Команда учёных из Шанхайского университета Цзяо Тун в Китае на днях заявила об очередном "прорыве" в андрогенезе, то есть бесполом размножении животных с использованием только генетического материала самцов. В ходе нового этапа исследований китайским учёным впервые в истории удалось получить здоровое, фертильное потомство, способное к размножению. Так что — мама больше не нужна?
Исследования проводили на лабораторных мышах. Ещё в начале этого года исследователям удалось получить мышей из генетического материала двух самцов. Для этого они взяли яйцеклетку самки (то есть как минимум на этом этапе андрогенеза хотя бы такое опосредованное участие матери всё ещё нужно), убрали из неё генетический материал самки, ввели генетический материал двух самцов и в результате получили потомство (от другой самки, то есть также воспользовавшись услугами сторонней «мамы»). Однако тогда это потомство оказалось бесплодным, неспособным к размножению, что сводит на нет все результаты исследования.
В новом исследовании подход несколько изменили, хотя многие использованные методы были схожи с предыдущими экспериментами. На этот раз учёные сосредоточились на редактировании определенных участков контроля импринтинга (ICR), последовательностей ДНК, которые действуют как переключатели контроля генов и отвечают за то, какие гены ребёнок унаследует от мамы, а какие — от папы.
Стандартное сочетание мужских и женских генов обеспечивает здоровый баланс кодирования ICR, но если используются только гены мамы или папы, это кодирование выходит из строя. Это приводит к серьезным проблемам на этапе формирования эмбриона и зачастую — к его смерти, поэтому ученые пытаются научиться перепрограммировать эти ICR с помощью точных методов редактирования генов и, судя по всему, они добились неплохих результатов.
«Наши усилия позволили нам создать андрогенетических мышей, которые могут развиваться до взрослого возраста и быть фертильными, используя генетический материал, полученный из двух сперматозоидов», — заявили авторы статьи, которую на днях опубликовали на сайте Национальной академии наук США.
В ходе новых экспериментов сперму двух самцов мышей вводили в мышиные яйцеклетки, удаляя ядро — часть, содержащую женскую ДНК. Затем исследователи отредактировали семь конкретных ICR, отклонения в которых, как ранее было обнаружено, имели самые серьезные последствия. Затем эти яйцеклетки имплантировали другим самкам мышей.
В результате родились три живых здоровых мышат из 259 имплантированных бластоцист (ранних эмбрионов), и только двое из них дожили до зрелого возраста. Это может показаться не особенно впечатляющим показателем успеха, но он уже выше нуля. Более того, две выжившие мыши затем продолжили нормально размножаться и дали здоровое потомство.
Безусловно, учёные признают, что для совершенствования методики им предстоит сделать ещё немало, с точки зрения того, сколько мышей рождается и доживает до взрослого возраста, а также насколько точными могут быть методы редактирования ICR. Однако данное исследование показало, что такой подход к редактированию отпечатков как минимум может работать.
Кстати, авторы исследования отметили, что редактировать ICR оказалось легче, если задействовать генетический материал не двух самцов, а двух самок: требуется меньше правок и их легче осуществить. То, что исследователи смогли заставить это работать с двумя отцами, добавляет важности исследованию.
Но не стоит забегать вперед: даже на мышах провести такой эксперимент оказалось крайне сложно, во многих случаях он заканчивался неудачей, поэтому, как полагают исследователи, пройдет ещё немало времени, прежде чем ученые смогут подумать о том, можно ли использовать те же методы для человеческих эмбрионов.
Даже в этом случае возникнет множество этических и философских вопросов, требующих решения, но в конечном итоге это исследование может способствовать улучшению методов лечения бесплодия и нашего понимания врожденных заболеваний.
«Хотя в настоящее время эффективность низкая, это открытие может стать важным шагом на пути к достижению андрогенеза у млекопитающих», — резюмировали исследователи.
