Scientists create mice with two fathers after making eggs from male cells
Creation of mammal with two biological fathers could pave way for new fertility treatments in humans
Scientists have created mice with two biological fathers by generating eggs from male cells, a development that opens up radical new possibilities for reproduction.
The advance could ultimately pave the way for treatments for severe forms of infertility, as well as raising the tantalising prospect of same-sex couples being able to have a biological child together in the future.
“This is the first case of making robust mammal oocytes from male cells,” said Katsuhiko Hayashi, who led the work at Kyushu University in Japan and is internationally renowned as a pioneer in the field of lab-grown eggs and sperm.
Hayashi, who presented the development at the Third International Summit on Human Genome Editing at the Francis Crick Institute in London on Wednesday, predicts that it will be technically possible to create a viable human egg from a male skin cell within a decade. Others suggested this timeline was optimistic given that scientists are yet to create viable lab-grown human eggs from female cells.
Previously scientists have created mice that technically had two biological fathers through a chain of elaborate steps, including genetic engineering. However, this is the first time viable eggs have been cultivated from male cells and marks a significant advance. Hayashi’s team is now attempting to replicate this achievement with human cells, although there would be significant hurdles for the use of lab-grown eggs for clinical purposes, including establishing their safety.
“Purely in terms of technology, it will be possible [in humans] even in 10 years,” he said, adding that he personally would be in favour of the technology being used clinically to allow two men to have a baby if it were shown to be safe.
“I don’t know whether they’ll be available for reproduction,” he said. “That is not a question just for the scientific programme, but also for [society].”
The technique could also be applied to treat severe forms of infertility, including women with Turner’s syndrome, in whom one copy of the X chromosome is missing or partly missing, and Hayashi said this application was the primary motivation for the research.
Others suggested that it could prove challenging to translate the technique to human cells. Human cells require much longer periods of cultivation to produce a mature egg, which can increase the risk of cells acquiring unwanted genetic changes.
Prof George Daley, the dean of Harvard Medical School, described the work as “fascinating”, but added that other research had indicated that creating lab-grown gametes from human cells was more challenging than for mouse cells. “We still don’t understand enough of the unique biology of human gametogenesis to reproduce Hayashi’s provocative work in mice,” he said.
The study, which has been submitted for publication in a leading journal, relied on a sequence of intricate steps to transform a skin cell, carrying the male XY chromosome combination, into an egg, with the female XX version.
Male skin cells were reprogrammed into a stem cell-like state to create so-called induced pluripotent stem (iPS) cells. The Y-chromosome of these cells was then deleted and replaced by an X chromosome “borrowed” from another cell to produce iPS cells with two identical X chromosomes.
“The trick of this, the biggest trick, is the duplication of the X chromosome,” said Hayashi. “We really tried to establish a system to duplicate the X chromosome.”
Finally, the cells were cultivated in an ovary organoid, a culture system designed to replicate the conditions inside a mouse ovary. When the eggs were fertilised with normal sperm, the scientists obtained about 600 embryos, which were implanted into surrogate mice, resulting in the birth of seven mouse pups. The efficiency of about 1% was lower than the efficiency achieved with normal female-derived eggs, where about 5% of embryos went on to produce a live birth.
The baby mice appeared healthy, had a normal lifespan, and went on to have offspring as adults. “They look OK, they look to be growing normally, they become fathers,” said Hayashi.
He and colleagues are now attempting to replicate the creation of lab-grown eggs using human cells.
Prof Amander Clark, who works on lab-grown gametes at the University of California Los Angeles, said that translating the work into human cells would be a “huge leap”, because scientists are yet to create lab-grown human eggs from female cells.
Scientists have created the precursors of human eggs, but until now the cells have stopped developing before the point of meiosis, a critical step of cell division that is required in the development of mature eggs and sperm. “We’re poised at this bottleneck at the moment,” she said. “The next steps are an engineering challenge. But getting through that could be 10 years or 20 years.”
… as 2023 gathers pace, and you’re joining us from Malaysia, we have a small favour to ask. A new year means new opportunities, and we're hoping this year gives rise to some much-needed stability and progress. Whatever happens, the Guardian will be there, providing clarity and fearless, independent reporting from around the world, 24/7.
Times are tough, and we know not everyone is in a position to pay for news. But as we’re reader-funded, we rely on the ongoing generosity of those who can afford it. This vital support means millions can continue to read reliable reporting on the events shaping our world. Will you invest in the Guardian this year?
Unlike many others, we have no billionaire owner, meaning we can fearlessly chase the truth and report it with integrity. 2023 will be no different; we will work with trademark determination and passion to bring you journalism that’s always free from commercial or political interference. No one edits our editor or diverts our attention from what’s most important.
With your support, we’ll continue to keep Guardian journalism open and free for everyone to read. When access to information is made equal, greater numbers of people can understand global events and their impact on people and communities. Together, we can demand better from the powerful and fight for democracy.
Whether you give a little or a lot, your funding is vital in powering our reporting for years to come. If you can, please support us on a monthly basis. It takes less than a minute to set up, and you can rest assured that you’re making a big impact every single month in support of open, independent journalism. Thank you.
Ilmuwan membuat tikus dengan dua ayah setelah membuat telur dari sel jantan
Penciptaan mamalia dengan dua ayah biologis dapat membuka jalan bagi perawatan kesuburan baru pada manusia
Hannah Devlin
Para ilmuwan telah menciptakan tikus dengan dua ayah biologis dengan menghasilkan telur dari sel jantan, sebuah perkembangan yang membuka kemungkinan baru yang radikal untuk reproduksi.
Kemajuan tersebut pada akhirnya dapat membuka jalan bagi perawatan untuk bentuk infertilitas yang parah, serta meningkatkan prospek menggoda pasangan sesama jenis yang dapat memiliki anak biologis bersama di masa depan.
"Ini adalah kasus pertama pembuatan oosit mamalia yang kuat dari sel laki-laki," kata Katsuhiko Hayashi, yang memimpin pekerjaan di Universitas Kyushu di Jepang dan terkenal secara internasional sebagai pelopor di bidang telur dan sperma yang ditanam di laboratorium.
Hayashi, yang mempresentasikan perkembangan pada KTT Internasional Ketiga tentang Pengeditan Genom Manusia di Francis Crick Institute di London pada hari Rabu, memprediksi bahwa secara teknis akan mungkin untuk membuat telur manusia yang layak dari sel kulit pria dalam satu dekade. Yang lain menyarankan garis waktu ini optimis mengingat para ilmuwan belum membuat telur manusia yang ditanam di laboratorium yang layak dari sel betina.
Sebelumnya para ilmuwan telah menciptakan tikus yang secara teknis memiliki dua ayah biologis melalui rantai langkah-langkah rumit, termasuk rekayasa genetika. Namun, ini adalah pertama kalinya telur yang layak dibudidayakan dari sel jantan dan menandai kemajuan yang signifikan. Tim Hayashi sekarang mencoba untuk mereplikasi pencapaian ini dengan sel manusia, meskipun akan ada rintangan yang signifikan untuk penggunaan telur yang ditanam di laboratorium untuk tujuan klinis, termasuk membangun keamanannya.
"Muramur dalam hal teknologi, itu akan mungkin [pada manusia] bahkan dalam 10 tahun," katanya, menambahkan bahwa dia secara pribadi akan mendukung teknologi yang digunakan secara klinis untuk memungkinkan dua pria memiliki bayi jika terbukti aman.
"Saya tidak tahu apakah mereka akan tersedia untuk reproduksi," katanya. "Itu bukan pertanyaan hanya untuk program ilmiah, tetapi juga untuk [masyarakat]."
Teknik ini juga dapat diterapkan untuk mengobati bentuk infertilitas yang parah, termasuk wanita dengan sindrom Turner, di mana satu salinan kromosom X hilang atau sebagian hilang, dan Hayashi mengatakan aplikasi ini adalah motivasi utama untuk penelitian.
Yang lain menyarankan bahwa terbukti menantang untuk menerjemahkan teknik ini ke sel manusia. Sel manusia membutuhkan periode budidaya yang lebih lama untuk menghasilkan telur yang matang, yang dapat meningkatkan risiko sel memperoleh perubahan genetik yang tidak diinginkan.
Prof George Daley, dekan Sekolah Kedokteran Harvard, menggambarkan pekerjaan itu sebagai "menarik", tetapi menambahkan bahwa penelitian lain telah menunjukkan bahwa membuat gamet yang ditanam di laboratorium dari sel manusia lebih menantang daripada sel tikus. "Kami masih belum cukup memahami biologi unik gametogenesis manusia untuk mereproduksi karya provokatif Hayashi pada tikus," katanya.
Penelitian, yang telah diserahkan untuk publikasi di jurnal terkemuka, mengandalkan urutan langkah rumit untuk mengubah sel kulit, membawa kombinasi kromosom XY pria, menjadi telur, dengan versi XX betina.
Sel kulit pria diprogram ulang menjadi keadaan seperti sel induk untuk membuat apa yang disebut sel induk pluripoten terinduksi (iPS). Kromosom Y dari sel-sel ini kemudian dihapus dan digantikan oleh kromosom X yang "dipinjam" dari sel lain untuk menghasilkan sel iPS dengan dua kromosom X yang identik.
"Trik dari ini, trik terbesar, adalah duplikasi kromosom X," kata Hayashi. "Kami benar-benar mencoba membangun sistem untuk menduplikasi kromosom X."
Akhirnya, sel-sel dibudidayakan dalam organoid ovarium, sistem kultur yang dirancang untuk mereplikasi kondisi di dalam ovarium tikus. Ketika sel telur dibuahi dengan sperma normal, para ilmuwan memperoleh sekitar 600 embrio, yang ditanamkan ke tikus pengganti, menghasilkan kelahiran tujuh anak anjing tikus. Efisiensi sekitar 1% lebih rendah dari efisiensi yang dicapai dengan telur turunan betina normal, di mana sekitar 5% embrio terus menghasilkan kelahiran hidup.
Bayi tikus tampak sehat, memiliki umur normal, dan kemudian memiliki keturunan sebagai orang dewasa. "Mereka terlihat baik-baik saja, mereka terlihat tumbuh secara normal, mereka menjadi ayah," kata Hayashi.
Dia dan rekan-rekannya sekarang mencoba untuk mereplikasi penciptaan telur yang ditanam di laboratorium menggunakan sel manusia.
Prof Amander Clark, yang bekerja pada gamet yang ditanam di laboratorium di Universitas California Los Angeles, mengatakan bahwa menerjemahkan pekerjaan ke dalam sel manusia akan menjadi "lompatan besar", karena para ilmuwan belum membuat telur manusia yang tumbuh di laboratorium dari sel betina.
Para ilmuwan telah menciptakan prekursor sel telur manusia, tetapi sampai sekarang sel-sel telah berhenti berkembang sebelum titik meiosis, langkah penting pembelahan sel yang diperlukan dalam pengembangan sel telur dan sperma dewasa. "Kami siap dengan kemacetan ini saat ini," katanya. “Langkah selanjutnya adalah tantangan teknik. Tapi melewati itu bisa jadi 10 tahun atau 20 tahun."
... saat 2023 semakin cepat, dan Anda bergabung dengan kami dari Malaysia, kami memiliki sedikit bantuan untuk ditanyakan. Tahun baru berarti peluang baru, dan kami berharap tahun ini menimbulkan stabilitas dan kemajuan yang sangat dibutuhkan. Apa pun yang terjadi, Guardian akan ada di sana, memberikan kejelasan dan tanpa rasa takut, pelaporan independen dari seluruh dunia, 24/7.
Masa-masa sulit, dan kita tahu tidak semua orang dalam posisi untuk membayar berita. Tetapi karena kami didanai pembaca, kami mengandalkan kemurahan hati yang berkelanjutan dari mereka yang mampu membelinya. Dukungan vital ini berarti jutaan orang dapat terus membaca laporan yang dapat diandalkan tentang peristiwa yang membentuk dunia kita. Apakah Anda akan berinvestasi di Guardian tahun ini?
Tidak seperti banyak orang lain, kami tidak memiliki pemilik miliarder, artinya kami dapat tanpa rasa takut mengejar kebenaran dan melaporkannya dengan integritas. 2023 tidak akan berbeda; kami akan bekerja dengan tekad merek dagang dan semangat untuk membawakan Anda jurnalisme yang selalu bebas dari campur tangan komersial atau politik. Tidak ada yang mengedit editor kami atau mengalihkan perhatian kami dari apa yang paling penting.
Dengan dukungan Anda, kami akan terus menjaga jurnalisme Guardian tetap terbuka dan gratis untuk dibaca semua orang. Ketika akses ke informasi dibuat sama, lebih banyak orang dapat memahami peristiwa global dan dampaknya terhadap orang dan komunitas. Bersama-sama, kita dapat menuntut yang lebih baik dari yang kuat dan berjuang untuk demokrasi.
Apakah Anda memberi sedikit atau banyak, pendanaan Anda sangat penting dalam mendukung pelaporan kami selama bertahun-tahun yang akan datang. Jika Anda bisa, tolong dukung kami setiap bulan. Dibutuhkan kurang dari satu menit untuk menyiapkannya, dan Anda dapat yakin bahwa Anda membuat dampak besar setiap bulan untuk mendukung jurnalisme terbuka dan independen. Terima kasih.
No comments:
Post a Comment