Хромосому крысы из замороженных клеток восстановили внутри мышей

Учёные из Японии предложили новый подход к восстановлению генетического материала давно умерших животных. Вместо того чтобы воссоздавать целый геном, они сосредоточились на отдельных хромосомах. Исследователи использовали замороженные клетки крови крыс, хранившиеся при −30 °C более года. Эти клетки ввели в мышиные яйцеклетки, из которых предварительно удалили ядро. Внутри яйцеклетки крысиные хромосомы уплотнились, и учёные смогли извлечь одну из них с помощью микроинструментов.

Как переносили хромосому

После извлечения хромосому перенесли в обычную мышиную яйцеклетку и оплодотворили её мышиным сперматозоидом, помеченным зелёным флуоресцентным белком (GFP), чтобы отслеживать развитие эмбриона. Эксперимент позволил получить 17 линий эмбриональных стволовых клеток, две из которых содержали 41 хромосому, включая 9-ю крысиную хромосому. Эти стволовые клетки использовали для создания химерных мышей — организмов, состоящих из генетически разнородных клеток.

Проверка тканей показала, что гены на 9-й крысиной хромосоме не только сохранились в организме химер, но и активно экспрессировались. Это означает, что отдельная хромосома может функционировать внутри клеток другого вида. Однако успех пока ограничен: только 9-я хромосома крысы относительно хорошо интегрировалась в мышиную клеточную среду и позволила эмбриону развиваться дальше. Попытки добавить другие хромосомы часто приводили к нарушениям или остановке развития.

Перспективы для вымерших видов

На данный момент учёные не ставят целью полное клонирование вымерших животных, таких как мамонт. Работа с древней ДНК осложнена её фрагментацией. Вместо этого исследователи сосредоточились на изучении отдельных клеточных структур и их работоспособности в живых клетках. Хотя полное восстановление вымерших видов остаётся делом далёкого будущего, метод переноса отдельных хромосом может стать инструментом для изучения древних генов и разработки программ сохранения редких видов.

Интересно, что в 2022 году другая японская группа уже экспериментировала с дополнительными хромосомами: они создали линию крыс, в клетках которых присутствовала человеческая 21-я хромосома, для моделирования синдрома Дауна. Нынешняя работа отличается целью — извлечение и проверка функциональности хромосомы из замороженного материала.

Вакаяма ведёт переговоры с коллегами, изучавшими клеточные ядра мамонта Юка возрастом около 28 тысяч лет. Ранее у этих ядер наблюдали частичную биологическую активность после переноса в мышиные яйцеклетки. Теперь учёные надеются применить свою методику к тканям современных слонов, чтобы понять, насколько успешно можно переносить хромосомы из одного вида в другой.

Исследователи подчёркивают, что главная цель — не единичные удачные случаи, а создание устойчивой системы, в которой дополнительная хромосома стабильно сохранялась бы во всех клетках развивающегося организма. Пока этого удалось достичь только для 9-й крысиной хромосомы, что указывает на ограниченную межвидовую хромосомную совместимость и необходимость дополнительных механизмов настройки.