ nữ khỏe mạnh vào. Hình ảnh hiển vi cho thấy các nhiễm sắc thể xếp thẳng hàng trên thoi phân bào, tương tự như trong trứng tự nhiên.
Sau đó, các nhà nghiên cứu tiêm tinh trùng từ những người hiến khỏe mạnh vào một số trứng đã biến đổi, tương tự một số kỹ thuật thay thế ty thể được sử dụng để phòng tránh bệnh di truyền.
Trong quá trình thụ tinh tự nhiên, tinh trùng kích hoạt tín hiệu canxi, thúc đẩy việc chọn lọc nhiễm sắc thể cuối cùng và tống xuất DNA dư thừa. Ban đầu, các nhiễm sắc thể từ tế bào da xếp thẳng hàng nhưng không phân tách. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các xung điện để mô phỏng sự tiếp xúc với tinh trùng, nhanh chóng đưa canxi vào tế bào, kết hợp với thuốc để giải phóng trứng khỏi trạng thái bị đình trệ.
Sau nhiều lần thí nghiệm, một số trứng đã giảm thành công một nửa số nhiễm sắc thể. Khoảng 9% số phôi được thụ tinh đã phát triển đến giai đoạn phôi nang vào 5–6 ngày sau thụ tinh, thời điểm phôi IVF thường được chuyển vào tử cung. Không có phôi nào được chuyển hoặc nuôi cấy quá 6 ngày.
Các tổ hợp nhiễm sắc thể còn sống sót mang nguy cơ khiếm khuyết đáng kể. Mitinori Saitou của Đại học Kyoto cho biết phương pháp này còn rất xa mới sẵn sàng cho ứng dụng lâm sàng. Katsuhiko Hayashi của Đại học Osaka nhận định phương pháp này phức tạp về kỹ thuật, chặt chẽ nhưng kém hiệu quả và có nguy cơ cao, đồng thời mô tả đây là một bước đột phá lớn trong việc giảm một nửa bộ gen người, có thể mở đường cho các công nghệ sinh sản mới.
Mitalipov đồng ý rằng các bất thường nhiễm sắc thể vẫn là một vấn đề lớn. “Có thể nói chúng ta đã đi được nửa chặng đường, nhưng vẫn còn rất xa đích đến.”
Nghiên cứu cũng đặt ra các câu hỏi về đạo đức, pháp lý và xã hội liên quan đến quan hệ huyết thống di truyền, cấu trúc gia đình và những giới hạn trong sinh sản.
Tin tức | Biến DNA từ tế bào da thành trứng: Biên giới mới trong sinh sản người
Tin tức | Biến DNA của tế bào da thành trứng: Biên giới mới trong sinh sản ở người
Lần đầu tiên ở người, các nhà nghiên cứu đã tái lập trình DNA từ tế bào da của một phụ nữ trưởng thành thành noãn bào người, đồng thời đạt được quá trình thụ tinh và phát triển phôi giai đoạn sớm trong ống nghiệm. Bước đột phá này mở ra về mặt lý thuyết một hướng đi để các cặp đôi đồng giới hoặc phụ nữ vô sinh có thể sinh con mang vật chất di truyền liên quan đến cả hai bố mẹ, nhưng vẫn còn rất xa mới có thể ứng dụng lâm sàng.
Nhóm nghiên cứu của Shoukhrat Mitalipov tại Đại học Khoa học và Sức khỏe Oregon đã thực hiện nghiên cứu này. Nhân bản có thể tạo ra động vật bằng cách đưa nhân của tế bào soma vào trứng, nhưng phương pháp này tạo ra một bản sao di truyền thay vì con non kết hợp hai bộ gen. Các gia đình mong muốn con thừa hưởng vật chất di truyền từ cả hai bố mẹ vẫn cần mô hình kết hợp tinh trùng và trứng.
Trứng và tinh trùng là các tế bào đơn bội, mang một bộ nhiễm sắc thể, trong khi tế bào da và các tế bào soma khác mang hai bộ. Việc biến một tế bào soma thành trứng có khả năng thụ tinh đòi hỏi phải giảm chính xác số nhiễm sắc thể từ 46 xuống 23, đồng thời tái tổ hợp và chọn lọc gen như trong quá trình phát triển tự nhiên.
Nhóm nghiên cứu đã cố gắng tái tạo quá trình này trong phòng thí nghiệm. Họ loại bỏ nhân khỏi hàng trăm trứng được hiến ở giai đoạn phân chia nhiễm sắc thể then chốt, rồi đưa nhân từ các nguyên bào sợi da của một phụ nữ khỏe mạnh vào. Hình ảnh hiển vi cho thấy các nhiễm sắc thể xếp thẳng hàng trên thoi phân bào, tương tự như trong trứng tự nhiên.
Sau đó, các nhà nghiên cứu tiêm tinh trùng từ những người hiến khỏe mạnh vào một số trứng đã biến đổi, tương tự một số kỹ thuật thay thế ty thể được sử dụng để phòng tránh bệnh di truyền.
Trong quá trình thụ tinh tự nhiên, tinh trùng kích hoạt tín hiệu canxi, thúc đẩy việc chọn lọc nhiễm sắc thể cuối cùng và tống xuất DNA dư thừa. Ban đầu, các nhiễm sắc thể từ tế bào da xếp thẳng hàng nhưng không phân tách. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các xung điện để mô phỏng sự tiếp xúc với tinh trùng, nhanh chóng đưa canxi vào tế bào, kết hợp với thuốc để giải phóng trứng khỏi trạng thái bị đình trệ.
Sau nhiều lần thí nghiệm, một số trứng đã giảm thành công một nửa số nhiễm sắc thể. Khoảng 9% số phôi được thụ tinh đã phát triển đến giai đoạn phôi nang vào 5–6 ngày sau thụ tinh, thời điểm phôi IVF thường được chuyển vào tử cung. Không có phôi nào được chuyển hoặc nuôi cấy quá 6 ngày.
Các tổ hợp nhiễm sắc thể còn sống sót mang nguy cơ khiếm khuyết đáng kể. Mitinori Saitou của Đại học Kyoto cho biết phương pháp này còn rất xa mới sẵn sàng cho ứng dụng lâm sàng. Katsuhiko Hayashi của Đại học Osaka nhận định phương pháp này phức tạp về kỹ thuật, chặt chẽ nhưng kém hiệu quả và có nguy cơ cao, đồng thời mô tả đây là một bước đột phá lớn trong việc giảm một nửa bộ gen người, có thể mở đường cho các công nghệ sinh sản mới.
Mitalipov đồng ý rằng các bất thường nhiễm sắc thể vẫn là một vấn đề lớn. “Có thể nói chúng ta đã đi được nửa chặng đường, nhưng vẫn còn rất xa đích đến.”
Nghiên cứu cũng đặt ra các câu hỏi về đạo đức, pháp lý và xã hội liên quan đến quan hệ huyết thống di truyền, cấu trúc gia đình và những giới hạn trong sinh sản.
Nguồn bài viết:
Tổng hợp trực tuyến