หนูสุขภาพดีที่เกิดจากแม่สองตัวได้ถือกำเนิดขึ้นเป็นครั้งแรก ในการวิจัยที่ช่วยขยายขอบเขตความรู้ของวิทยาศาสตร์การสืบพันธุ์ ดำเนินการโดยสภาวิทยาศาสตร์แห่งชาติจีนในปักกิ่ง (Chinese Academy of Sciences)

ก่อนหน้านี้ เคยมีหนูที่เกิดจากพ่อสองตัวมาแล้ว แต่มันก็อยู่รอดได้เพียงสองวัน อย่างไรก็ดี ตอนนี้ยังไม่มีเทคนิคที่น่าจะเป็นไปได้ที่จะนำมาใช้ในทางการแพทย์กับมนุษย์ แต่งานวิจัยนี้ก็ช่วยทำให้เห็นว่าปราการทางชีววิทยาที่จะสืบพันธุ์ระหว่างเพศเดียวกันนั้น ในทางเทคนิคแล้วสามารถเอาชนะได้

งานวิจัยที่จับคู่หนูเพศเดียวกันเพื่อผลิตลูกที่ผ่านๆ มา ให้ผลออกมาเป็นตัวอ่อนที่มีความผิดปกติร้ายแรง และวิธีการที่ใช้ ก็ต้องอาศัยการควบคุมยีนที่ซับซ้อนต่อเนื่องกัน บางครั้งอาจจะต้องใช้หนูหลายรุ่น คือไปถึงรุ่นลูกรุ่นหลาน ไม่ใช่แค่รุ่นเดียว

งานชิ้นนี้พยายามตอบคำถามที่มีอยู่มายาวนานในชีววิทยา นั่นก็คือ ทำไมสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจึงจำเป็นต้องอาศัยการถ่ายทอดพันธุกรรมจากฝั่งพ่อและแม่อย่างเท่าเทียมกัน ขณะที่ในอาณาจักรสัตว์ทั้งหมด สัตว์อื่นๆ อย่างฉลามหัวค้อน มังกรโกโมโด ไม่จำเป็นต้องได้รับการถ่ายทอดยีนจากฝั่งพ่อ หมายความว่าตัวเมียสามารถผลิตไข่ที่ยังไม่ได้รับการปฏิสนธิให้เกิดเป็นตัวอ่อนเองได้ในบางครั้ง ซึ่งเรียกว่าพาร์ธีโนเจเนซิส (Parthenogenesis) คือการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

ถามว่าวิจัยเรื่องนี้ไปทำไม การทำให้สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพศเดียวกันมีลูกออกมาได้ อาจช่วยให้สปีชีส์ที่ใกล้สูญพันธุ์และมีเหลือแค่เพศเดียวได้อยู่รอดต่อไป ยกตัวอย่างเช่นแรดขาวที่ตัวผู้ตัวสุดท้ายเพิ่งตายไปในปีนี้ แล้วเหลือเพียงตัวเมียสองตัว

อุปสรรคสำคัญของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม คือปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “การประทับตราทางพันธุกรรม” (imprinting) ซึ่งสำเนายีนจากของพ่อหรือแม่จะมารวมกัน แต่ยีนเหล่านั้นจะมีป้ายทางเคมี (chemial tag) ที่ติดเพื่อระบุว่ามาจากฝั่งไหน หากการประทับตราทางพันธุกรรมของชาย-หญิงที่มารวมกันนี้ไม่ได้เป็นไปตามแบบแผนที่ถูกต้อง ก็จะไม่สามารถผลิตเอ็มบริโอที่มีชีวิตออกมาได้

สำหรับการทลายกำแพงเพื่อให้เพศเมียสืบพันธุ์กันได้นั้น นักวิทยาศาสตร์นำสเต็มเซลล์ของเอ็มบริโอจากหนูเพศเมีย มาใช้เครื่องมือตัดต่อยีนที่เรียกว่า Crispr-Cas9 ซึ่งสามารถลบรอยประทับทางพันธุกรรมที่ระบุว่ายีนนี้มาจากแม่ออกไปจากสามส่วนสำคัญบนดีเอ็นเอ โดยการขลิบเอาตัวอักษรตัวเดียวบนรหัสพันธุกรรมที่มีป้ายทางเคมีติดอยู่ออกไป ทำให้ส่วนนั้นดูเป็น ‘ชาย’ มากขึ้นในลำดับการประทับตราทางพันธุกรรม

เมื่อสเต็มเซลล์ที่ตัดแต่งแล้วนี้ ถูกฉีดเข้าไปในไข่ที่ยังไม่ได้รับการปฏิสนธิของหนูตัวเมียอีกตัว สารพันธุกรรมจากหนูตัวเมียสองตัวก็จะประสานรวมกันเพื่อสร้างเอ็มบริโอออกมาได้

คณะทำงานได้ให้กำเนิดหนูออกมาแล้ว 29 ตัวจาก 210 เอ็มบริโอ หนูเหล่านี้มีสภาพปกติ มีชีวิตอยู่ได้ถึงวัยผู้ใหญ่ และมีลูกของตัวเองต่อไปได้

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า ยังมีอุปสรรคที่ไม่สามารถใช้วิธีการนี้ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น ซึ่งรวมถึงการระบุตำแหน่งว่ายีนที่ประทับตราทางพันธุกรรมเอาไว้ตำแหน่งไหนที่ต้องลบออกไป แต่หวังว่าในอนาคตจะลองสำรวจเทคนิคนี้ในการวิจัยสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นๆ

“มันอาจจะแพงเกินไป และอาจไม่ได้ผลกับทุกสปีชีส์ แต่มันก็เป็นอะไรบางอย่างที่สำคัญ” Duygu Özpolat นักชีววิทยาการเจริญ แห่งห้องปฏิบัติการชีววิทยาทางทะเลในแมสซาชูเซตส์ ซึ่งไม่ได้อยู่ในทีมวิจัย กล่าวแสดงความเห็น ส่วนการที่คู่รักมนุษย์เพศเดียวกันจะให้กำเนิดลูกแท้ๆ ของตัวเองด้วยกันออกมานั้น “ยังคงเป็นอนาคตที่ห่างไกล สำหรับตอนนี้”

ดร. Qi Zhou ผู้ร่วมวิจัย เสริมว่าวิธีการดังกล่าวอันตรายเกินไปหากจะลองใช้กับมนุษย์ เพราะไม่มีอะไรยืนยันว่าส่วนที่มีการประทับตราทางพันธุกรรมอันเกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์ในหนูนั้น เป็นส่วนเดียวกันกับของมนุษย์ และเขากล่าวกว่า “การนำเทคนิคนี้ไปใช้กับมนุษย์ ไม่ใช่หนึ่งในเป้าหมายของพวกเราแน่นอน”

 

 

ภาพ: Leyun Wang/Cell Stem Cell

ที่มา:

Tags: , , ,