روش معمول بچه‌دار شدن راز نیست: یک پدر اسپرم تولید می‌کند که در تماس با تخمک مادر، جنینی را به وجود می‌آورد که حاوی مواد ژنتیکی هر دو والد است. این فرآیند محبوب است اما به طور جهانی در دسترس نیست؛ زوج‌های همجنس نمی‌توانند فرزندان بیولوژیکی مشترک داشته باشند. بنابراین دانشمندان مدت‌هاست به دنبال روش‌های بلندپروازانه‌تری بوده‌اند، به ویژه آن‌هایی که نیاز به یکی از والدین را از بین ببرند. آن‌ها موفقیت‌هایی نیز داشته‌اند: موش‌هایی با دو مادر و بدون پدر در سال ۲۰۰۴ گزارش شدند. اما ایجاد حیواناتی با دو پدر و بدون مادر بسیار دشوارتر بوده است.
در ۲۳ ژوئن، یک تیم چینی کامل‌ترین تلاش خود را تا به امروز ارائه دادند. در مقاله‌ای که در نشریه
PNAS
منتشر شد، آن‌ها از ایجاد دو موش «دوپدره» سالم و بارور گزارش دادند که مواد ژنتیکی آن‌ها از دو نر منشأ می‌گیرد.چنین دستاوردی ممکن است زیرا هر سلول اسپرم (مانند تخمک مادر) حاوی نیمی از مواد ژنتیکی مورد نیاز برای تشکیل جنین است. با این حال، چیزی که مسائل را پیچیده می‌کند این است که برخی از ژن‌های والدینی دارای یک «حک» (imprint) هستند، مجموعه‌ای حیاتی از تغییرات شیمیایی که فعالیت ژن‌ها را تنظیم می‌کند. از آنجا که حک‌های مادری و پدری اغلب به روش‌های متضاد بر رشد تأثیر می‌گذارند، گرفتن مواد ژنتیکی از دو والد همجنس خطر تولید فرزندان غیرقابل حیات را در پی دارد.
برای غلبه بر این مشکل، دانشمندان تلاش کرده‌اند تا یکی از سلول‌های تخمک یا اسپرم را ژن‌ویرایش کنند تا مناطق مسئول حک‌گذاری DNA را حذف کنند. این روش برای تخمک‌ها موفقیت‌آمیز بوده است، به طوری که تنها سه یا چهار حذف برای تولید یک موش دوپدره لازم است. اما غلبه بر حک‌گذاری پدری دشوارتر است. در مقاله‌ای که در ژانویه توسط تیمی دیگر از چین منتشر شد، محققان نشان دادند که برای تولید یک موش دوپدره باید تا ۲۰ منطقه حذف شود. حتی در آن صورت، موجود حاصله قادر به تولید مثل طبیعی نبود.
تیمی که مطالعه جدید را انجام داده‌اند، به سرپرستی وی یان‌چانگ از دانشگاه شانگهای جیاو تونگ، از تکنیکی به نام ویرایش اپی‌ژنتیک استفاده کردند. ویرایش اپی‌ژنتیک به جای دستکاری مستقیم ژن‌ها، حک‌ها را هدف قرار می‌دهد، یعنی مولکول‌های کوچکی که فعالیت ژن‌ها را کنترل می‌کنند. افزودن یا حذف این مولکول‌ها می‌تواند ژن‌های فردی را تقویت یا سرکوب کند بدون اینکه ژن‌ها را به طور دائم تغییر دهد.
اولین گام برداشتن هسته یک سلول تخمک معمولی موش بود، که DNA مادری در آن قرار دارد. سپس تخمک خالی را با ویرایشگرهای اپی‌ژنتیک، پروتئین‌هایی که برای افزودن یا حذف نشانه‌های اپی‌ژنتیک طراحی شده‌اند، پر کردند. ویرایشگرهای مورد استفاده در آزمایش‌های آن‌ها برای یافتن هفت منطقه حک‌گذاری شده DNA که نیاز به تغییر داشتند، برنامه‌ریزی شده بودند. سپس دو سلول اسپرم بدون دم به این تخمک وارد شدند که به آن‌ها امکان داد تا با هم ترکیب شده و رشد جنین را آغاز کنند. از آنجا که تنها یکی از آن‌ها از نژاد موشی گرفته شده بود که ویرایشگرها برای تشخیص آن برنامه‌ریزی شده بودند، تنها همان سلول اسپرم تغییر می‌یافت.
موفقیت پدران زیادی دارد
هنگامی که جنین حاصله به اندازه کافی بزرگ شد، تیم آن را در رحم یک موش مادر جایگزین قرار دادند به این امید که بارداری اتفاق بیفتد. از ۲۵۹ جنین دوپدره که به ۱۸ موش منتقل شدند، سه نوزاد زنده متولد شدند. دو مورد از آن‌ها به موش‌های بالغ طبیعی و سالم تبدیل شدند که قادر به تولید مثل بودند؛ یکی ۹ فرزند و دیگری شش فرزند به دنیا آورد. این برای اولین بار نشان داد که با بازنویسی حک‌گذاری پدری در جنین اولیه، می‌توان حیوانات بارور از دو پدر ایجاد کرد. مائیش سنگریتی، پزشک متخصص در طب تولیدمثل در کینگز کالج لندن می‌گوید: «این یک رویکرد هوشمندانه و منظم است.» البته این به معنای کارآمد بودن نیست: تنها ۰.۸ درصد از جنین‌های منتقل شده به حیوانات زنده تبدیل شدند.
مشکلاتی که دکتر وی و تیمش با آن مواجه شدند، شواهد جالبی برای یک نظریه تکاملی دیرینه ارائه می‌دهد. برخی زیست‌شناسان پیشنهاد کرده‌اند که یک «نبرد جنسیت‌ها» در طول رشد جنینی اتفاق می‌افتد، که در آن ژن‌های پدری به نفع فرزندان خود عمل می‌کنند به قیمت پتانسیل تولیدمثل آینده مادر (که ممکن است به نفع یک نر دیگر باشد). در مطالعات جدید، توله‌های دوپدره غیرقابل حیات بیش از حد رشد کرده بودند، که نشان می‌دهد چنین نبردی ممکن است در حال وقوع باشد.
موضوع مورد علاقه گسترده‌تر این است که آیا ویرایش اپی‌ژنتیک به دو پدر (یا در واقع مادر) انسانی اجازه می‌دهد تا فرزند بیولوژیکی خود را داشته باشند. از آنجا که این رویکرد از تغییرات ژنتیکی دائمی جلوگیری می‌کند، به طور بالقوه مداخله‌ای کم‌خطرتر از ویرایش ژن است. اما انتظار تولد نوزادان انسانی دوپدره را در آینده نزدیک نداشته باشید. اولاً، ویرایش حک‌ها در اسپرم انسان احتمالاً بسیار پیچیده‌تر از موش‌ها خواهد بود. ثانیاً، تحقیقات جنین انسانی به شدت تنظیم شده است. تحقیقات روی نوزادان دو مادر، که ۲۰ سال پیشرفت داشته است، هنوز از بالین بسیار دور است.
تکنیک‌های دیگر، مانند تبدیل سلول‌های نر به تخمک، ممکن است رویکردی ثمربخش‌تر برای همین چالش باشند. اما در آینده قابل پیش‌بینی، پدر و مادر شدن بیولوژیکی وابسته به وجود یک نفر از هر جنس خواهد بود که مایل به ترکیب DNA خود باشند.