科学者たちが同性の親から健康なマウスを誕生させた

Yale University physician, professor and researcher Hugh Taylor holds a mouse inside a laboratory at Yale University in New Haven, Connecticut, May 21, 2010. His research has shown that the chemical BPA (Bisphenol A) alters the way genes react to estrogen, and could open the door for infants in utero to develop cancer much later in life. To study the way BPA may affect children in utero, Taylor injected pregnant mice with high doses of the chemical five days into their 21-day gestation cycle. He found that the mice exposed to BPA in the womb lacked the "gate" on their DNA receptors and were more susceptible to estrogen for the rest of their lives. To match Special Report FOOD/CHEMICALS-CANS REUTERS/Shannon Stapleton (UNITED STATES - Tags: ANIMALS SCI TECH BUSINESS HEALTH) - GM1E6691LHQ01
'This research shows us what’s possible,' the researchers say.Image: REUTERS/Shannon Stapleton
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同性による生殖に、また一歩近づいた。中国の科学者たちが、二匹の雌マウスから健康な子を誕生させたのだ。

科学誌の研究によると、この研究は木曜日に学術誌『Cell Stem Cell』で発表された。中国科学院(CAS)の研究チームは、幹細胞とゲノム編集を用いて、雌の親から健康なマウスを二十数匹誕生させた。さらに、作り出された子の一部は、自らも子を産むまでに至った。

爬虫類、両生類、魚類の中には、異性の親二匹がいなくても繁殖できる種もいるが、哺乳類でこれを実現するのは、体外受精の技術を用いてもこれまで困難であった、と同誌はSixth Toneに送付したプレスリリースで述べている。CASの研究者らの場合、二匹の雌の DNA から作られた210個の胚から、29匹の生きたマウスが誕生した。

研究のグラフィカルアブストラクト。Image: Cell Stem Cell

「哺乳類がなぜ有性生殖のみによって繁殖できるのかという問いに、私たちは関心を持っていました」と、共同上級著者の周琦(Zhou Qi)はプレスリリースの中で述べている。「そこで私たちは、半数体胚性幹細胞を用いて、雌の親二匹から生まれたマウス、さらには雄の親二匹から生まれたマウスであっても、より正常な個体を作り出せるかどうかを調べようとしました」

幹細胞は、他のあらゆる種類の細胞へと分化する可能性を持つため、遺伝学研究で広く用いられている。「半数体」細胞、すなわち卵子や精子は、生殖に関わらない細胞に含まれる染色体の半分の数を持っている。

哺乳類では、母親または父親のいずれか一方の遺伝物質を欠く子は、発生の過程で異常を示し、通常は生存できなくなる。2004年、日本の科学者たちは、インプリンティング遺伝子を除去することで、初めて二匹の雌親から子マウスを誕生させた。しかし、この研究をはじめ、その後の多くの研究では、子に欠陥が見られた、と周は述べている。さらに、実験手法は非現実的で、完成させるのも困難だった。もう一人の共同上級著者である李偉(Li Wei)によると、欠陥のあるマウスは正常なマウスより小さいか、運動能力が低いことが示された。

今回の最新研究の成功の鍵は、半数体胚性幹細胞(ESC)の使用にある、と研究者らは考えている。この細胞のDNAには、除去しなければならないインプリンティングの制御情報が少ない。通常の発生においては、インプリンティングとは両親のDNA間での組み換えを意味し、その結果、子は母親と父親の両方の特徴を受け継ぐ。しかし、同性の親に由来する細胞間での遺伝子組み換えは、不具合が生じる機会をもたらす。CASの研究者らは、一方の母親の半数体ESCから三つのインプリンティング領域を除去した後、それを別の母親の卵子に注入した。

研究者らは、二匹の雄親から生存可能な子を誕生させようとも試みた。こちらはより複雑な手法で、インプリンティング領域を三つではなく七つ除去する必要があった。しかし、成功率ははるかに低く、二匹の雄親に由来する1,023個の胚から生きて誕生したマウスは、わずか12匹であった。いずれも48時間以上生存することはなかったが、研究者らは手法の改善と、将来的に二匹の雄親の子を成体まで育てることに期待を寄せている。

マウスでの成功にもかかわらず、李は、同じ手法を人間など他の哺乳類に容易に適用することはできないと述べた。その理由として、種ごとに問題となるインプリンティング遺伝子の組み合わせが異なり、それらを特定するには時間がかかるためだという。

「この研究結果によって、人間における同性の親による生殖について人々が疑問を抱く可能性があることは理解しています」と、李はSixth Toneに語った。「将来的にそれが可能になる可能性を否定はしませんが、私たちの研究を人間に応用することは危険であり、そのような試みには断固として反対します」。さらに李は、CASの実験の目的は、ゲノムインプリンティングを研究し、それを人間をより健康にするために どのように活用できるかを探ることであったと付け加えた。

しかし、この研究には実用上の限界があり、目的も限定的ではあるものの、遺伝学および生殖研究の将来にとっての希望の光として受け止められる可能性は十分にある。「この研究は、何が可能になるのかを示してくれています」と李は述べた。

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