Японские биологи впервые смогли превратить обычные клетки мышей в полноценные яйцеклетки, оплодотворить их и вырастить нормальное потомство, способное размножаться. За последние несколько десятилетий биологи научились превращать стволовые клетки в ткани костей, мускулов, кожи и нервной системы, которые могут стать «запасными частями» на случай повреждения тканей тела или лекарством для лечения дегенеративных заболеваний. Особое внимание издавна привлекает превращение стволовых клеток в половые клетки, пригодные для размножения.
Группа ученых под руководством Митинори Саито (Mitinori Saito) из университета города Киото (Япония) уже более пяти лет работает над получением полноценных половых клеток из стволовых клеток и «заготовок» сперматозоидов и яйцеклеток. В августе 2011 года Саито и коллеги научились выращивать сперматозоиды из эмбриональных и стволовых клеток. Через год японские биологи успешно использовали полученный опыт для превращения стволовых клеток в «заготовки» яйцеклеток, которые они имплантировали бесплодной мыши и получили потомство.
В своей новой статье Саито описывает логический шаг — полное повторение всего процесса формирования женских половых клеток в лабораторных условиях, начиная со стволовых клеток и заканчивая получением полноценных яйцеклеток. Для решения задачи ученым пришлось модернизировать «лабораторные яичники» из других эмбриональных клеток, которые они использовали в предыдущих экспериментах, и воздействовать на них гормональными сигналами для развития «заготовок» яйцеклеток в зрелые яйцеклеток. Процесс роста яйцеклеток длится примерно один месяц. Дольше всего формируются «заготовки» половых клеток — на это уходит около трех недель, еще 11 дней они растут и развиваются, и один день — на формирование. Результатом этого процесса являются нормальные яйцеклетки, которые не отличаются от естественных, но несколько отличаются набором активных генов.
Эти различия, как показали эксперименты по имплантации и оплодотворению в матке суррогатных мышей, повлияли на их фертильность: только около 3% яйцеклеток успешно оплодотворилось, имплантировалось и развилось в нормальный зародыш. В среднем процедуру искусственного оплодотворения успешно переживает больше половины яйцеклеток — на порядок больше, чем в описанной статье. Несмотря на такие проблемы, все оплодотворенные зародыши превратились в нормальных мышей, из которых развились нормальные мыши, причем и самки, и самцы, родившиеся из таких яйцеклеток, смогли оставить нормальное потомство.
Успешное завершение этих экспериментов, как отмечают Саито и его коллеги, дает человечеству новую надежду на то, что методики выращивания яйцеклеток могут дать шанс многим бесплодным парам продолжить род.