Подписывайтесь на нас в соцсетях

fb.com/scientificatheism.org

Почему для рождения детенышей млекопитающих необходимо как женское, так и мужское начало? Ответ на этот вопрос искали профессор Борис Конюхов и группа его сотрудников из Института общей генетики РАН. Результаты их исследования закономерностей партеногенеза и геномного импринтинга были удостоены премии МАИК "Наука/Интерпериодика" за 2001 год.

Человечество издавна допускало возможность зарождения новой жизни с участием только одного родителя, скажем, только матери. Доказательство тому - легенда о непорочном зачатии. Действительно, партеногенез - так называется размножение организмов без участия мужских особей - в природе встречается. Этим способом предпочитают размножаться некоторые скалистые ящерицы, обитающие далеко друг от друга. Он встречается у рыб, например карася, многих червей, насекомых. Но никогда - у млекопитающих.

Почему это так, выяснилось в середине 80-х годов XX века, когда английские и американские ученые открыли явление под названием геномный импринтинг. Что это такое? Все мы получаем один набор генов от матери, другой - от отца.

- У большинства генов работают обе копии. Но есть такие гены, у которых работает только материнская. У некоторых других - только отцовская копия. Другая в этом случае не действует, "молчит", - объясняет Борис Конюхов. - Говорят, что они "находятся под импринтингом". Известно около 40 таких генов. Как это ни странно, они одинаковы у всех млекопитающих: что у мыши, что у человека. Слово "импринтинг", то есть "запечатление", биологи в данном случае используют для того, чтобы обозначить: на ген было произведено необратимое воздействие.

Обычно для синтеза любого белка организму достаточно одной копии гена. Если в геноме развивающегося зародыша есть и материнские, и отцовские гены, то любой импринтированный, "молчащий" ген имеет свою работающую копию. Тогда все в порядке. Однако если составить геном зародыша только из материнских или отцовских хромосом, то "молчать" будут обе копии.

Партеногенетические эмбрионы млекопитающих можно получить в эксперименте, если удвоить у яйцеклетки ее собственный набор хромосом. Какое-то время такие зародыши живут, хотя они с самого начала отличаются мелкими размерами и недоразвитой плацентой, но довольно скоро погибают. И шансов выжить нет: они не получили работающие гены от отца, а в них были закодированы белки, необходимые для развития тканей и органов. Можно даже сделать зародыши из двух мужских геномов - андрогенетические. Они оказываются еще мельче и еще менее жизнеспособны. Иными словами, для нормального развития организма млекопитающего нужно как женское, так и мужское начало.

Ученые, однако, пытаются дать шанс на жизнь зародышам, появившимся в результате "непорочного зачатия".

- Мы обработали ранние партеногенетические эмбрионы мышей факторами роста - цитокинами, - рассказывает профессор Конюхов. - Они оказывают сильное влияние на эмбриональное развитие тканей и органов и, вероятно, могут скомпенсировать нехватку нужных белков. Исследователям удалось существенно продлить жизнь мышиных зародышей, у которых была нормально развитая плацента. Есть и другой путь - воздействовать на ДНК импринтированных генов. Ученые считают: гены "молчат" из-за того, что к определенным участкам ДНК присоединяются метильные группы.

- Можно воздействовать на партеногенетические мышиные эмбрионы веществом (5-азацитидином), которое эти группы убирает, - продолжает Борис Конюхов. - Результат оказался обнадеживающим - зародыши прожили гораздо дольше.

Исследователи надеются, что в будущем они смогут создать коктейль из разных веществ, с помощью которого удастся получить взрослых партеногенетических животных.

Геномный инпринтинг возник в процессе эволюции только у млекопитающих, вернее, даже не у всех, а у самой высокоорганизованной группы - плацентарных млекопитающих. Хотя он есть и у некоторых цветковых, опять же высших, растений. Ученые предполагают, что его основная роль - не допустить партеногенез. Дело в том, что для эволюции партеногенез невыгоден - чтобы было развитие, необходимо слияние в потомстве разных геномов.

Какую же цель преследуют ученые, которые упорно идут против природы, добиваясь успешного партеногенеза у млекопитающих?

- Конечно, это очень интересно с теоретической точки зрения, для понимания механизма эмбрионального развития, - объясняет руководитель исследования, - но не только. Партеногенез был бы полезен в животноводстве, чтобы получать и сохранять в чистом виде ценные породы сельскохозяйственных животных. Его можно рассматривать как альтернативу клонированию, как "полуклонирование". Поскольку здесь не нужна пересадка ядра в яйцеклетку, технически это проще.