Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
18 декабря 2018, вторник, 22:06
Facebook Twitter VK.com Telegram

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

Как создать яйцеклетку 2: от мышей к людям

Клетки из эксперимента Митинори Саитоу и его коллег
Клетки из эксперимента Митинори Саитоу и его коллег
Saitou et al. 2018 / Science

В конце нынешней недели группа японских ученых из университетов Киото и Кюсю сообщила, что ей удалось превратить индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека в оогонии – клетки-предшественники яйцеклеток. Ранее тот же коллектив, который возглавляет Митинори Саитоу (Mitinori Saitou), добился аналогичного результата с лабораторными мышами.

В эксперименте с мышиными клетками ученые пошли и дальше, получив из оогоний полноценные яйцеклетки и добившись в итоге рождения из них мышат. С человеческими клетками довести до этой стадии эксперимент не удалось, причем не только из-за этических и юридических запретов, но и по объективным причинам – клетки не перешли к новому этапу своего развития. Но даже достигнутая стадия – большой шаг вперед в этой области.

Напомним, что индуцированные плюрипотентные стволовые клетки получаются из обычных клеток организма (чаще всего используют клетки кожного эпителия), которые превращены в стволовые клетки. Для этого в геном этих клеток вводят четыре гена, которые обычно активны на ранних этапах развития. Получив индуцированную стволовую клетку (iPS-клетку), потом можно определенным образом воздействовать на нее, чтобы она дала начало клеткам нужного типа. Такой процесс называется дифференцировкой. Получается, что из соматических клеток определенного типа можно получить соматические клетки другого типа. Но вот получение из индуцированных стволовых клеток не соматических, а половых клеток (яйцеклеток или сперматозоидов) – куда более сложная задача. Слишком много условий должно быть выполнено для достижения результата.

В очерке, посвященном получению сперматозоидов из стволовых клеток мышей, мы проследили и развитие сперматозоидов в живом организме. Теперь расскажем, как появляются яйцеклетки.

История и сперматозоидов, и яйцеклеток начинается одинаково – с первичных половых клеток, которые называют также примордиальными (от лат. primordium «начало, зарождение») половыми клетками, или гоноцитами. Первичные половые клетки возникают на эмбриональном этапе развития и отделяются от прочих клеток очень рано, когда у эмбриона еще нет никаких половых желез. Образуются они в особом органе – желточном мешке, находящемся даже вне растущего тела. Потом они пускаются в путь и достигают места в эмбрионе, где должны сформироваться половые железы. У человека миграция первичных половых клеток начинается примерно на 28 день развития.

После великого похода судьба мужских и женских первичных половых клеток отличается. Предшественники яйцеклеток (их на данной стадии называют оогониями) многократно митотически делятся. В итоге их число достигает примерно семи миллионов (у эмбриона человека это происходит на пятом месяце). Когда период деления завершается, начинается фаза роста. Оогонии увеличиваются в размере и окружаются слоем соматических клеток, образуя примордиальные фолликулы. Сами половые клетки теперь называются ооцитами первого порядка. В фолликулах начинается новая стадия деления, уже не митотическая, а мейотическая. Но если будущие сперматозоиды проходят мейоз быстро, то у яйцеклеток первая фаза мейоза замирает и растягивается в результате на годы – вплоть до полового созревания. Предположительно, процесс мейоза тормозится фолликулярными клетками.

В течение всего этого времени большая часть ооцитов первого порядка гибнет, под действием механизма запрограммированной клеточной смерти. Если максимальное число оогоний достигало семи миллионов, то у новорожденной девочки их один или два миллиона, к семи годам – не больше 300 тысяч, а ко времени полового созревания – лишь несколько десятков тысяч. Впрочем, этого вполне достаточно, так как за всю жизнь женщины у нее созревает лишь несколько сотен яйцеклеток. В чем смысл возникновения такого числа клеток предшественников и их массовой гибель, до сих пор неясно.

Итак, после наступления полового созревания ооциты под действием выделяемых гипофизом гонадотропинов поулчают возможность завершить первый мейоз, затем второй и превратиться в яйцеклетку.

В 2016 году команда Митинори Саитоу добилась превращения iPS-клеток мышей в оогонии, а затем, поместив полученные клетки в группы клеток, взятые из яичников мышей, добиться превращения их в зрелые яйцеклетки. Нельзя сказать, что всё прошло гладко. В полученных яйцеклетках оказалось куда больше хромосомных аномалий, чем в тех яйцеклетках, что развиваются в яичниках мышей обычным путем. Но у 75 % клеток было правильное число хромосом. Часть этих клеток были искусственно оплодотворены мышиными сперматозоидами. Получилось более 300 эмбрионов, которые на стадии двух клеток были имплантированы в матки самкам мышей. Однако только одиннадцать из этих эмбрионов благополучно перенесли всю беременность. Все одиннадцать мышат выросли и, став взрослыми, сами произвели на свет здоровое потомство.

С получением яйцеклеток из стволовых клеток человека до последнего момента дело обстояло хуже. Максимальная стадия, которой удавалось добиться, это получение первичных половых клеток, дальше развитие останавливалось.

Митинори Саитоу, доведя клетки до этой стадии, использовали свое прежнее достижение. Они поместили первичные половые клетки в «искусственные яичники» – группы клеток яичников мышей, культивируемые в лабораторных условиях. Выжила только часть клеток, но через 77 дней обнаружилась, что эти клетки экспрессируют белки, характерные для оогониев.

Правда, дальнейший ход развития оборвался. Даже после четырех месяцев культивации оогонии не приступили к мейозу. Причины этого остаются неясными. Чтобы пойти дальше, нужно понять многие пока еще неизвестные детали в развитии оогониев и влиянии на них со стороны фолликулярных клеток. Возможно, препятствием для дальнейшего развития служит использование мышиных, а не человеческих клеток яичника.

Успех, достигнутый японскими учеными с мышиными яйцеклетками, заставляет предполагать, что повторение этого достижение с человеческими клетками не станет непосильной задачей. Когда в будущем удастся совершить дальнейшие шаги, и получить из оогониев ооциты, а из них  зрелые яйцеклетки, это станет самым большим прорывом в репродуктивной медицине со времен изобретения искусственного оплодотворения и откроет новые перспективы в лечении бесплодия.

Но одновременно потенциальная возможность получения яйцеклеток и сперматозоидов из iPS-клеток поднимает множество этических проблем. Можно представить себе утопическое (или антиутопическое) общество, в котором для получения ребенка можно использовать любые клетки, превратив их сначала в iPS-клетки, затем в половые клетки, а потом прибегнув к искусственному оплодотворению. Гомосексуальные пары смогут завести детей, создав недостающие половые клетки из клеток своей кожи. Можно будет получить детей от уже умерших людей или же похитить клетки знаменитости, чтобы родить ребенка от нее. Больших сложностей с добычей материала не возникнет, ведь достаточно будет частичек кожи или волосяного фолликула.

Об исследовании рассказывает статья, опубликованная в журнале Science.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея акустика Александр Лавров альтернативная энергетика «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Африка бактерии бедность библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса Византия викинги вирусы военная полиция Вольное историческое общество воспитание Вселенная вулканология гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление гравитация грибы грипп дельфины демография демократия дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение змеи зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам исламизм история история искусства история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура картография католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ кельты киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор космос криминалистика культура культурная антропология Курская область лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна льготы мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования Международный арбитражный суд в Гааге местное самоуправление Металлургия метеориты микробиология микроорганизмы Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые научный юмор неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны облачные технологии обучение общество одаренные дети онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика перевод персональные данные планетология погода подготовка космонавтов политика право преподавание истории приматы продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Российская империя Русал русский язык рыбы Сергиев Посад сердце Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология финансовый рынок фольклор химия христианство Центр им.Хруничева черные дыры школа эволюция экология эмбриональное развитие эпидемии эпидемиология этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 495 980 1894.
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.