Las ratas nacidas de dos padres revelan los detalles ocultos de la reproducción de mamíferos

Investigadores de la Universidad de Shanghai Ziao Tong han construido ratas adultas fértiles con embriones con material genético masculino. Después de la edición precisa de las siete áreas de control de sellos, las ratas, que solo transportan el ADN padre, se desarrollaron como adultos fértiles, revelando el sello genómico como una barrera importante para el desarrollo de mamíferos monopolíes.

Cada feto de mamíferos comienza con una fusión del esperma oftálmico y paternal de la madre, creando un jigot diploide que transporta un genoma de cada padre. Los intentos de omitir esta simetría reproductiva produciendo embriones con solo el genoma de la madre o el padre no han fallado repetidamente en producir descendientes viables sin intervención hereditaria o epigenética generalizada.

Aunque se ha logrado cierto éxito en ratas con dos genomas de la madre, los esfuerzos anteriores produjeron el feto usado solo ADN padre, que rara vez sobrevivió durante el embarazo anterior. El trabajo inicial del uso de células madre fetales haploides permitió un progreso parcial, pero las ratas resultantes permanecen solo después del nacimiento.

Estas fallas han sugerido la impresión genómica, que es un mecanismo de expresión génica específica basada en el apoyo a través de marcas epigenéticas, como un conserje de desarrollo potencial. Las firmas epigenéticas exactas necesarias para anular esta barrera permanecen sin resolver.

En el estudio, «ratas androgenéticas fértiles producidas por la edición epigenética específica de las áreas de control de impresión» Actas de la Academia Nacional de CienciasLos investigadores han diseñado embriones androgenéticos para corregir marcas epigenéticas específicas utilizando edición basada en CRSPR, con el objetivo de aliviar el desarrollo relacionado con los genomas de patriarcado.

Los investigadores reconstruyeron 587 embriones diploides androgenéticos emparejando un par de cabezas de esperma de dos ratas en asites nuclearizados, lo que resultó en 277 blastocitos. Posteriormente se transfirieron a 18 ratas pseudopernantes en muchos experimentos de implantación. El objetivo específico del alelo se logró mediante el diseño de ARN de la guía para identificar polimorfizam de neucleótido único entre las razas parentales.

De los 259 blastocistas ajustados, tres pollitos nacieron vivos. Los dos sobrevivieron al Prof. pulgar y demostraron el tamaño y el comportamiento general y nacieron de descendientes saludables. El análisis del método ha confirmado la enmienda de las siete áreas de control de sellos (ICR) propuestas de todos los adultos restantes. El tercer cachorro, que murió poco después del nacimiento, demostró la hipemetilación en el IGF2R ICR de acuerdo con los modelos fatales conocidos.

La restauración de los modelos de sello condujo a un nivel de expresión mejorado para genes de alta impresión relacionados con las ICR previstas basadas en PCR cuantitativa en los embriones. El análisis de expresión específico del alelo ha demostrado que algunos genes impresos solo han mostrado una expresión monoal en la subdivisión de los embriones, lo que indica que el compañero exitoso de todos los ICR sigue siendo raro.

La supervivencia del embarazo tardío se asocia con una reestructuración de metilinación más completa. En los cuatro embriones androgenéticos E 16.5 recuperados en el ensayo posterior, dos exhiben ICR completamente corregidos, mientras que el otro tiene dos áreas metiladas anormales. No se encuentran embriones viables en los embriones obtenidos con Grna de control sin objetivo.

La capacidad de obtener ratas vidas y fértiles del genoma de dos padres abre nuevas formas en biología y desarrollo reproductivo. La tasa de éxito más baja sugiere posibles elementos de impresión desconocidos y requiere más investigación para mapear completamente las áreas relevantes.

Los autores concluyeron que el sello genómico representa un punto de control de desarrollo crítico, que puede ser evitado por ingeniería epigenética precisa.

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