Мышь с двумя отцами выжила до взрослого состояния, отмечая научную веху

Ученые по стволовым клеткам успешно использовали инженерию эмбриональных стволовых клеток для создания би-отцовской мыши — мыши с двумя мужскими родителями, — которая дожила до взрослого состояния.

Их результаты, опубликованные 28 января 2025 года в Cell Stem Cell, описывают, как нацеливание на определенный набор генов, участвующих в репродукции, позволило исследователям преодолеть ранее непреодолимые проблемы однополого размножения у млекопитающих.

Ранее попытки создать би-отцовских мышей приводили к остановке развития эмбрионов на определенной стадии. В этой работе ученые под руководством Вэй Ли из Китайской академии наук (CAS) в Пекине сосредоточились на генах импринтинга, которые регулируют экспрессию генов.

"Эта работа поможет преодолеть ряд ограничений в исследованиях стволовых клеток и регенеративной медицины", — говорит Ли.

"Уникальные характеристики генов импринтинга заставили ученых полагать, что они являются фундаментальным барьером для однополого размножения у млекопитающих", — говорит соавтор Ци Чжоу (CAS).

Ранее попытки создания би-отцовской мыши использовали овариоидные органоиды для получения ооцитов из мужских плюрипотентных стволовых клеток с последующим оплодотворением спермой другого самца. Однако, когда гомологичные хромосомы происходили от одного пола, возникали аномалии импринтинга, приводящие к тяжелым дефектам развития.

В этом исследовании ученые модифицировали 20 ключевых генов импринтинга индивидуально, используя различные методы, включая мутации со сдвигом рамки считывания, делеции генов и редактирование регуляторных областей. Они обнаружили, что эти правки не только позволили создать би-отцовских животных, иногда доживавших до взрослого состояния, но и привели к получению стволовых клеток с более стабильной плюрипотентностью.

"Эти данные предоставляют убедительные доказательства того, что аномалии импринтинга являются основным барьером для однополого размножения млекопитающих", — говорит соавтор Гуань-Чжэн Ло из Университета Сунь Ятсена.

Исследователи отмечают несколько ограничений своей работы:

• Только 11.8% жизнеспособных эмбрионов смогли развиться до рождения.
• Не все родившиеся мышата дожили до взрослого состояния из-за дефектов развития.
• Большинство выживших до взрослого состояния имели измененный рост и сокращенную продолжительность жизни.
• Взрослые мыши были стерильны, хотя у них наблюдалась повышенная эффективность клонирования.

"Дальнейшие модификации генов импринтинга потенциально могут способствовать получению здоровых би-отцовских мышей, способных производить жизнеспособные гаметы, и привести к новым терапевтическим стратегиям для заболеваний, связанных с импринтингом", — говорит соавтор Чжи-Кунь Ли (CAS).

Команда продолжит изучать, как модификация генов импринтинга может привести к эмбрионам с более высоким потенциалом развития. Они также планируют распространить экспериментальные подходы, разработанные на мышах, на более крупных животных, включая обезьян, что потребует значительного времени и усилий из-за различий в комбинациях генов импринтинга.

Применение этой технологии для решения проблем человеческих заболеваний остается неясным. Этические руководства Международного общества по исследованию стволовых клеток (ISSCR) не разрешают наследуемое редактирование генома в репродуктивных целях, а также использование гамет, полученных из человеческих стволовых клеток, для размножения, поскольку это в настоящее время считается небезопасным.