Биологи впервые вырастили мышей, имеющих двух мам
Ученые из Китая впервые провели полноценное "непорочное зачатие", объединив две яйцеклетки мышей и успешно вырастив здоровое потомство, способное к нормальному размножению, а также попытались проделать этот трюк со сперматозоидами. Их выводы были представлены в журнале Cell Stem Cell.
"Не думаю, что подобная методика будет когда-либо работать на человеческих эмбрионах. Почти все зародыши, выращенные нашими коллегами, страдали от серьезных нарушений и не могли выжить при имплантации. Вряд ли подобные технологии появятся в клиниках", - комментирует открытие Джейкоб Ханна (Jacob Hanna) из Института науки Вейцмана в Реховоте (Израиль).
Некоторые живые существа, к примеру, ящерицы, куры, рыбы или многие насекомые, способны к партеногенезу - самооплодотворению, при котором две яйцеклетки сливаются друг с другом, образуя зародыш, или же женская половая клетка спонтанно начинает развитие, несмотря на "половинчатый" набор хромосом. Для млекопитающих такой способ размножения совершенно не характерен, и нет ни одного вида животных, который бы был способен к этому даже в теории.
Попытки искусственно вызвать партеногенез проводились в начале 2000 годов, когда ученые пытались "обмануть" яйцеклетку химическим путем и заставить ее "запустить" программу развития эмбриона, добавив в питательную среду раствор хлорида стронция. Оказалось, что подобный трюк осуществим, однако такие "половинчатые" эмбрионы, которые ученые называют партеногенотами, неизбежно умирают через несколько циклов деления.
По этой причине ученые считали, что процесс оплодотворения яйцеклетки "включает" уникальные механизмы, которые запускают процесс рождения новой жизни и очищают ДНК зародыша от так называемых эпигенетических меток. Эти метки управляют уровнем активности генов, и их структура радикально различается в эмбриональной и "взрослой" ДНК. Поэтому, их правильная конфигурация критически важна для нормального развития зародыша.
Чжикунь Ли (Zhi-Kun Li) из Института зоологии КАН в Пекине (Китай) и его коллеги решили эту проблему, научившись "склеивать" пары яйцеклеток и сперматозоидов и обнаружив участки ДНК, мешающие запуску программы развития эмбриона.
Для этого ученые вырастили стволовые клетки, имевшие одиночный набор хромосом, и проследили за тем, какие участки их ДНК были покрыты наибольшим количеством меток. Изучив то, как возникали эти метки, биологи составили список из семи генов и участков "мусорной" ДНК, отвечающих за нанесение этих структур, и временно отключили их в нескольких яйцеклетках.
Это позволило им создать своеобразные "заготовки" мужских и женских половых клеток, лишенные родительских меток. Отобрав наиболее удачные из них, Ли и его коллеги попытались объединить их вместе с обычными яйцеклетками и сперматозоидами и вырастить потомство в утробе суррогатных матерей.
Оба эксперимента завершились относительно удачно - и в том, и в другом случае ученым удалось получить жизнеспособные зародыши, имплантировать их в самку и получить живых мышат. В случае с зародышами из двух яйцеклеток, вероятность успеха была достаточно высокой - 14% зародышей полностью прошли все фазы развития, дав жизнь 30 мышам, не имеющим отца. Треть из них дала жизнь новому поколению грызунов уже после спаривания с обычными самцами.
С другой стороны, опыты со второй группой зародышей завершились не столь удачно - лишь 2% из них смогли развиться до уровня новорожденной мыши, и все из них погибли в первые двое суток после выхода из утробы матери. Как полагают ученые, эти неудачи могут быть связаны со сложной процедурой имплантации полностью "мужского" ядра зародыша внутрь пустой яйцеклетки. Ли и его команда пообещали решить эти проблемы в ближайшее время.
"Мы показали, что можно и что нельзя сделать с "однополыми" зародышами. В частности, нам удалось выяснить, что дефекты развития можно подавить в зародыше от двух матерей, и что барьер "непорочного зачатия" можно преодолеть, меняя эпигенетические метки. Все эти открытия интересны с точки зрения геномного импринтинга и клонирования животных", - заключает Ли.
