В норме развитие эмбриона у млекопитающих невозможно без ДНК от обоих полов. Это связано с явлением импринтинга — химической «подписи» на ДНК, которая по-разному расставляется у мужчин и женщин. У самцов импринтинг стимулирует рост эмбриона, у самок — подавляет его. Односторонний набор этих меток приводит к гибели эмбриона.
Впервые обойти это ограничение удалось в 2004 году, когда японские биологи получили потомство от двух яйцеклеток с помощью генной модификации. Позже повторили аналогичное для сперматозоидов, но тогда все мыши умирали в течение суток. Проблема была в удалении участков ДНК, что вредило нормальному развитию.
Как сообщает издание arstechnica со ссылкой на источник PNAS, команда исследователей впервые использовала точечное редактирование метилирования — химических меток, изменяющих активность генов. Они не удаляли участки генома, а переписывали «подписи» так, чтобы один из наборов хромосом вел себя как материнский.
Для этого сперматозоиды брали у двух разных подвидов мышей, чтобы различать ДНК. Используя модифицированную систему CRISPR, ученые метилировали нужные участки на одном из наборов. После этого оба ядра вводили в яйцеклетку с удаленным геномом и имплантировали эмбрионы.
Из 250 отредактированных эмбрионов возникло 16 беременностей, три мышонка родились живыми. Один погиб через сутки из-за нарушений роста, два других выжили. Все были самцами. Причина низкой выживаемости — необходимость идеально отредактировать геном, а это крайне сложно. Также возможны побочные изменения в других зонах ДНК.
С практической точки зрения технология пока далека от применения. Но с научной — это яркое доказательство: импринтинг и метилирование действительно критически важны для развития млекопитающих. Как отмечают авторы, если бы теория была ошибочной, не выжил бы ни один эмбрион.
Ранее мы рассказывали о неожиданном открытии ученых: мыши пытаются оказать «первую помощь» сородичам.