นักวิทย์ทดลองสร้างหนูที่มี “พ่อสองคน” สำเร็จด้วยเทคนิค CRISPR

นักวิทยาศาสตร์จีนสามารถสร้างหนูที่มี “พ่อสองคน” ได้สำเร็จเป็นครั้งแรก ด้วยเทคนิคตัดต่อยีน CRISPR ซึ่งเป็นความก้าวหน้าครั้งใหม่ของวิทยาศาสตร์การสืบพันธุ์ แม้เทคโนโลยีนี้จะยังห่างไกลจากการนำมาใช้กับมนุษย์ แต่ผลงานนี้ช่วยเปิดประตูให้เราเข้าใจปรากฏการณ์ทางชีววิทยาที่ซับซ้อนมากขึ้น

แนวคิด “หนูสองพ่อ” มาจากไหน?

ทีมนักวิจัยนำโดย จื้อคุน ลี่ จากสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งประเทศจีน  ในกรุงปักกิ่ง ใช้เทคนิค CRISPR เพื่อปรับแต่งยีนของหนู โดยเล็งเป้าหมายไปที่กลุ่มยีนที่ต้องได้รับจากทั้งพ่อและแม่ในภาวะปกติ ทีมวิจัยหวังว่าเทคนิคเดียวกันนี้จะสามารถนำไปใช้สร้าง “ลิงสองพ่อ” ในอนาคตได้

แม้จะยังไม่สามารถทำกับมนุษย์ได้ แต่การทดลองนี้ช่วยให้เข้าใจปรากฏการณ์ทางพันธุกรรมที่เรียกว่า “การประทับรอยยีน”  ซึ่งเป็นกระบวนการที่ยีนบางตัวแสดงออกแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับว่ามาจากพ่อหรือแม่ 

สำหรับยีนกลุ่มนี้ ร่างกายสัตว์จะต้องได้รับส่วนแบ่งจากทั้งสองฝ่าย เพื่อทำงานร่วมกันอย่างสมดุลในการพัฒนาเอ็มบริโอ หากขาดส่วนใดส่วนหนึ่ง การแสดงออกของยีนอาจผิดปกติ และส่งผลให้ตัวอ่อนเกิดความผิดพลาดในการเจริญเติบโต

เทคนิคใหม่จากทีมจีน

ในทศวรรษ 1980 เคยมีนักวิทยาศาสตร์พยายามทดลองการประทับรอยนี้มาแล้วแต่ไม่ประสบความสำเร็จ จนกระทั่ง มาถึงตาของทีมจื้อคุน ลี่ ซึ่งเลือกแนวทางต่างออกไป พวกเขาใช้การตัดต่อยีน ลบยีนที่มีการประทับรอย (imprinted genes) ออกไปทั้งหมด ทีมวิจัยจึงมุ่งเป้าไปที่ยีน 20 ตำแหน่งที่มีบทบาทต่อการพัฒนาเอมบริโอ

ขั้นตอนการทดลองมีความซับซ้อนมาก เริ่มจากเพาะเลี้ยงเซลล์ที่มี DNA ของอสุจิในห้องแล็บ เพื่อให้ได้เซลล์ต้นกำเนิด หรือ stem cells จากนั้นใช้เทคนิค CRISPR เพื่อทำลายยีนที่มีการประทับรอยทั้ง 20 ตัว แล้วฉีดเซลล์ที่ผ่านการตัดต่อเหล่านี้ พร้อมกับอสุจิอีกชุดหนึ่ง เข้าไปในเซลล์ไข่ที่เอาแกนเซลล์เดิมออกไป 

ผลลัพธ์คือเอ็มบริโอที่มี DNA จากพ่อสองตัว

จากนั้นทีมได้นำเอ็มบริโอเหล่านี้ใส่เข้าไปใน “เปลือกเอ็มบริโอ” ที่ช่วยให้เกิดรก และย้ายไปยังมดลูกของหนูเพศเมีย ปรากฏว่า มีตัวอย่างตัวอ่อนที่สามารถพัฒนาเป็นลูกหนูมีชีวิต และเติบโตจนถึงวัยผู้ใหญ่ได้

อย่างไรก็ตาม งานนี้ยังมีข้อจำกัด เพราะแม้จะมีลูกหนูที่เกิดและเจริญเติบโต แต่ก็ลูกหนูที่เกิดมาก็ไม่ปกติทั้งหมด พวกมันตัวใหญ่กว่าหนูทั่วไป อวัยวะภายในโตผิดสัดส่วน อายุสั้นกว่า และไม่สามารถสืบพันธุ์ได้

เปิดมุมมองใหม่ต่อ “การประทับรอยยีน”

แม้ยังไม่สามารถนำมาใช้จริงกับมนุษย์ แต่การค้นพบนี้ช่วยเปิดมุมมองใหม่ต่อการทำงานของยีนจากพ่อและแม่

งานวิจัยก่อนหน้านี้พบว่า หนูที่มี “แม่สองคน” มักมีขนาดเล็กและอายุยืนกว่า ส่วนหนูที่มี “พ่อสองคน” ตามการศึกษานี้ กลับโตเร็วเกินไปและตายเร็วกว่าปกติ

นักวิจัย กล่าวว่า อาจเป็นไปได้ว่ายีนที่มาจากพ่อจะกระตุ้นการเจริญเติบโต ขณะที่ยีนจากแม่ทำหน้าที่จำกัดการเติบโต และร่างกายสัตว์จำเป็นต้องมียีนทั้งสองข้างเพื่อให้เติบโตได้อย่างสมดุล