Цивилизация
В Китае появились на свет потомство мышей, рожденных от двух матерей. Эксперимент был поставлен специалистами Китайской академии наук, о результатах они рассказали в журнале Cell Stem Cell.
«Нам было интересно, почему животные могут размножаться только половым путем. Ранее мы сделали несколько открытий, совместив репродуктивные и регенеративные технологии, так что мы решили попытаться выяснить, окажется ли жизнеспособным потомство от двух самок или двух самцов, полученное с помощью генетически отредактированных гаплоидных эмбриональных стволовых клеток», — рассказывает Ци Чжоу, один из авторов работы.
Некоторые рептилии, земноводные и рыбы способны к партеногенезу — виду размножения, при котором половые клетки развиваются во взрослый организм без оплодотворения вообще, или без слияния ядра сперматозоида с ядром яйцеклетки после оплодотворения (такой вариант называется гиногенез). Чаще всего таким способом размножаются самки, однако показаны подобные случаи и у самцов некоторых рыб.
Для млекопитающих случаев партеногенеза в природе пока не известно.
У млекопитающих в процессе формирования зародыша определенные материнские и отцовские гены «выключаются» — происходит геномный импринтинг, процесс, при котором экспрессия определенных генов осуществляется в зависимости от того, от какого родителя поступили их аллели (формы одного и того же гена).
Поэтому в том случае, если потомок не получает генетический материал от обоих родителей, у него могут проявиться аномалии развития или он вовсе окажется нежизнеспособным. Неправильным геномным импринтингом, в частности, обусловлен синдром Прадера — Вилли — потеря одного из участков 15 хромосомы, наследуемой от отца, приводит к ожирению, косоглазию, сколиозу, дисплазии тазобедренных суставов, задержке развития и умственной отсталости.
Ранее ученым уже удавалось получить потомство от двух матерей — например, в апреле 2004 года стало известно о появлении в Японии мыши по кличке Кагуя, созданной без генов самца. Для этого пришлось модифицировать одну из яйцеклеток, удалив фрагмент ДНК, обрекавший два гена на выключение.
Впоследствии Кагуя произвела на свет потомство, зачатое традиционным способом.
«Тем не менее, у таких мышей все еще наблюдались дефективные черты, а сам метод был непрактичным и сложным в использовании», — отмечает Чжоу. И действительно — при создании той же Кагуи из 457 яйцеклеток полноценными оказались лишь две.
Чтобы получить здоровое потомство, исследователи усовершенствовали методику. Они использовали гаплоидные (содержащие только по одной из каждой пары хромосом) эмбриональные стволовые клетки. Удалив три «выключающих» гены участка ДНК, они ввели ДНК эмбриональных клеток одной самки в яйцеклетку другой. Из 210 эмбрионов развились, родились и выросли 29 мышей, многие из которых уже дали свое потомство.
Также ученым удалось получить потомство от двух отцов. В этом случае модифицированная аналогичным образом ДНК самцов вводилась в яйцеклетку вместе со сперматозоидом другого самца, а затем из яйцеклетки удалялось ее собственное ядро. Таким образом, в яйцеклетке оказывался генетический материал двух самцов. Затем яйцеклетка переносилась суррогатной матери, которая вынашивала потомство. В этом случае результаты были менее удачными — из 12 получившихся мышат ни один не прожил более двух суток.
Впрочем, исследователи не собираются сдаваться и планируют улучшить методику, чтобы получить более жизнеспособное потомство.
Это уже удавалось американским ученым в 2011 году — из стволовых клеток самца мыши им удалось получить жизнеспособную фертильную самку, которая, спарившись с другим самцом, в итоге произвела потомство с генетическим материалом двух самцов. Такой подход позволил обойти проблему геномного импринтинга, но его этические аспекты не позволяют использовать метод на людях.
«Исследование показало нам, что это возможно. Мы выяснили, что дефектов в потомстве двух самок млекопитающих можно избежать, да и барьеры, не позволяющие получить потомство от двух самцов, вполне преодолимы», — резюмирует Чжоу.
По мнению доктора Терезы Холм из Оклендского университета, технологии предстоит пройти еще долгий путь, чтобы ее можно было использовать на людях.
«Исследование может привести даже к появлению способов для однополых пар заводить детей, — говорит она. — Но придется придется разобраться со множеством аспектов этики и безопасности».
Другие ученые отнеслись к возможности использовать метод на людях более скептически.
«Большинство эмбрионов все еще имели аномалии или были нежизнеспособными, — отмечает молекулярный генетик Якоб Ханна. — Только 14% эмбрионов от двух матерей и 2,5% эмбрионов от двух отцов оказались жизнеспособны. Я считаю, это практически невозможно использовать в клинической практике».
«Когда речь идет о репродуктивных технологиях, хочется, чтобы положительный результат был во всех аспектах, — поясняет биолог-репродуктолог Аллан Спрэдлинг. — Но ничего неизвестно о том, насколько эти мыши нормальны, насколько подвержены болезням. Я не думаю, что это приведет к тому, что дети от двух матерей и отцов скоро станут чем-то обычным. Мы недостаточно хорошо понимаем, как все устроено и заходить так далеко может быть рискованно».