Биологи получили эмбрионы без использования обычных яйцеклеток

Учёным удалось получить здоровое потомство мышей с участием модифицированных яйцеклеток.

Фотография Global Look Press.

Новый метод позволил создать двуклеточный эмбрион. Одна клетка содержит только ДНК матери (зелёная), вторая также имеет ДНК сперматозоида (красная). Вторая, соответственно, может делиться и формировать потомство.

Фото University of Bath.

Чтобы заставить сперматозоиды участвовать в создании эмбриона, их необходимо перепрограммировать, и сделать это могут, по давно сложившемуся мнению, только яйцеклетки. Но результаты нового исследования молекулярных эмбриологов из Универитета Бата в Великобритании и их немецких коллег пошатнули эту, казалось бы, незыблемую догму.

В природе существует такой способ размножения, как партеногенез, или, как его ещё называют, "девственное размножение". Название говорит само за себя. При партеногенезе самцы в получении потомства не участвуют. Организм самки запускает процесс деления яйцеклетки и развитие эмбриона самостоятельно. И такой способ размножения абсолютно нехарактерен для млекопитающих.

В прошлом исследователи предпринимали попытки запустить партеногенез искусственно "в пробирке", обманывая яйцеклетки химическим путём, но все они погибали в течение нескольких дней, поскольку не происходило запуска ключевых процессов развития новой жизни. Такие "обманутые" яйцеклетки принято называть партеногенотами.

В новом исследовании учёные также получили партеногеноты, но не пошли по старому заведомо провальному пути. Они заставили неоплодотворённые яйцеклетки мыши делиться, чего они никогда не делают в природе до оплодотворения. После этого исследователи взяли эти дочерние клетки и оплодотворили их традиционным путём, то есть с помощью сперматозоидов.

Ключевым моментом эксперимента является тот факт, что партеногеноты при всём очевидном сходстве существенно отличаются от нормальных яйцеклеток. В частности, они имеют способность самостоятельно делиться до оплодотворения, что свойственно другим типам клеток, например, клеткам кожи.

Новый метод позволил создать двуклеточный эмбрион. Одна клетка содержит только ДНК матери (зелёная), вторая также имеет ДНК сперматозоида (красная). Вторая, соответственно, может делиться и формировать потомство.

Не стоит искать в этой работе намёка на получение потомства из неполовых клеток. Клетки той же кожи очень малы по сравнению с яйцеклетками и не могут выполнять огромного количества функций, которые сохраняются даже у дочерних партеногенотов.

Из полученных в эксперименте эмбрионов в итоге выжили 24% (30 штук из 104 оплодотворённых клеток). Все родившиеся мышата были здоровыми с такой же последовательностью ДНК, как и у обычных мышей, но с другими эпигенетическими метками, то есть с другой системой активации и "выключения" генов.

В официальном пресс-релизе авторы работы отмечают, что их эксперимент впервые демонстрирует, что два разных эпигенетических пути могут привести к одному результату – в данном случае, рождению здорового потомства.

Среди возможных областей применения своей технологии, но и то в довольно далёком будущем, учёные называют разведение домашних животных и сохранение исчезающих диких популяций, а также, вероятно, помощь в лечении бесплодия у человека.

Более подробно с результатами исследования и выводами авторов можно ознакомиться, прочитав статью, опубликованную в издании Nature Communications.