Le persone dello stesso sesso possono avere figli? ——Risultati della ricerca dei nuovi accademici

Cari amici, pensate che ultimamente Internet sia stato molto trafficato, con troppe ricerche frequenti? Non solo si è verificato l'incidente della scoperta del virus del vaiolo da parte di una società farmaceutica americana, strettamente correlato alla sicurezza umana, ma quest'anno sono stati eletti anche altri 149 accademici nelle due accademie del mio Paese. L'elezione di così tante persone è davvero motivo di festa!

Poi alcuni amici hanno detto che è comprensibile che l'incidente del virus del vaiolo sia diventato un argomento scottante, ma l'elezione di questo accademico sembra avere poco a che fare con noi, non è vero? Mettiamola così: Zhong Nanshan e Yuan Longping sono entrambi accademici, capisci cosa intendo?

Ora, tornando all'argomento, oggi vi introdurrò un argomento molto popolare: come consentire la riproduzione tra persone dello stesso sesso? Si tratta di un piccolo studio condotto dal neoeletto accademico Li Jinsong. In effetti, ho già scritto in precedenza dell'accademico Li.

01. Problemi riproduttivi tra persone dello stesso sesso

Grazie alle conoscenze di biologia acquisite alle scuole medie, sappiamo che in circostanze normali, per dare alla luce un bambino, lo sperma e l'ovulo devono unirsi per produrre un ovulo fecondato, che poi si impianta nell'utero. L'ovulo fecondato continua a differenziarsi e dividersi, per poi svilupparsi infine in un feto.

Se ci sono due donne, il problema dell'utero è facile da risolvere, ma se ci sono due uomini, è difficile da risolvere, dopotutto la maternità surrogata è ancora illegale nel nostro Paese. La questione più critica è che, poiché l'ovulo fecondato è chiamato ovulo fecondato, deve essere prodotto dalla combinazione di spermatozoo e ovulo. Tuttavia, se ci sono solo due ovuli o due spermatozoi, non è possibile formare prole. Questo è scritto nei nostri geni. In altre parole, gli esseri umani non possono riprodursi in modo asessuato.

Tuttavia, gli scienziati non ne sono convinti, perché biologicamente sia gli spermatozoi sia gli ovuli portano un set completo di cromosomi, quindi perché due spermatozoi o due ovuli non possono fondersi?

Così gli scienziati hanno iniziato a studiare come consentire alle coppie dello stesso sesso di riprodursi.

Tuttavia, quando si tratta di ricerca, bisogna iniziare dalle cose semplici, quindi la prima cosa che gli scienziati hanno scelto sono state le uova. Poiché l'uovo è di grandi dimensioni, possiede un sistema biologico completo, come i noti organelli e mitocondri, ecc., nonché una serie di citoplasma, enzimi, nutrienti e altri materiali che consentono lo svolgimento di varie reazioni biologiche.

Gli spermatozoi sono molto più piccoli. Per facilitare il movimento, il volume dello sperma è inferiore all'uno percento di quello dell'ovulo e non contiene sufficienti organelli, enzimi e altre sostanze.

02. Problema di integrazione

Tuttavia, il primo passo dell'esperimento di fusione fallì.

Perché? Il motivo è che le due uova non possono fondersi affatto. Quando gli scienziati mettono insieme due uova, queste mantengono comunque il loro stato indipendente. Tu sei tu e io sono io. È davvero imbarazzante. Dopotutto, se non riescono nemmeno a fondersi nel primo passaggio, allora non c'è bisogno di pensare al seguito.

Alcuni scienziati hanno provato anche altri metodi, come la stimolazione con corrente elettrica, ma senza successo. Se si utilizzano reagenti che dissolvono le membrane cellulari, i due ovociti possono fondersi, ma la conseguenza è che muoiono.

Fondamentalmente, una ragione importante è che sulla superficie cellulare sono presenti una serie di barriere e relative molecole segnale. Sono come codici segreti. Se non riesci a rispondere ai codici segreti, mi dispiace, ma verrai respinto. Questo è uno dei motivi per cui due ovociti non possono fondersi.

Tuttavia, questo non rappresenta un problema per gli scienziati.

Il processo di fecondazione dello spermatozoo consiste essenzialmente nel fatto che lo spermatozoo individua il percorso del segnale sulla superficie dell'ovulo attraverso la reazione acrosomiale e poi inietta il DNA dello spermatozoo nell'ovulo. Questo è il processo fondamentale.

Così gli scienziati hanno iniziato a simulare l'essenza della fecondazione dello sperma estraendo direttamente il DNA da un ovulo e iniettandolo poi in un altro ovulo.

In questo modo viene simulato il processo di fecondazione tra spermatozoo e ovulo e si realizza il processo di integrazione dei genomi di due ovuli in un unico ovulo.

Va bene?

Gli ideali sono belli, ma la realtà è crudele.

Sebbene i due ovociti sembrassero fusi, non si svilupparono ulteriormente.

03. Dilemma epigenetico

Dopo uno studio attento, si è scoperto che i genomi dei due ovociti rimangono comunque molto indipendenti nelle nuove cellule, ciascuna delle quali è diversa. Questo è completamente diverso dalla fecondazione, perché durante il processo di fecondazione, i genomi dello spermatozoo e dell'ovulo comunicano e si scambiano tra loro, ma i genomi dei due ovuli non comunicano tra loro, quindi naturalmente il passaggio successivo non può essere eseguito.

Il problema risiede nell'epigenetica.

Il genoma umano ha un modo speciale di registrare le informazioni. Questa informazione non è un cambiamento nella sequenza del DNA, ma esiste in modo epigenetico. Questi contenuti influenzeranno direttamente la fusione del genoma. Se non si rimuovono queste impronte, se si unisce il DNA di due ovuli, questi rimarranno indipendenti e non interagiranno tra loro come i due set di cromosomi in un normale corpo diploide.

Come risolvere questo problema? La risposta è rimuovere questi segni.

Alla fine del 2015, il team di Li Jinsong dell'Istituto di biochimica e biologia cellulare dello Shanghai Institutes for Biological Sciences dell'Accademia cinese delle scienze è riuscito a produrre una prole completa utilizzando due ovuli.

Sappiamo che gli ovuli non si fondono tra loro, altrimenti la Vergine Maria apparirebbe davvero.

Ma la ragione principale è dovuta a due geni, H19 e Gtl2, le cui differenze epigenetiche influenzano la fusione di due ovuli tra loro (regione differenzialmente metilata (DMR)).

Quindi hanno controllato l'espressione di questi due geni (eliminazione di IG-DMR e H19-DMR utilizzando CRISPR-Cas9)

Il loro approccio è come mostrato di seguito

In parole povere, attraverso la modifica genetica della demetilazione, una cellula uovo viene trasformata in una "cellula simile allo spermatozoo", e poi questa cellula simile allo spermatozoo si combina con la cellula uovo, completando così la fecondazione e sviluppandosi in un topo completo.

L'immagine sopra mostra un topo puro, ottenuto dalla fusione di due ovociti.

Zhong C, Xie Z, Yin Q, et al. Le cellule staminali embrionali aploidi partenogenetiche supportano efficacemente la generazione di topi mediante iniezione di ovociti[J]. Ricerca sulle cellule, 2015.

Questo è uno dei più importanti risultati della ricerca scientifica dell'accademico Li Jinsong. L'accademico Li Jinsong studia principalmente la riprogrammazione delle cellule somatiche, cioè come riportare una cellula al suo stato originale. Questo processo è un passaggio necessario nello sviluppo delle cellule staminali e degli ovuli fecondati.

04. Riprogrammazione e riproduzione tra persone dello stesso sesso

Infatti, non è solo la riproduzione femmina-femmina, ma anche quella maschio-maschio a presentare problemi simili.

In realtà, il problema alla base della riproduzione è come consentire a questi spermatozoi e ovuli di avviare il processo di riprogrammazione, che coinvolge molti importanti processi epigenetici ed è stato anch'esso un argomento di grande attualità negli ultimi anni.

L'introduzione sostanzialmente finisce qui. Infatti, nell'elenco di quest'anno degli accademici dell'Accademia delle Scienze in biologia, ho alcune intersezioni con tre pezzi grossi (non mi conoscono, ahah), ma queste persone sono davvero ricercatori di alto livello nel campo e meritano di essere accademici.

In allegato i principali risultati della ricerca scientifica dell'accademico Li Jinsong.

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Italiano: Ding, Guohui; Italiano: Zhang, uomo; Shi, Linyu; Livello, Wenjian; Francesco, Francesco; Italiano: Pei, Banda; Li, Yixue; #1, #2, #3, #4; Li, Jinsong#.Diverso potenziale di sviluppo delle cellule staminali pluripotenti generate da diverse strategie di riprogrammazione.JOURNAL OF MOLECULAR CELL BIOLOGY. Italiano: 2011. 3(3):197-199.

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