Шаг к генам мамонта оказался неожиданно мелким — размером в одну хромосому. Учёные оживили чужую ДНК внутри живого организма
NewsMakerИсследователи восстановили структуру ДНК из замороженных клеток крови с помощью яйцеклеток.
Воскрешение вымерших животных пока остается красивой фантазией, а не рабочей технологией. Для клонирования мамонта или другого исчезнувшего вида нужны почти идеальные клетки, целые ядра и подходящие яйцеклетки близких животных. Древняя ДНК обычно приходит к ученым в куда худшем виде: фрагменты повреждены, клетки мертвы, а биология, как обычно, не спешит подстраиваться под человеческие мечты о парке юрского периода.
Исследователи предложили более скромный, но гораздо более реалистичный путь. Вместо попытки вернуть к жизни целый организм ученые «оживили» одну хромосому и проверили, может ли такая хромосома работать внутри клетки другого вида. Работа опубликована в журнале Scientific Reports.
Команда начала с ядер мертвых клеток крови крысы, которые больше года пролежали в заморозке. Ученые ввели ядра в неоплодотворенные мышиные яйцеклетки. Такая среда заставила свободную крысиную ДНК снова свернуться в хромосомы. Затем исследователи извлекли одну хромосому и перенесли ее в свежую мышиную яйцеклетку, которую оплодотворили обычной мышиной спермой.
Получившийся эмбрион развивали в лаборатории до стадии бластоцисты. На раннем этапе ученые выделили стволовые клетки, которые несли полный мышиный набор из 40 хромосом и одну дополнительную крысиную хромосому. Затем гибридные стволовые клетки ввели в нормальные мышиные эмбрионы. Так появились химерные мыши с клетками, в которых присутствовала и мышиная, и крысиная ДНК.
Проверить работу крысиной хромосомы помогла заранее встроенная в исходные клетки метка GFP. Белок заставляет ткани светиться зеленым при специальном освещении. У получившихся мышей зеленые участки нашли в мозге, сердце, мышцах и кишечнике. Сердечные клетки также активно считывали крысиный ген Hsp90ab1, а значит чужая хромосома не просто сохранялась в клетках, а участвовала в работе организма.
Авторы считают, что метод может помочь изучать гены давно исчезнувших видов, если ученым удастся найти достаточно хорошо сохранившийся материал. Новая работа не приближает появление живых мамонтов в зоопарках и не решает главную проблему клонирования вымерших животных. Зато исследование показывает другой путь: не собирать целый организм из обломков ДНК, а проверять работу отдельных хромосом и генов в живых клетках.
Для палеогенетики такой подход может оказаться важнее эффектных разговоров о «воскрешении» вымерших видов. Одна рабочая хромосома способна рассказать, как функционировали гены исчезнувшего животного, какие белки производили клетки и какие биологические механизмы сохранились в поврежденном генетическом материале. До прогулок мамонтов по снегу путь по-прежнему огромный, но у ученых появился способ задавать древней ДНК вопросы, на которые раньше мертвые клетки просто не отвечали.
Воскрешение вымерших животных пока остается красивой фантазией, а не рабочей технологией. Для клонирования мамонта или другого исчезнувшего вида нужны почти идеальные клетки, целые ядра и подходящие яйцеклетки близких животных. Древняя ДНК обычно приходит к ученым в куда худшем виде: фрагменты повреждены, клетки мертвы, а биология, как обычно, не спешит подстраиваться под человеческие мечты о парке юрского периода.
Исследователи предложили более скромный, но гораздо более реалистичный путь. Вместо попытки вернуть к жизни целый организм ученые «оживили» одну хромосому и проверили, может ли такая хромосома работать внутри клетки другого вида. Работа опубликована в журнале Scientific Reports.
Команда начала с ядер мертвых клеток крови крысы, которые больше года пролежали в заморозке. Ученые ввели ядра в неоплодотворенные мышиные яйцеклетки. Такая среда заставила свободную крысиную ДНК снова свернуться в хромосомы. Затем исследователи извлекли одну хромосому и перенесли ее в свежую мышиную яйцеклетку, которую оплодотворили обычной мышиной спермой.
Получившийся эмбрион развивали в лаборатории до стадии бластоцисты. На раннем этапе ученые выделили стволовые клетки, которые несли полный мышиный набор из 40 хромосом и одну дополнительную крысиную хромосому. Затем гибридные стволовые клетки ввели в нормальные мышиные эмбрионы. Так появились химерные мыши с клетками, в которых присутствовала и мышиная, и крысиная ДНК.
Проверить работу крысиной хромосомы помогла заранее встроенная в исходные клетки метка GFP. Белок заставляет ткани светиться зеленым при специальном освещении. У получившихся мышей зеленые участки нашли в мозге, сердце, мышцах и кишечнике. Сердечные клетки также активно считывали крысиный ген Hsp90ab1, а значит чужая хромосома не просто сохранялась в клетках, а участвовала в работе организма.
Авторы считают, что метод может помочь изучать гены давно исчезнувших видов, если ученым удастся найти достаточно хорошо сохранившийся материал. Новая работа не приближает появление живых мамонтов в зоопарках и не решает главную проблему клонирования вымерших животных. Зато исследование показывает другой путь: не собирать целый организм из обломков ДНК, а проверять работу отдельных хромосом и генов в живых клетках.
Для палеогенетики такой подход может оказаться важнее эффектных разговоров о «воскрешении» вымерших видов. Одна рабочая хромосома способна рассказать, как функционировали гены исчезнувшего животного, какие белки производили клетки и какие биологические механизмы сохранились в поврежденном генетическом материале. До прогулок мамонтов по снегу путь по-прежнему огромный, но у ученых появился способ задавать древней ДНК вопросы, на которые раньше мертвые клетки просто не отвечали.