كاجويا (فأرة)

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
في الفئران ، يتضمن التزاوج الطبيعي إخصاب البويضة بواسطة حيوان منوي . أما كاجويا فقد تم إنشاؤها في المختبر من بويضتين.

كانت كاجويا أول فأرة ثنائية الأمومة تم إنتاجها في المختبر باستخدام بويضتين من أنثيين، وذلك على يد توموهيرو كونو وزملاؤه في جامعة طوكيو للزراعة، كما ورد في ورقة بحثية نُشرت عام 2004 في مجلة Nature . [ 1 ] وقد مثّلت هذه التجربة علامة فارقة، إذ يتطلب الإخصاب الطبيعي في الفئران بويضة من الأنثى وحيوانًا منويًا من الذكر. وقد سُميت أول فأرة ثنائية الأمومة تيمنًا بحكاية شعبية يابانية، حيث تُعثر على الأميرة كاجويا ( كاجويا-هيمي ) ، المولودة من القمر، وهي رضيعة داخل ساق خيزران.

التوالد العذري في الثدييات

التوالد العذري هو شكل من أشكال التكاثر اللاجنسي ، ويشير إلى نمو جنين من بويضة غير مخصبة بواسطة الأنثى. على الرغم من أن هذه الظاهرة تحدث بشكل طبيعي في العديد من الكائنات الحية، مثل النباتات وبعض اللافقاريات والفقاريات، إلا أنها لم تُسجل في أي من الثدييات. [ 1 ] [ 2 ] وقد أتاحت التطورات السريعة في علم الأحياء الجزيئي وعلم الجينوم إمكانية التطور الاصطناعي الناجح لجنين فأر من بويضات غير مخصبة فقط.

يشير علم التخلق إلى البروتينات والإنزيمات التي تقع فوق تسلسل الحمض النووي وتؤثر على نشاطه. وتُعدّ التغيرات التخلقية الخاصة بالأبوين، والمعروفة بالبصمة الجينية ، ضروريةً لنجاح الإخصاب ونمو الجنين في الثدييات. [ 3 ] تعمل هذه التعديلات على ضبط التعبير عن الجينات الرئيسية في النمو بدقة.

الفئران ثنائية الأم

للتغلب على العوائق الجينية الناجمة عن نشاط الجينات الخاص بالأبوين، والتي تمنع نمو الأجنة بنجاح من البويضات فقط في الثدييات، قام كونو وزملاؤه بتعديل بويضات إناث الفئران حديثة الولادة وراثيًا لجعلها مشابهة للحيوانات المنوية. [ 1 ] تخضع البويضات لعملية مثيلة الحمض النووي ، وهي تغيير فوق جيني مرتبط بكبت نشاط الجينات، أثناء نموها. لم تخضع بويضات الفئران حديثة الولادة للمثيلة بعد، مما يجعل تعديلاتها فوق الجينية أكثر شبهًا بالحيوانات المنوية. قام الباحثون بتغيير التعبير الجيني لجيني Igf2 و H19 عن طريق حذف منطقة من H19 في البويضة حديثة الولادة. [ 1 ] يُعد هذان الجينان من المنظمات الرئيسية لنمو الأجنة في الثدييات، ولهما مستويات نشاط مختلفة في الحيوانات المنوية والبويضة بسبب البصمة الجينية. [ 4 ] [ 5 ] تحتوي المنطقة المحذوفة بينهما على منطقة مثيلة تنظم نشاطهما. ثم قاموا بنقل نواة البويضة حديثة الولادة المعدلة إلى بويضة ناضجة للتخصيب الاصطناعي . [ 6 ]

من بين 598 بيضة استُخدمت في التجربة، نجح جنينان فقط في النمو ليصبحا ذرية قابلة للحياة. استُخدم أحدهما لدراسة نشاط الجينات في الفئران ثنائية الأمومة. أما الآخر، فقد سُمّي كاجويا. رُبّيت كاجويا حتى مرحلة البلوغ، وتمكنت من إنجاب ذرية عن طريق التزاوج مع فأر ذكر.

الاختلافات مقارنةً بالفئران العادية

عانى العديد من صغار الفئران التي تم إنقاذها في هذه التجربة من نمو غير طبيعي ونفقت قبل الأوان، كما فشلت بعض البويضات في تخصيب إناث الفئران بنجاح؛ ولم ينجُ سوى صغيرين. وأظهرت الفئران ذات النمو غير الطبيعي تأخرًا في نمو الكبد. وكان وزن الجسم والمشيمة لدى الفئران التي أنجبت اثنين من الذكور أقل بكثير مقارنةً بالمجموعة الضابطة.

استُخدمت مصفوفة جينية دقيقة للفئران ، وهي أداة تُستخدم لدراسة نشاط العديد من الجينات في آنٍ واحد، تضم 11000 جين، لمقارنة التعبير الجيني لأجنة الفئران ثنائية الأم في مراحل نموها الطبيعية مع الفئران المولودة من التزاوج الطبيعي. وقد أُجريت هذه المقارنة لمعرفة ما إذا كانت هناك أي اختلافات بين المجموعتين على المستوى الجزيئي. وتبين أن أكثر من 1000 جين تُظهر مستويات نشاط مختلفة في الفئران ثنائية الأم مقارنةً بالفئران الضابطة. وكشفت النتائج أن هذه الجينات ترتبط في الغالب بالتواصل الخلوي، ونمو الخلايا/صيانتها، وعمليات الأيض. ومع ذلك، فإن صغر حجم العينة في كل مجموعة، والاعتماد على تقنية قديمة، وتحليل البيانات في نقطة زمنية واحدة، قد يحد من دقة هذه الدراسة الجينية.

دراسة متابعة

في ورقة بحثية لاحقة، تمكن مختبر كونو من زيادة عدد الفئران ثنائية الأمهات الناتجة عن طريق تعديل التعديلات الجينية التي أُجريت على البيض حديث الولادة المستخدم في التجربة. [ 7 ] وقد تبين أن صغار الفئران ثنائية الأمهات، على غرار المجموعة الضابطة، تنمو بمعدل أبطأ وتتمتع بعمر أطول. [ 7 ] [ 4 ]

مراجع

  1. 1 2 3 4 كونو، توموهيرو؛ أوباتا، يايوي؛ وو، كويونغ؛ نيوا، كاتسوتوشي؛ أونو، يوكيكو؛ ياماموتو، يوجي؛ بارك، إيون سونغ؛ سيو، جيونغ-سون؛ أوغاوا، هيديهيكو (22-04-2004). "ولادة فئران عذرية قادرة على النمو حتى مرحلة البلوغ" . مجلة نيتشر . 428 (6985): 860-864 . Bibcode : 2004Natur.428..860K . doi : 10.1038/nature02402 . ISSN 1476-4687 . PMID 15103378 .  
  2. ↑ فوجيتا، ماثيو ك.؛ سينغال، سونال؛ برونيس، توليانا أ.؛ مالدونادو، خوسيه أ. (2020-11-02). "الديناميات التطورية وعواقب التوالد العذري في الفقاريات" . المراجعة السنوية لعلم البيئة والتطور والتصنيف . 51 (1): 191-214 . doi : 10.1146/annurev-ecolsys-011720-114900 . ISSN 1543-592X . 
  3. ↑ كانيدا، ماساهيرو (2011-09-01). "البصمة الجينية في الثدييات - الذكريات الأبوية فوق الجينية" . التمايز . 82 (2): 51-56 . doi : 10.1016/j.diff.2011.05.004 . ISSN 0301-4681 . PMID 21680080 .  
  4. 1 2 كاواهارا، مانابو؛ كونو، توموهيرو (2012). "أدوار الجينات المنظمة بواسطة منطقتين مطبوعتين مثيلتين أبويًا على الكروموسومات 7 و12 في تطور الفأر" . مجلة التكاثر والتطور . 58 (2): 175-179 . doi : 10.1262/jrd.2011-053 . hdl : 2115/68132 . PMID 22738900 . 
  5. ↑ نوردين، م.؛ بيرغمان، د.؛ هالجي، م.؛ إنجستروم، و.؛ وارد، أ. (16 أبريل 2014). "التنظيم اللاجيني لمجموعة جينات Igf2/H19" . تكاثر الخلايا . 47 (3): 189-199 . doi : 10.1111/cpr.12106 . ISSN 0960-7722 . PMC 6496486. PMID 24738971 .   
  6. ^ كاواهارا، مانابو؛ أوباتا، يايوي؛ سوتومارو، يوسوكي؛ شيموزاوا، نوبوهيرو؛ باو، سيكين؛ تسوكادايرا، توشيتاكا؛ فوكودا، أتسوشي؛ كونو ، توموهيرو (2008/02/17). "بروتوكول إنتاج أجنة فأر ثنائية الأم قابلة للحياة" . بروتوكولات الطبيعة . 3 (2): 197-209 . دوى : 10.1038/nprot.2007.531 . ISSN 1750-2799 . بميد 18274521 .  
  7. 1 2 كاواهارا، مانابو؛ وو، تشيونغ؛ تاكاهاشي، نوزومي؛ موريتا، شينوسوكي؛ يامادا، كاوري؛ إيتو، ميتسوتيرو؛ فيرغسون سميث، آن سي؛ كونو ، توموهيرو (2007/09/19). "توليد عالي التردد لفئران قابلة للحياة من أجنة ثنائية الأمومة هندسية" . التكنولوجيا الحيوية الطبيعية . 25 (9): 1045–1050 . دوى : 10.1038/nbt1331 . ISSN 1546-1696 . بميد 17704765 .