Της Μαρίας Σαράφη,
Ένα από τα πιο επικίνδυνα ερπετά, γνωστό ως «η μεγαλύτερη σαύρα του κόσμου», είναι ο δράκος του Κομόντο. Αυτή η σαρκοβόρα σαύρα μπορεί να φτάσει τα τρία μέτρα σε μήκος, να κινηθεί με μεγάλες ταχύτητες και να προκαλέσει σήψη στο θήραμά του. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον φαίνεται πως έχει δείξει η επιστημονική κοινότητα για τις αντιμικροβιακές ουσίες που περιέχει το δηλητήριό της και το αίμα της, αλλά και για την ικανότητά της να αναπαράγεται παρθενογενετικά.
Η παρθενογένεση
Η έννοια της παρθενογένεσης αναφέρεται σε αρκετές θρησκείες ως τρόπος έλευσης κάποιου θεού στον κόσμο μέσω μιας γυναικείας οντότητας, χωρίς την επέμβαση κάποιας αρσενικής. Στη γλώσσα της επιστήμης, η παρθενογένεση αφορά τη δημιουργία απογόνων από έναν θηλυκό γονέα, χωρίς τη γονιμοποίηση του ωαρίου του από έναν αρσενικό γονέα. Αρκετά είδη έχουν την ικανότητα να παράγουν απογόνους με αυτόν τον τρόπο, όπως κάποια φυτά, κάποια αμφίβια, τα φίδια, οι σαύρες, τα ψάρια, οι γαλοπούλες και τα έντομα. Αν και λειτουργεί κυρίως ως μηχανισμός διατήρησης του είδους σε περιπτώσεις απομόνωσης ενός θηλυκού ατόμου, ταυτόχρονα, οδηγεί στη δημιουργία ευάλωτων απογόνων, καθώς δεν διαθέτουν το ίδιο πλούσιο γενετικό υλικό σε σχέση με απογόνους που έχουν δημιουργηθεί φυσιολογικά μέσω γονιμοποίησης και έτσι δυσκολεύονται να προσαρμοστούν σε τυχόν αλλαγές του φυσικού περιβάλλοντος. Πώς, όμως, πραγματοποιείται η παρθενογένεση;
Τρόποι παρθενογένεσης
Στις ωοθήκες ενός θηλυκού ατόμου τα ωογόνια (προγονικά κύτταρα των ωαρίων) περιέχουν διπλή ποσότητα γενετικού υλικού και διαιρούνται παράγοντας νέα ωογόνια, με τη διαδικασία της μίτωσης. Κάποια ωογόνια διαιρούνται περαιτέρω, αφού αντιγράψουν το γενετικό τους υλικό (πρωτογενές ωοκύτταρο), ακολουθώντας τη διαδικασία της μείωσης και δημιουργούν ένα δευτερογενές ωοκύτταρο και ένα πολικό σωμάτιο. Και τα δύο αυτά κύτταρα περιέχουν μονή ποσότητα γενετικού υλικού και διαιρούνται δίνοντας τρία πολικά σωμάτια και ένα ωάριο, όλα με μονή ποσότητα γενετικού υλικού. Κατά τη μείωση γίνεται γενετικός ανασυνδυασμός των χρωμοσωμάτων (φορείς του γενετικού υλικού), δηλαδή ανταλλαγή τμημάτων τους που περιέχουν γονίδια. Έτσι, εξασφαλίζεται μεγάλη γενετική ποικιλότητα.
Παρθενογένεση μπορεί να προκύψει είτε στο στάδιο της μίτωσης (απόμιξη), όπου ένα ωογόνιο αναπτύσσεται απευθείας σε έμβρυο και οι απόγονοι είναι ακριβή αντίγραφα της μητέρας τους, είτε στο στάδιο της μείωσης (αυτόμιξη), όπου το ωάριο συντήκεται με ένα πολικό σωμάτιο και το έμβρυο που αναπτύσσεται είναι εν μέρει αντίγραφο της μητέρας του, εξαιτίας του γενετικού ανασυνδιασμού. Μάλιστα, ένα θηλυκό άτομο ενός είδους που το σύστημα φυλοκαθορισμού είναι το XY (ΧΧ θηλυκό, ΧΥ αρσενικό), μπορεί να δώσει μόνο θηλυκούς απογόνους παρθενογενετικά.
Στα περισσότερα ερπετά και πτηνά, που το σύστημα φυλοκαθορισμού είναι το WZ (WZ θηλυκό, ZZ αρσενικό), ένα θηλυκό άτομο μπορεί να δώσει και αρσενικούς απογόνους. Αντίθετα, στις μέλισσες όπου δεν ισχύει κανένα από τα δύο συστήματα, αν τα αυγά της βασίλισσας που περιέχουν μονή ποσότητα γενετικού υλικού, γονιμοποιηθούν από σπερματοζωάριο τότε προκύπτει θηλυκό άτομο, ενώ αν δεν γονιμοποιηθούν προκύπτει αρσενικό άτομο με μονή ποσότητα γενετικού υλικού, δηλαδή απλοειδές (απλοειδής παρθενογένεση).
Η παρθενογένεση στα θηλαστικά
Όσον αφορά τα θηλαστικά, η ύπαρξη εντυπωμένων γονιδίων, δηλαδή γονιδίων που εμφανίζουν μονογονεϊκή έκφραση, καθιστά απαραίτητο τόσο το συμπληρωματικό μητρικό γενετικό υλικό όσο και το πατρικό, για την ανάπτυξη λειτουργικού γονιδιώματος στους απογόνους. Τα εντυπωμένα γονίδια δημιουργούνται μέσω επιγενετικών φαινομένων στο DNA (μεθυλίωση, υποακετυλίωση), και περιορίζουν την έκφραση ορισμένων γονιδίων, διαφορετικών στο μητρικό και το πατρικό γενετικό υλικό.
Έτσι στο έμβρυο υπάρχουν γονίδια που εκφράζονται σε ίσες ποσότητες και από τους δύο γονείς, αλλά και γονίδια που εκφράζονται μόνο από τον ένα γονέα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το γονίδιο IGF2, που κωδικοποιεί έναν αυξητικό παράγοντα. Το γονίδιο είναι εντυπωμένο, και άρα περιορισμένο, στο πατρικό γονιδίωμα, όπου προάγει αύξηση, και όχι στο μητρικό, όπου δεν προάγει αύξηση. Με αυτόν τον τρόπο ελέγχεται η ανάπτυξη στο έμβρυο.
Τελικά, τα εντυπωμένα γονίδια εμποδίζουν την εμφάνιση όχι μόνο της παρθενογένεσης, αλλά και της ανδρογένεσης. Εργαστηριακά πειράματα δημιουργίας γονιμοποιημένου ωαρίου ποντικιού με διπλή ποσότητα μητρικού γενετικού υλικού, ή διπλή ποσότητα πατρικού γενετικού υλικού (ανδρογένεση), οδήγησαν σε αποτυχημένη ανάπτυξη εμβρύου, όταν μεταφέρθηκαν σε μήτρα άλλου ποντικιού. Πρόσφατα εργαστηριακά δεδομένα αφαίρεσης της αλληλουχίας του γονιδίου IGF2 που προκαλεί μειωμένη αύξηση, στο μητρικό γονιδίωμα παρθενογενετικού εμβρύου ποντικιού, οδήγησε σε μίμηση της λειτουργίας του αντίστοιχου γονιδίου στο πατρικό γονιδίωμα, και έτσι σε επιτυχή ανάπτυξη. Ακόμη, παρθενογένεση συμβαίνει αυθόρμητα στον άνθρωπο, αλλά καταλήγει στον σχηματισμό τερατώματος (όγκοι) στην ωοθήκη.
Εφαρμογές της παρθενογένεσης στην ιατρική
Φαίνεται, πως ο μηχανισμός της παρθενογένεσης θα ωφελήσει τον τομέα της ιατρικής με τις ποικίλες μελλοντικές εφαρμογές του. Πρώτον, θα καθίσταται δυνατή η δημιουργία ανθρώπινων κλώνων, στους οποίους θα μελετάται η λειτουργία των εντυπωμένων γονιδίων, και η γονιδιακή έκφραση κατά την ανάπτυξη. Δεύτερον, θα παράγονται παρθενογενετικά βλαστικά κύτταρα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεταμοσχεύσεις, καθώς θα εμφανίζουν μεγάλη ιστοσυμβατότητα. Τρίτον, τα κύτταρα αυτά θα συμβάλλουν στον τομέα της αναγεννητικής ιατρικής, θεραπεύοντας κατεστραμμένους ιστούς ή όργανα. Τέταρτον, θα χρησιμοποιηθούν ως μοντέλα ασθενειών, ή ως μέσο ελέγχου της αποτελεσματικότητας φαρμάκων. Επιπλέον, είναι πολύ πιθανό, αυτός ο ιδιαίτερος μηχανισμός να συνδράμει στην αντιμετώπιση της στειρότητας και να στρέψει την επιστημονική κοινότητα σε νέα μονοπάτια σχετικά με την ανθρώπινη γονιμότητα.
Φυσικά, η αξιοποίηση των πλεονεκτημάτων που προσφέρει η παρθενογένεση, προϋποθέτει την εκτενή επιστημονική μελέτη του μηχανισμού, αλλά και των ηθικών ζητημάτων που επιφυλάσσει η χρήση της. Τέτοια ζητήματα αφορούν, κυρίως, το κατά πόσο ο μηχανισμός αυτός συμβαδίζει με την φυσιολογική εξέλιξη των οργανισμών στο φυσικό περιβάλλον, και ίσως το πώς θα την επηρεάσει στο μέλλον. Καταλαβαίνουμε, λοιπόν, ότι η επιστήμη και η θρησκεία συμφωνούν ως προς την έννοια της παρθενογένεσης, όχι όμως ως προς τον ακριβή τρόπο λειτουργίας της. Η ύπαρξη ενός κοινού τόπου μεταξύ των θεσμών μιας κοινωνίας είναι σημαντικό προνόμιο για την αρμονική συμβίωση και την περαιτέρω ανάπτυξη σε όλους τους τομείς της.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- Parthenogenesis: A Contemporary Review and Synopsis of the Medical Perspective of “Immaculate” Conceptions, researchgate.net. Διαθέσιμο εδώ
- On human parthenogenesis, sciencedirect.com. Διαθέσιμο εδώ
- Genomic imprinting is a barrier to parthenogenesis in mammals, karger.com. Διαθέσιμο εδώ
- A new hypothesis may explain human parthenogenesis and ovarian teratoma: A review study, ncbi.nlm.nih.gov. Διαθέσιμο εδώ
