Ілюстративне зображення. Джерело: DALL-E
Науковий світ офіційно перетнув ще одну межу біології. Дослідники з Центру репродуктивної медицини Шанхайського університету Цзяо Тун (Shanghai Jiao Tong University) створили мишей, які народилися… від двох самців. Жодної яйцеклітини, жодної матері. Лише дві сперматозоїдні клітини, трошки магії генетики та море терпіння.
Що відомо
Головною перешкодою для такого «татового потомства» був механізм геномного імпринтингу — це епігенетичні хімічні мітки в ДНК, які вмикають або вимикають гени залежно від того, чи вони успадковані від батька чи матері. Без правильного поєднання цих міток ембріон зазвичай не виживає. В перекладі з “наукової” мови: головна проблема в тому, що в ДНК є спеціальні «мітки», які кажуть генам, коли їм працювати, а коли мовчати — і це залежить від того, чи гени прийшли від мами, чи від тата. Якщо цих міток немає або вони не ті, ембріон просто не може розвиватися й помирає.
Команда під керівництвом професора Янчана Вея (Yanchang Wei) вирішила цю проблему шляхом прицільного редагування метилування в семи критично важливих регіонах геному — так званих ICR (Imprinting Control Regions). Для цього використовували дві системи на базі CRISPR: одну для зняття метильних міток (dCas9-Tet1), іншу для їх додавання (dCpf1-Dnmt3).
Методика виглядала наступним чином: ядро з яйцеклітини видаляли, а замість нього вводили головки двох сперматозоїдів — один від лабораторної миші C57BL/6, інший від дикої CAST. Потім проводили хімічне перепрограмування епігенетичних міток, змушуючи одну з копій ДНК поводитися так, наче вона «материнська».
А результат?
З 587 створених ембріонів до стадії народження дійшли лише 3, і двоє з них вижили до дорослого стану. Вони були цілком здоровими, мали нормальну вагу, розмір і — що найголовніше — були фертильними, тобто здатними до розмноження.
Один самець згодом дав потомство з 9 мишенят, інший — з 6.
Втім, успіх частковий: більшість ембріонів гинула ще під час внутрішньоутробного розвитку. Причина — надзвичайна складність синхронного перепрограмування одразу семи ключових регіонів ДНК.
Що це означає для науки?
- Це перше у світі успішне створення життєздатних і фертильних мишей виключно з чоловічої ДНК.
- Підтверджено: бар’єром для одностатевого розмноження у ссавців є саме імпринтинг, а не щось інше.
- Хоча до застосування цього підходу для людей (чи бодай для великих тварин) ще дуже далеко, дослідження відкриває двері для глибшого розуміння епігенетики, імпринтингу і навіть потенційних майбутніх терапій безпліддя.
