Японские биологи получили здоровых и плодовитых мышей от двух самцов без участия генетического материала самок. Технология пока далека от любого медицинского применения, но потенциально она открывает возможность устранения некоторых причин бесплодия или даже позволит использовать эмбрионы от одного родителя.
Получить потомство от двух мышей-самцов до сих пор удалось только одной группе учёных в 2018 году, и то новорождённые мышата прожили всего несколько дней. В том эксперименте специалисты взяли яйцеклетку самки-донора, убрали оттуда собственный генетический материал и подсадили ядра из отцовских клеток. При этом потомству всё равно досталась ДНК от трёх особей – от самки детёныши унаследовали митохондрии с митохондриальным геномом.
Теперь же учёные научились обходиться без донорской яйцеклетки – её вырастили прямо из клетки самца. Команда учёных во главе с биологом-эволюционистом Кацухико Хаяси из университетов Осаки и Кюсю использовала биоматериал, взятый с кончика хвоста лабораторного грызуна мужского пола. Его «перепрограммировали» для получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток – они хороши тем, что из них можно создать любую нужную клетку организма. Японцы выращивали полученные клетки в лабораторных условиях, пока некоторые из них спонтанно не потеряли свои «мужские» Y-хромосомы (как известно, у самцов есть хромосомы X и Y, тогда как у самок – две Х-хромосомы). Затем учёные отобрали с помощью вещества, способного вызвать ошибки в распределении хромосом во время деления клеток. В некоторых случаях это привело к тому, что получались клетки с двумя X-хромосомами. То есть мужские клетки в итоге превратились в женские.
На следующем этапе индуцированным плюрипотентным стволовым клеткам отправили генетические сигналы, необходимые для их преобразования в яйцеклетки. И, наконец, яйцеклетки оплодотворили сперматозоидами другого самца, а эмбрионы имплантировали самкам – суррогатным матерям. Всего было 630 попыток, и лишь 7 из них (чуть больше 1%) увенчались успехом. Зато все родившиеся детёныши были здоровыми и не отличались от обычных мышат. Более того, впоследствии отпрыски двух отцов дали своё здоровое потомство.
Сами авторы говорят о своих результатах с осторожностью. До применения такой технологии на людях ещё очень далеко в силу как этических, так и чисто технических проблем. «Между мышью и человеком – большая разница», – напомнил Хаяси. Эксперты были менее сдержанны в оценках. Однако глава лаборатории определения пола млекопитающих в израильском Университете имени Бар-Илана Ницан Гонен назвала работу, опубликованную в журнале Nature, революционной. «Это больше похоже на клонирование – наподобие того, что сделали с овечкой Долли», – сказала Гонен, предположив, что новую технологию опробуют на людях лет через 10–15.
А ещё такой подход потенциально поможет при некоторых тяжёлых формах бесплодия, вызванных проблемами с половыми хромосомами. Например, при синдроме Тёрнера у женщин полностью или частично отсутствует одна копия Х-хромосомы, и в этом случае Х-хромосомы мужчины могли бы спасти ситуацию.
Михаил Корякин, доктор медицинских наук, профессор, академик Европейской академии андрологии
– Японские исследователи вновь опередили многих своих коллег и добились огромного успеха. Без всякого сомнения, их работа достойна самой высокой оценки. Выполнение таких исследований требует настоящего научного таланта и упорства. Технически её исполнение весьма и весьма трудоёмко. Безусловно, это достижение войдёт в научные анналы и получит дальнейшее развитие, в том числе не только для животных, но и для человека. На клонирование это не совсем похоже, так как для оплодотворения полученной искусственным путём яйцеклетки использовался генетический материал другого самца. Но тем не менее будет весьма интересным дальнейшее наблюдение за полученными в результате таких экспериментов животными. Будут ли они также подвержены ускоренному старению и болезням, как классически клонированные ранее животные.
