Специалистам из Китайской академии наук (кит. 中國科學院) удалось получить здоровое потомство от двух самок. Мышата, родившиеся от двух мам, уже выросли и обзавелись собственными детёнышами. Работа, посвящённая этому эксперименту, опубликована 11 октября в журнале Cell Stem Cell. В ней объясняется, почему получить потомство от двух млекопитающих одного пола так сложно, а также предполагается, что некоторые из препятствий могут быть преодолены при помощи стволовых клеток и таргетного редактирования генов.
«Мы задались вопросом, почему млекопитающие размножаются только половым путём. В прошлом мы достигли определённых результатов, соединив репродукцию и регенерацию, поэтому теперь мы попытались выяснить, можно ли получить более здоровых мышей от двух самок или даже от двух самцов, используя гаплоидные эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) и делецию генов», — рассказывает один из главных соавторов работы Ци Чжоу (Qi Zhou).
Естественное самооплодотворение у млекопитающих невозможно, поскольку определённые материнские или отцовские гены у зародыша «выключаются» в результате так называемого геномного импринтинга, «в работе» же остаётся только одна копия гена, полученная либо от родителя мужского пола, либо от родителя женского пола. То есть, если потомок не получил генетический материал и от отца, и от матери, у него могут появиться несовместимые с жизнью аномалии развития. Удалив эти гены, в предыдущих работах учёные смогли получить потомство от двух самок. Правда, родившиеся детёныши обладали рядом дефектов, а сам метод оказался сложным и непрактичным.
Чтобы получить нормальных детёнышей, Чжоу и его коллеги использовали гаплоидные ЭСК, содержащие лишь половину от полного «комплекта» хромосом и ДНК только одного родителя. Исследователи удалили три участка из ДНК гаплоидной ЭСК, содержавшей информацию от родителя женского пола, а затем ввели отредактированную ДНК в яйцеклетку другой самки. В итоге из 210 зародышей на свет появилось 29 живых мышат. Мышата оказались здоровы, они дожили до половой зрелости и сами стали родителями.
Преимущество использования гаплоидных ЭСК в том, что даже до удаления «проблемных» генов они содержали меньше импринтинговых «программ», запускающих экспрессию либо материнских, либо отцовских генов. В этом плане гаплоидные ЭСК оказались сходны с клетками-предшественниками яйцеклеток и сперматозоидов.
Также учёным удалось получить 12 мышат от двух самцов. Правда, на этот раз процедура была несколько сложнее. Во-первых, из гаплоидных ЭСК, содержавших только «отцовскую» ДНК были удалены семь регионов. Затем полученные ЭСК были введены — вместе со спермой другого самца — в яйцеклетку, собственное ядро которой было предварительно удалено. Полученные эмбрионы были подсажены «суррогатной матери», которая и выносила мышат.
Потомство родилось в срок, однако прожило около 48 часов. Теперь учёные планируют оптимизировать процесс таким образом, чтобы мыши, родившиеся от двух самцов, смогли дожить до взрослого возраста.
Ли отмечает, что использование этого метода на других млекопитающих сопряжено с определёнными сложностями. Как минимум, сначала нужно идентифицировать «проблемные» гены — а они специфичны для каждого вида. Кроме того, есть опасения, что потомство не выживет или будет страдать от серьёзных аномалий развития.
