Молекулярные биологи из Британии впервые создали полноценный зародыш, минуя фазу оплодотворения яйцеклетки и ее слияния со сперматозоидом, что упростит процесс клонирования в будущем, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

«Наша работа ставит под сомнение почти 150-летнюю догму о том, что только оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом ведет к формированию полноценного зародыша и рождению здорового потомства. До этого мы считали, что только яйцеклетка может „перепрограммировать“ сперму так, чтобы началось нормальное развитие эмбриона», — заявил Тони Перри (Tony Perry) из университета Бата (Великобритания).

Некоторые живые существа, к примеру, ящерицы, куры, рыбы или многие насекомые, способны к партеногенезу — самооплодотворению, при котором две яйцеклетки сливаются друг с другом, образуя зародыш, или же женская половая клетка спонтанно начинает развитие, несмотря на «половинчатый» набор хромосом. Для млекопитающих такой способ размножения совершенно не характерен, и нет ни одного вида животных, который бы был способен к этому даже в теории.

Как рассказывает Перри, попытки искусственно вызвать партеногенез проводились в начале 2000 годов, когда ученые пытались «обмануть» яйцеклетку химическим путем и заставить ее «запустить» программу развития эмбриона, добавив в питательную среду раствор хлорида стронция. Оказалось, что подобный трюк осуществим, однако такие «половинчатые» эмбрионы, которые ученые называют партеногенотами, неизбежно умирают через несколько циклов деления.

По этой причине ученые считали, что яйцеклетки обладают уникальными свойствами и механизмами, которые позволяют им запустить процесс рождения новой жизни и слияния отцовской и материнской «половинок» ДНК, их очистку от так называемых эпигенетических меток и прочие процедуры, критически важные для развития зародыша.

Фото: Suzuki et al. / Nature Communications 2016

Оказалось, что это не так. Экспериментируя с подобными тельцами, авторы статьи обнаружили, что они могут «перепрограммировать» сперматозоиды и даже заготовки мужских половых клеток, делать их пригодными для слияния с «половинчатой» ДНК партеногенот и продолжения развития уже в виде полноценного эмбриона. По словам ученых, подобный процесс завершался успешно и приводил к рождению здоровых мышат в 24% случаев, что является очень высоким шансом на успех при процедуре клонирования.

Мышата, рожденные подобным способом, не отличались от «нормального» потомства грызунов и обладали схожей массой, размерами, интеллектом, столь же часто страдали от тех болезней, которые поражают мышей и могли успешно размножаться, давая здоровое потомство при скрещивании между собой или с «обычными» особями противоположного пола.

Единственным их отличием от «естественных» мышей было то, как часто считывались их гены — партеногенез, судя по всему, не приводит к очистке эпигенетических меток на ДНК, полученной от «отца», что меняет читаемость некоторых областей их генома.

Успех этой процедуры, как отмечают Перри и его коллеги, открывает дорогу для создания технологий «самооплодотворения» человека, которые интересуют медиков по той причине, что они позволяют получать «чистые» линии эмбриональных стволовых клеток, не вызывая при этом этических проблем, связанных с уничтожением жизнеспособных зародышей. Кроме того, партеногенез может помочь ученым быстрее раскрывать генетические корни редких болезней, создавая животных с геномом, состоящим из одинаковых половинок.