Биология

Обезьяны «от трех родителей» выросли здоровыми и плодовитыми

Обезьяны «от трех родителей» выросли здоровыми и плодовитыми

Ma et al. / Human Reproduction, 2020

Группа американского биолога Шухрата Миталипова опубликовала отчет о девятилетних наблюдениях за обезьянами, полученными в результате митохондриального переноса — так называемой технологии «ребенка от трех родителей». Этот метод разработали для лечения митохондриальных болезней, однако людей, на которых его испробовали, пока слишком мало, чтобы судить о его безопасности. Исследователи подтвердили, что у обезьян не возникло никаких заболеваний, а донорские митохондрии прижились в клетках. Правда, вместе с ними сохранилась и часть «ненужных» митохондрий. Кроме того, некоторые обезьяны передали своему потомству отцовские митохондрии, которые по наследству обычно не переходят. Работа опубликована в журнале Human Reproduction.

Технология «детей от трех родителей» — единственный доступный сегодня способ «починить» гены у зародыша (подробнее о нем мы писали в материале «Терапия зла»). Правда, работает он только для митохондриальных болезней — тех, что вызваны мутациями в митохондриальной ДНК. Вклад «третьего родителя» здесь, на самом деле, минимален: женщина («вторая мать») отдает свою яйцеклетку, чтобы из нее удалили собственное ядро и пересадили в нее генетический материал из оплодотворенной яйцеклетки (этот метод называют переносом веретена, spindle transfer). При этом подавляющее большинство генов достаются ему от «основных» родителей, а от «второй матери» — только митохондрии, зато без наследственных дефектов.

Метод переноса веретена, который использовали, чтобы зачать обезьян «от трех родителей»

Reznichenko et al. / App & Transl Gen, 2016

Эту технологию уже пробовали на людях — «дети от трех родителей» родились по меньшей мере в Мексике, Украине и Греции. Однако в большинстве стран эта процедура до сих пор запрещена законом. Дело здесь не только в этических ограничениях. Поскольку методика эта довольно молодая, ученые пока не могут быть полностью уверенными в том, что она безопасна. С одной стороны, материнские митохондрии могут проникнуть в донорскую яйцеклетку в процессе пересадки ядер — а затем размножиться там и вытеснить собственные митохондрии донора. С другой стороны, точно так же могут попасть внутрь и отцовские митохондрии — которые в ходе обычного оплодотворения погибают и не передаются ребенку. Наконец, неизвестно, как разные митохондрии будут уживаться друг с другом, а заодно и с ядром — поскольку есть подозрения, что ядерные и митохондриальные гены каким-то образом взаимодействуют.

Чтобы не дожидаться, пока «дети от трех родителей» подрастут, группа американских ученых под руководством Шухрата Миталипова (Shoukhrat Mitalipov) из Орегонского университета здоровья и науки провела контрольный эксперимент на макаках-резусах. Исследователи скрестили животных из двух изолированных популяций: индийской и китайской. При этом у каждого детеныша были «основные» родители из Индии, а «вторая мать» (донор митохондрий) из Китая. Поскольку митохондрии в двух популяциях долгое время накапливали уникальные генетические отличия, ученые рассчитывали, что такой дизайн эксперимента поможет им подсчитать, чьи митохондрии и в каком соотношении окажутся в клетках обезьян «от трех родителей».

Всего в ходе эксперимента родились пять макак (их назвали Mito, Tracker, Spindler, Spindy и Crysta — в честь митохондрии и технологии переноса веретена). Исследователи наблюдали за их жизнью в течение девяти лет и сверяли показатели их здоровья с группой контрольных животных. Никаких отличий — в весе, составе крови и строении основных органов — за все это время у них не заметили. С плодовитостью у обезьян «от трех родителей» тоже все оказалось в порядке: как двое самцов, так и единственная самка из этого эксперимента смогли зачать жизнеспособное потомство.

Кроме того, исследователи брали у подопытных животных образцы тканей из разных органов и подсчитывали в них соотношение митохондриальных последовательностей. Оказалось, что митохондриальная ДНК «настоящей» матери все-таки сохраняется в клетках ребенка, но доля ее может быть разной в зависимости от органа: от 2-3 процентов в крови до 16,6 процента в кишечнике. Отцовскую митохондриальную ДНК ни у кого из них обнаружить не удалось.

Затем авторы работы решили проверить, как потомство обезьян «от трех родителей» наследует их митохондриальную ДНК. Всего детенышей второго поколения в эксперименте родилось три: двое от самцов и один от самки. У первых двух никакой отцовской митохондриальной ДНК обнаружить не удалось, что неудивительно — поскольку они были зачаты естественным путем, то им и не положено было наследовать отцовские митохондрии.

А вот у третьего детеныша отцовских митохондрий оказалось неожиданно много: их нашли в 20 органах из исследованных 28, причем доля их доходила до 33 процентов (в клетках крови). Чтобы выяснить, связано ли это с митохондриальным переносом, авторы работы скрестили этого самца с другими самками и исследовали клетки его детенышей (то есть уже внуков обезьяны «от трех родителей»). Из 10 детенышей у 9 отцовские митохондрии найти не удалось, но у десятого их снова нашли — и снова более 30 процентов. Поэтому ученые заключили, что такой тип наследования не связан с репродуктивной технологией — по всей видимости, это свойство некоторых самцов, которому до сих пор нет объяснения.

Доля отцовской митохондриальной ДНК в разных органах у детеныша самки «от трех родителей»

Ma et al. / Human Reproduction, 2020

Таким образом, исследователи получили доказательства того, что технология митохондриального переноса не влияет ни на здоровье потомства, ни на его плодовитость, ни на передачу митохондрий в следующих поколениях. Тем не менее они отмечают, что в их эксперименте животные не страдали митохондриальными болезнями — и их митохондрии могут вести себя по-другому (например, лучше или хуже выживать внутри клеток), чем у людей, к которым эту технологию применяют в клинике.

Кроме того, они в очередной раз продемонстрировали, что митохондриальная ДНК может передаваться по наследству от отца. Долгое время это считалось невозможным, пока несколько лет назад такие случаи не встретились врачам в клинической практике. Полтора года спустя к этим данным вышло опровержение. Но теперь, вероятно, механизм наследования митохондрий придется снова пересмотреть.

Источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть