Учёные из Китайской академии наук впервые вырастили здоровых мышей, использовав ДНК двух самок. Некоторые из этих грызунов впоследствии естественным путём обзавелись и собственным потомством. Биологи также смогли «произвести на свет» мышат с генетическим материалом двух самцов, но детёныши прожили лишь 48 часов.
Метод проб и ошибок
Некоторые существа — определённые виды птиц, рыб и ящериц — способны к партеногенезу, при котором женские половые клетки развиваются во взрослый организм без оплодотворения. Млекопитающим же для производства потомства обязательно нужен партнёр противоположного пола.
Если в эмбрионе присутствует генетический материал лишь одного из родителей, то зародыш может родиться с аномалиями или погибнуть в утробе.
Китайские учёные решили выяснить, насколько важным является наличие в геноме одновременно материнского и отцовского генов, влияющих, например, на развитие эмбриона. Для этого биологи вырастили эмбриональные стволовые клетки, имевшие одиночный набор хромосом и ДНК только одного родителя, а затем «выключили» соответствующие материнские (или отцовские) гены с помощью технологии редактирования генома CRISPR-Cas9. Таким образом, у исследователей получились своеобразные «заготовки» мужских и женских половых клеток, лишённых специфических родительских «маркеров».
Затем учёные объединили женские «заготовки» с обычными яйцеклетками, а мужские — со сперматозоидами, после чего поместили биоматериал в утробу суррогатных матерей. В результате из 210 эмбрионов от двух самок родились 29 жизнеспособных мышат. Семь грызунов впоследствии смогли обзавестись собственным потомством уже после спаривания с обычными самцами и самками.
Для эксперимента со второй группой мышей учёные вырастили 1023 эмбриона, поскольку в ходе предыдущих аналогичных работ ни один из зародышей с ДНК двух отцов не родился живым. В этот раз успешно развились 12 эмбрионов. Однако спустя двое суток после появления на свет мышата умерли. Виной тому стали дефекты развития — животные не могли нормально дышать и сосать молоко.
«Результаты проделанной работы указали нам на некоторые из наиболее важных участков ДНК, которые мешают млекопитающим производить потомство без партнёров противоположного пола. Методом проб и ошибок мы продемонстрировали новый и понятный способ воспроизводства для однополых млекопитающих», — сообщил автор исследования Чжоу Ци.
Однополое будущее
Эксперты отметили, что предложенный китайскими биологами метод может способствовать спасению исчезающих видов животных, если, к примеру, в дикой природе осталось только несколько особей одного пола. Однако, как считают специалисты, говорить об использовании данной технологии для помощи однополым парам ещё рано.
«Большинство эмбрионов, которые учёные выращивали, родились с аномалиями. Нельзя забывать, что в случае с зародышами из двух яйцеклеток вероятность успеха составила лишь 14%, а получить живых мышат от двух отцов удалось всего в 2,5% случаев», — прокомментировал исследование Джейкоб Ханна, молекулярный генетик из израильского Института Вейцмана.
По мнению российских экспертов, исследование носит фундаментальный характер и позволит постепенно разобраться в генетических аспектах, препятствующих однополому размножению.
«Пока для однополых пар не существует исходного материала — линии эмбриональных стволовых клеток с одним набором хромосом. Очень сложно вывести их персонально для каждой пары, поскольку мы имеем дело с эмбриональными клетками, которые были получены из бластоцисты на ранней стадии развития зародыша, а не с перепрограммированными клетками от взрослых особей. Но не исключено, что через некоторое время эти препятствия удастся преодолеть», — сообщил в беседе с RT доктор биологических наук Сергей Киселёв, заведующий лабораторией эпигенетики Института общей генетики имени Н.И. Вавилова РАН.
Эксперт отметил, что на сегодняшний день данная технология имеет множество недостатков. Поэтому учёным предстоит провести ещё множество экспериментов, прежде чем они смогут перейти к клиническим испытаниям метода и созданию человеческих эмбрионов.