Papel GRF
En la reproducción sexual existe una forma muy especial. Algunos animales no necesitan necesariamente un macho para participar en la reproducción, siempre y cuando una hembra ponga huevos, es decir, pueden desarrollarse hasta convertirse en nuevos individuos sin la participación de los espermatozoides. En general, las crías que se desarrollan directamente a partir del óvulo son hembras. Para algunos organismos, el hermafroditismo y la partenogénesis suelen coexistir, como las abejas y los pulgones.
Pero el problema volvió. Muchos vertebrados, como las ranas y los peces, pueden reproducirse de forma partenogénica, pero los mamíferos no. ¿Por qué?
En los mamíferos superiores, sólo la unión del espermatozoide masculino y los óvulos femeninos puede producir descendencia, y la descendencia posee el material genético de ambos padres. Para garantizar la diversidad genética, los mamíferos han desarrollado genomas que pueden distinguir óvulos y espermatozoides, a los que llamamos genes impresos.
Algunos de nuestros genes son expresados por nuestro padre y otros por nuestra madre. Estos genes hacen que algunos alelos se expresen en el óvulo fertilizado y otros no se expresen durante la fertilización. Esta impronta genómica se logra mediante la metilación epigenética, y la presencia de impronta genómica dificulta la partenogénesis.
Desde una perspectiva evolutiva, los genes impresos son un delicado equilibrio en el juego entre los óvulos y los espermatozoides que no se puede romper fácilmente.
Dado que es el gen impreso el que dificulta la realización de la partenogénesis, entonces elimínelo. Hace ya diez años, el equipo del profesor Youhong Kono de la Universidad Agrícola de Nanjing en Dongguan utilizó esta idea para eliminar uno de los genes de impresión femeninos más poderosos y otros elementos genéticos en ratones hembra, permitiéndoles expresar un poderoso gen masculino. genes impresos.
El siguiente paso es extraer óvulos de las hembras modificadas y posteriormente utilizar otro óvulo para madurarlos, obteniendo así unos óvulos con expresión genética similar a la de los machos. El experimento salió bien y nació el primer lote de ratones partenogenéticos en la historia de la humanidad. Sin embargo, no esperábamos que estos ratones tuvieran defectos de desarrollo graves después del nacimiento.
En estudios posteriores, los científicos finalmente criaron ratones estables y sanos, pero en realidad estos ratones no eran verdaderamente partenogenéticos. Después de todo, se formaron a partir de dos óvulos y la probabilidad genética de defectos es muy alta.
Los científicos también quieren explorar cómo lograr realmente la partenogénesis, es decir, que los ratones nazcan con una sola madre y sin padre.
Además de la demolición violenta, los científicos también han descubierto que la metilación del ADN puede modificar químicamente el ADN y cambiar directamente la expresión genética sin cambiar la secuencia. Si metilamos y desmetilamos algunos genes clave, la partenogénesis puede ser posible.
Por lo tanto, el 7 de marzo de 2022, Wei Yanchang y otros publicaron un artículo de investigación relevante en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), que significa que los humanos han logrado la partenogénesis.
El equipo de Wei Yanchang finalmente identificó siete genes que deben expresarse o silenciarse en los ovocitos, dos de los cuales son genes con impronta paterna y el resto son genes con impronta materna. Metila los genes paternos, silenciándolos, y luego desmetila los genes con impronta materna para expresarlos. Los ratones producidos en tales condiciones son menos saludables. Los científicos continúan haciendo mejoras. Descubrieron que el nivel de expresión del gen Rasgrf1 en ratones era bajo, por lo que después de desmetilar el gen, los ratones nacieron más sanos y tenían capacidades reproductivas normales.
La partenogénesis no es infrecuente en toda la naturaleza, pero no existe en los mamíferos. Para garantizar la diversidad genética, los mamíferos también han evolucionado genes impresos opuestos, lo que hace imposible la partenogénesis.
Sin embargo, el estudio de la partenogénesis en mamíferos tiene una gran importancia científica. La esencia de un científico es explorar lo desconocido, que es el proceso por el cual los seres humanos se comprenden constantemente a sí mismos y al universo. Explorar los misterios de la reproducción puede ayudarnos a descubrir los secretos de la supervivencia. Al comprender nuestra reproducción, podremos evitar llegar a un callejón sin salida en nuestra evolución futura.