Дві мами: Як у одностатевої пари мишей народилося потомство
Дмитро Куркін
Китайська команда вчених змогла домогтися появи здорового потомства у одностатевої пари мишей. Експеримент зі зміни генетичного коду проводився за участю пари самців і пари самок. Миші, у яких були тільки батьківські гени, померли через дві доби після народження, в той час як миші, народжені з ДНК двох матерів, відчувають себе добре і на вигляд не відрізняються від звичайних особин свого виду - вони навіть встигли дати потомство.
Цю подію називають проривом в генній інженерії: до сих пір ссавці були здатні розмножуватися тільки за участю генетичного матеріалу від самців і самок - ця комбінація була обов'язковою. Представники інших класів тварин - в тому числі риби, рептилії і амфібії - можуть виробляти потомство без участі іншого партнера, проте в світі ссавців діяло непорушне правило імпринтингу.
Біологічний феномен імпринтингу до кінця не досліджений, але в цілому прийнято вважати його свого роду змаганням двох ДНК, материнської та батьківської, за те, чиї гени отримає син. В результаті цього процесу частина генетичного коду потомство успадковує від самок, іншу частину - від самців, а невикористані гени в кожній з ланцюжків "вимикаються" природними хімічними "глушниками". У разі змішування генів одностатевих батьків зазвичай відбувається збій через те, що одні й ті ж ланцюжка ДНК залишаються або одночасно "включеними", або одночасно "вимкненими". Це призводить до генетичних відхилень вже на стадії розвитку плода і - найчастіше - до викидня.
Чи можна навмисне відредагувати ДНК так, щоб гени "включалися" і "вимикалися" правильним чином і склали повноцінну комбінацію, яка забезпечить народження здорового потомство? Цим питанням і задалися китайські дослідники - і отримали на нього частково позитивну відповідь. Спершу їм знадобилося виявити ті області ДНК, які відповідають за імпринтинг, і видалити їх так, щоб не пошкодити інші життєво важливі області. Для цієї ювелірної операції була застосована технологія CRISPR / Cas9, що дозволяє редагувати генетичні ланцюжки. В обох експериментах вчені створили зі стовбурових клітин мишей гаплоїдні (містять половинний набір хромосом) клітини, одні з яких засобами генетичного редагування перетворили в "псевдосперму", інші - в імітацію яйцеклітин.
У разі мишей-самців відредагувати гаплоїдний клітинами виявилося значно складніше: для цього довелося видаляти сім генетичних областей замість трьох (як у випадку з парою самок), і навіть цього було недостатньо, судячи з того, що експеримент на самцях закінчився невдачею. "Швидка смерть потомства [двох самців] свідчить про те, що на шляху репродукції і розвитку все ще залишаються невідомі бар'єри, - каже один з авторів дослідження, доктор Ху Баоян. - Успішне відтворення потомства від двох самців трапляється дуже рідко, ми спостерігаємо його тільки у окремих видів риб і тільки в лабораторних умовах ".
Хоча миші, народжені від двох матерів, виглядають здоровими, генетичні аномалії як у них, так і у їх потомства можуть проявитися набагато пізніше
Експеримент з ДНК двох самок виявився набагато більш успішним: з двохсот десяти отриманих ембріонів живими народилися двадцять дев'ять, з них сім у свою чергу змогли дати потомство (вже без втручання генетиків, звичним для мишей способом).
Чи говорить це про те, що репродуктивні технології в кроці від того, щоб дозволити одностатевим батькам заводити на сто відсотків "своїх" (з біологічної точки зору) дітей? Не варто поспішати з висновками. Китайські вчені проробили велику роботу, але завдання перейти від мишей до людей вони перед собою не ставлять. До того ж, як зазначає доктор Чжан І з Гарвардської медичної школи, такий перехід "щонайменше в десять разів складніше".
Цю думку поділяють багато коментаторів з науковим світом. Вони сходяться на тому, що розробка генетичного редагування для людських генів займе набагато більше часу і в найближчій перспективі не виглядає реальною. У тому числі і з етичних міркувань: хоча миші, народжені від двох матерів, виглядають здоровими, генетичні аномалії як у них, так і у їх потомства можуть проявитися набагато пізніше. У випадку з людьми вчені просто не можуть дозволити собі такий ризик. "В таких речах для мене важливий в першу чергу питання безпеки", - говорить юрист Соня Сутер, професор біоетики в Університеті Джорджа Вашингтона.
"Створити таким чином людського дитини виглядає немислимою завданням", - заявляє Крістоф Галіш, вчений Інституту Френсіса Кріка в Лондоні, в той же час відзначаючи, що "автори [дослідження] зробили вкрай важливий крок у вивченні того, чому ссавці можуть розмножуватися тільки статевим шляхом" .
фотографії: Africa Studio - stock.adobe.com