Podczas świąt chrześcijanie świętują narodziny ludzkiego dziecka dla jego dziewiczej matki. Wiemy, że kobiety osy, ryby, ptaki i jaszczurki mogą mieć zdrowe potomstwo bez seksu, ale co z ludźmi? Czy naturalne ludzkie narodziny z dziewicy są możliwe?
Tak, w teorii. Jednak szereg rzadkich zdarzeń musiałoby wystąpić w bliskim odstępie czasu, a szanse na to, że wszystkie one wystąpią w prawdziwym życiu są praktycznie zerowe. Aby dziewica mogła zajść w ciążę, jedno z jej jajeczek musiałoby samo wytworzyć zmiany biochemiczne świadczące o zapłodnieniu, a następnie podzielić się nieprawidłowo, aby zrekompensować brak DNA plemnika. To jest właśnie ta prosta część: Te dwa zdarzenia zachodzą w jajach lub komórkach prekursorowych jajnika u jednej na kilka tysięcy kobiet. Ale jajo musiałoby być również nosicielem co najmniej dwóch specyficznych delecji genetycznych, aby wyprodukować zdolne do życia potomstwo.
Jajo zacznie się dzielić tylko wtedy, gdy wyczuje skok w wapniu komórkowym. To normalnie występuje jako rezultat wejścia plemnika podczas zapłodnienia. Ale jeśli jajo doświadczy spontanicznego skoku wapnia, zacznie reagować tak, jakby zostało zapłodnione. Wadliwy plemnik, któremu brakuje DNA, może wytworzyć fałszywy skok wapnia. W laboratorium naukowcy mogą nakłonić niezapłodnione jaja do rozpoczęcia procesu po zapłodnieniu, po prostu wstrzykując im wapń.
Gdy dojdzie do zapłodnienia lub fałszywego zapłodnienia, jajo może zakończyć ostatni etap podziału komórkowego, znany jako mejoza II, podczas którego traci połowę swojego materiału genetycznego, aby zrobić miejsce dla DNA plemnika. Ale jeśli nie ma plemnika, każda połówka podzielonej komórki jajowej będzie miała za mało materiału genetycznego i obie umrą. Aby nasze dziewicze narodziny mogły się odbyć, fałszywie zapłodnione jajo musi zatem nie ukończyć mejozy.
Oba te wydarzenia – skok wapnia i błąd podziału – mogą wystąpić jako wynik przypadkowych dysfunkcji lub wad genetycznych. Zakładając, że tak się stanie, komórka jajowa może rozpocząć proces „partenogenezy”, czyli rozwoju dziewiczego. Kiedy to się stanie z komórką jajową-prekursorem, może ona dać początek guzowi składającemu się z wielu różnych typów tkanek – wątroby, zębów, oczu i włosów, na przykład.
Partenogeneza u ludzi nigdy nie produkuje zdolnych do życia embrionów, chociaż, ponieważ niezapłodnionym jajom brakuje specyficznych instrukcji dotyczących ekspresji genów z plemników. Ogólnie rzecz biorąc, nasze komórki mają dwie funkcjonalne kopie każdego genu – jedną odziedziczoną po matce i jedną po ojcu. Jednak w przypadku niektórych genów tylko jedna kopia jest kiedykolwiek wykorzystywana, podczas gdy druga pozostaje uśpiona. Niektóre z sygnałów informujących o tym, które kopie powinny zostać wyłączone, pochodzą z komórki plemnika. Tak więc, jeśli nie ma plemnika, niektóre geny będą nadmiernie eksprymowane, a „embrion” umrze, gdy będzie miał tylko około pięciu dni.
Jest sposób na obejście tego problemu, zbyt. Poprzez wyeliminowanie pary matczynych genów, japoński zespół był w stanie stworzyć, poprzez partenogenezę, zdolne do życia dziecko myszy, która była pozornie nie dotknięte przez jego brak ojcowskiego imprinting. Chociaż naukowcy zaprojektowali te zmiany w laboratorium, istnieje przynajmniej teoretyczna możliwość, że może się to zdarzyć spontanicznie przez przypadkowe delecje genów.
Tak więc, podczas gdy jest to możliwe dla ludzkiego dziecka, aby urodzić się z dziewicy matki, to jest bardzo, bardzo mało prawdopodobne: Te dwie delecje genetyczne może mieć każdy jeden na miliard szans na wystąpienie, i to nie licząc skok wapnia i problem podziału wymagane do zainicjowania partenogenezy w pierwszej kolejności.
Bonus Explainer: Czy w literaturze medycznej istnieją jakieś opisy przypadków dziewiczych narodzin? Tak jakby. Według raportu z 1995 roku w czasopiśmie Nature Genetics, matka przyprowadziła swojego niemowlęcego chłopca do lekarza po tym, jak zauważyła, że jego głowa rozwija się nieprawidłowo. Kiedy lekarze przeanalizowali jego krew, odkryli coś naprawdę dziwacznego: Pomimo jego anatomicznie męskich cech, komórki krwi chłopca były całkowicie żeńskie, składające się wyłącznie z materiału genetycznego jego matki. Niektóre z jego innych komórek – takie jak te znajdujące się w jego moczu – były normalne, składające się z kombinacji zarówno matczynego, jak i ojcowskiego DNA. Nikt nie wie dokładnie, jak to się stało, ale najlepsze przypuszczenie jest takie, że zaraz po zapłodnieniu, jedno z jaj matki połączyło się z sąsiednim niezapłodnionym jajem, które dzieliło się parthogenetycznie. To dało początek chłopcu, który był uważany za pół-partenogenetycznego, ponieważ około połowa jego komórek pochodziła z „fałszywego” poczęcia, nie zawierając pozostałości DNA jego ojca.
Masz pytanie dotyczące dzisiejszych wiadomości? Zapytaj Wyjaśniacza.
Explainer dziękuje Jose Cibelli z Michigan State University, George Daley i Willy Lensch z Children’s Hospital Boston, Shoukhrat Mitalipov z Oregon Stem Cell Center oraz Kent Vrana z Pennsylvania State University.