Đầu năm rắn, các nhà khoa học Trung Quốc tuyên bố họ đã giúp 2 con chuột đực có con được với nhau

Trong một nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Cell Stem Cell ngày hôm nay, các nhà khoa học Trung Quốc cho biết họ vừa đạt được một bước tiến đột phá trong lĩnh vực hỗ trợ sinh sản, khi có thể giúp 2 con chuột đực có con được với nhau.

Sử dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR - cùng kỹ thuật mà nhà khoa học Trung Quốc He Jiankui đã sử dụng vào năm 2018 để tạo ra 2 đứa trẻ biến đổi gen đầu tiên trong lịch sử thế giới - một nhóm các nhà nghiên cứu, lần này do phó giáo sư tiến sĩ Zhi-Kun Li tại Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Trung Quốc dẫn đầu, đã vượt qua được một rào cản từ trước đến nay từng được cho là bất khả trong sinh sản đơn tính ở động vật có vú.

Đó là các gen dấu ấn (imprinting genes), thứ đang ngăn cản phôi khỏe mạnh được tạo ra từ DNA của hai con đực trong cùng một giống loài.

Gen dấu ấn là một tập hợp khoảng 200 gen có cùng tên ở chuột đực và chuột cái, nhưng tùy thuộc vào nguồn gốc giới tính của chúng, mà những gen này sẽ chọn biểu hiện hoặc không biểu hiện bên trong phôi của chuột con.

Trong suốt hàng thập kỷ, các nhà khoa học đã từng cố gắng tạo ra những phôi thai chuột từ DNA của hai người cha và hai người mẹ. Ví dụ trước đây, khi họ sử dụng tế bào gốc của con đực để phát triển thành tế bào buồng trứng, rồi lấy tinh trùng từ một con chuột đực khác để thụ tinh cho quả trứng biến đổi này, các nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ cùng một giới tính đã tạo ra bất thường trong gen dấu ấn.

Điều này cũng xảy ra trong bất kỳ trường hợp tương tự nào khi phôi chỉ có các tập hợp gen dấu ấn đến từ cùng một giới tính. Nó làm nảy sinh các khiếm khuyết nghiêm trọng trong phôi, khiến ngay cả khi chuột con có thể được sinh ra, thì nó cũng mắc bệnh hoặc khuyết tật nặng mà không sống được đến tuổi trưởng thành.

Vấn đề với gen dấu ấn này đã tồn tại suốt từ năm 1980, khi các nhà khoa học muốn tạo ra những con chuột có hai người mẹ hoặc hai người cha. Nhưng trong suốt 45 năm, rào cản từ gen dấu ấn vẫn ngăn cản các nhà khoa học đạt được mục đích.

Việc tạo ra những con chuột sinh sản đồng giới vì thế mới đi vào ngõ cụt.

Để giải quyết vấn đề này, nhiều nhà khoa học đã cố gắng xác định cụ thể mỗi gen dấu ấn nào ở chuột đực và chuột cái sẽ biểu hiện khi chúng được cấy vào trong phôi. Thế nhưng, điều này là cực kỳ khó vì có tới hàng triệu kết quả có thể xảy ra giữa tổ hợp 400 gen dấu ấn đến từ chuột cái và chuột đực.

Vì vậy, trong nghiên cứu mới, nhóm của tiến sĩ Li đã đưa ra một hướng tiếp cận hoàn toàn mới. Anh cho rằng thứ gì đã gây ra vấn đề, nếu không xác định được là vấn đề thì hãy thẳng tay loại bỏ nó.

Nói là làm, tiến sĩ Li đã sử dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR để xóa 10% tương đương với 20 gen dấu ấn trong bộ gen tế bào gốc của hai con chuột đực, những gen đã được xác định là có liên quan đến sinh sản của chúng.

Sau đó, anh biến một nửa số tế bào gốc này thành tế bào trứng, nửa còn lại thành tế bào tinh trùng rồi cho chúng thụ tinh trong một vỏ phôi nhân tạo. Vỏ phôi này cuối cùng được đưa vào trong tử cung của một con chuột cái mang thai hộ.

Kết quả trong số 167 phôi chuyển giao thì có 7 phôi đã đẻ ra những con chuột có 2 chuột bố và chúng đã thực sự sống tới tuổi trưởng thành. Đây là một cột mốc quan trọng chứng tỏ rào cản gen dấu ấn có thể được vượt qua.

"Những phát hiện này cung cấp bằng chứng mạnh mẽ khẳng định những bất thường về gen dấu ấn là rào cản chính đối với quá trình sinh sản đơn tính ở động vật có vú", Guan-Zheng Luo, đồng tác giả nghiên cứu đến từ thuộc Đại học Tôn Dật Tiên ở Quảng Châu cho biết.

"Phương pháp này có thể cải thiện đáng kể kết quả phát triển của tế bào gốc phôi và động vật nhân bản, mở ra con đường đầy hứa hẹn cho sự phát triển của y học tái tạo."

Trên thực tế, đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học đạt được thành công trong việc tạo ra những con chuột có hai người cha. Năm 2023, một nhóm các nhà khoa học Nhật Bản do giáo sư Katsuhiko Hayashi, nhà nghiên cứu tế bào gốc tại Đại học Osaka dẫn đầu cũng đã làm được điều tương tự.

Thế nhưng, kỹ thuật mà Hayashi sử dụng trước đó là hoàn toàn khác. Ông lấy tế bào da chuột đực, biến chúng thành tế bào trứng của chuột cái, sau đó thụ tinh cho những quả trứng này bằng tinh trùng của một con chuột đực khác.

Phôi sau đó cũng được chuyển vào tử cung của một con chuột cái mang thai hộ. Nhưng trong số 630 phôi được chuyển chỉ có 7 phôi phát triển được thành chuột trưởng thành có 2 người cha. Tỷ lệ thành công chỉ là 1,1%, thấp hơn con số 4% của nhóm của tiến sĩ Li ở Trung Quốc.

Với việc tăng được tỷ lệ chuyển phôi lên tới 3,7 lần, tiến sĩ Li và các đồng nghiệp của mình đang hướng đến một thí nghiệm tương tự trên động vật linh trưởng. Họ hi vọng sẽ tạo ra được những con khỉ đầu tiên có hai khỉ bố.

Nếu thành công, nghiên cứu này sẽ tiến thêm một bước nữa, giúp chúng ta hi vọng rằng khoa học cũng có thể sẽ giúp hai người đàn ông đồng giới có con được với nhau.

Tất nhiên, phôi được tạo ra vẫn sẽ cần một người mẹ để mang thai. Nhưng bởi người mẹ này không chia sẻ gen với phôi, vai trò của cô ấy thực ra chỉ là một người phụ nữ mang thai hộ. Đứa trẻ được sinh ra từ người phụ nữ này sẽ hoàn toàn là con sinh học của 2 người đàn ông khi nó chỉ chia sẻ chung cấc DNA giữa họ.