Yakın zamanda yapılan bir çalışma, memelilerde yalnızca iki erkek bireyin genetik katkısıyla sağlıklı ve doğurgan yavruların elde edilebileceğini deneysel olarak göstermiştir. Bu durum, literatürde bipaternal üreme olarak tanımlanır ve doğada gözlemlenmez.
Doğada benzer bir mekanizma olan androjenez, yalnızca erkek bireyden gelen genetik materyal ile yeni bir bireyin oluşmasını ifade eder. Ancak androjenez, memelilerde görülmez; genellikle bazı omurgasız hayvanlarda ve bitkilerde nadir olarak rastlanır. Androjenezde, dişi bireyin genetik katkısı bulunmaz ve yavru genetik çeşitlilik açısından büyük ölçüde “babanın kopyası” niteliğindedir.
Bipaternal üreme ise, iki erkek bireyin genetik materyalinin birleşmesiyle yavrunun oluşmasını sağlar. Bu durum, yalnızca laboratuvar ortamında, epigenetik düzenlemeler ile gerçekleştirilebilir. Epigenetik düzenleme, DNA dizisini değiştirmeden genlerin aktif veya inaktif hâle getirilmesidir. Bu düzenlemeler, DNA metilasyonu veya histon modifikasyonları gibi mekanizmalar aracılığıyla gen ifadesini kontrol eder.
Memelilerde, genetik materyalin anne veya babadan gelmesine bağlı olarak genlerin farklı biçimlerde aktive ya da baskılanmasına genomik baskılama denir. Bu baskılama, aynı cinsiyetten bireyler arasında üremenin önündeki en önemli biyolojik engellerden biridir. Özellikle iki erkekten gelen genetik materyalin bir araya gelmesi, epigenetik farklılıklar nedeniyle embriyo gelişiminin durmasına yol açar.
2004 yılında, epigenetik engellerin aşılmasıyla iki dişi bireyin genetik katkısıyla (bimaternal) fare yavruları elde edilmiştir. Ancak iki babalı embriyo geliştirmek, epigenetik farklılıklar nedeniyle teknik olarak daha zordur. Önceki bipaternal denemelerde, erkeklerden biri genetik olarak “yumurta hücresi benzeri” hâle getirilmiş; bu yöntemle doğan yavrular ise kısır kalmıştır.
Çin’de gerçekleştirilen yeni çalışmada araştırmacılar, çekirdeği çıkarılmış bir yumurta hücresine iki erkek fareden alınan sperm hücrelerini yerleştirmiştir. Polispermi sonucu embriyo gelişiminin durmasını önlemek amacıyla, spermlerden biri doğal formunda, diğeri ise yeniden programlanmış erkek genomu olarak kullanılmıştır. Bu yöntem, yumurta hücresinin “ikinci spermi” kabul etmesini sağlamıştır.
Bu aşamada, spermlerin DNA dizisi değiştirilmemiş; yalnızca epigenetik etiketleri yeniden düzenlenmiştir. Düzenleme için, gen kesme amacıyla kullanılan CRISPR teknolojisinin, epigenetik modifikasyon yapabilen versiyonu kullanılmıştır. Bu şekilde, sperm DNA’sındaki yedi farklı genomik baskılama bölgesi yeniden programlanmıştır.
Toplamda 259 embriyo hazırlanmış ve dişi taşıyıcı farelerin rahmine yerleştirilmiştir. Bu embriyolardan üçü doğumla sonuçlanmış, iki yavru erişkinliğe ulaşmış ve her ikisi de doğal çiftleşme ile sağlıklı yavrular dünyaya getirmiştir. Yeni nesil yavrular, boyut, ağırlık ve genel sağlık açısından normal bulunmuştur.
Bu çalışma, genomik baskılamanın memelilerde aynı cinsiyetten bireyler arasında üremenin önündeki temel engel olduğunu bir kez daha ortaya koymakta ve bu engelin aşılabileceğini göstermektedir. Ancak başarı oranı oldukça düşüktür (259 embriyodan yalnızca 3 sağlıklı doğum) ve süreç çok sayıda yumurta hücresi ile taşıyıcı anne gerektirmektedir.
Araştırmacılar, bu yöntemin insanlar üzerinde uygulanmasının teknik ve etik nedenlerle şu an için mümkün olmadığını vurgulamaktadır. Bununla birlikte, elde edilen bulgular, doğurganlık tedavilerinde ve kalıtsal hastalıkların anlaşılmasında yeni ufuklar açabilir.
Kaynak
- Zhou, Q. et al. (2025). Generation of fertile bipaternal mice through epigenetic reprogramming of sperm. Proceedings of the National Academy of Sciences, 122(29), e2425307122.
