Обезьяны «от трех родителей» выросли здоровыми и плодовитыми

Ma et al. / Human Reproduction, 2020

Группа американского биолога Шухрата Миталипова опубликовала отчет о девятилетних наблюдениях за обезьянами, полученными в результате митохондриального переноса — так называемой технологии «ребенка от трех родителей». Этот метод разработали для лечения митохондриальных болезней, однако людей, на которых его испробовали, пока слишком мало, чтобы судить о его безопасности. Исследователи подтвердили, что у обезьян не возникло никаких заболеваний, а донорские митохондрии прижились в клетках. Правда, вместе с ними сохранилась и часть «ненужных» митохондрий. Кроме того, некоторые обезьяны передали своему потомству отцовские митохондрии, которые по наследству обычно не переходят. Работа опубликована в журнале Human Reproduction.

Технология «детей от трех родителей» — единственный доступный сегодня способ «починить» гены у зародыша (подробнее о нем мы писали в материале «Терапия зла»). Правда, работает он только для митохондриальных болезней — тех, что вызваны мутациями в митохондриальной ДНК. Вклад «третьего родителя» здесь, на самом деле, минимален: женщина («вторая мать») отдает свою яйцеклетку, чтобы из нее удалили собственное ядро и пересадили в нее генетический материал из оплодотворенной яйцеклетки (этот метод называют переносом веретена, spindle transfer). При этом подавляющее большинство генов достаются ему от «основных» родителей, а от «второй матери» — только митохондрии, зато без наследственных дефектов.

Эту технологию уже пробовали на людях — «дети от трех родителей» родились по меньшей мере в Мексике, Украине и Греции. Однако в большинстве стран эта процедура до сих пор запрещена законом. Дело здесь не только в этических ограничениях. Поскольку методика эта довольно молодая, ученые пока не могут быть полностью уверенными в том, что она безопасна. С одной стороны, материнские митохондрии могут проникнуть в донорскую яйцеклетку в процессе пересадки ядер — а затем размножиться там и вытеснить собственные митохондрии донора. С другой стороны, точно так же могут попасть внутрь и отцовские митохондрии — которые в ходе обычного оплодотворения погибают и не передаются ребенку. Наконец, неизвестно, как разные митохондрии будут уживаться друг с другом, а заодно и с ядром — поскольку есть подозрения, что ядерные и митохондриальные гены каким-то образом взаимодействуют.

Чтобы не дожидаться, пока «дети от трех родителей» подрастут, группа американских ученых под руководством Шухрата Миталипова (Shoukhrat Mitalipov) из Орегонского университета здоровья и науки провела контрольный эксперимент на макаках-резусах. Исследователи скрестили животных из двух изолированных популяций: индийской и китайской. При этом у каждого детеныша были «основные» родители из Индии, а «вторая мать» (донор митохондрий) из Китая. Поскольку митохондрии в двух популяциях долгое время накапливали уникальные генетические отличия, ученые рассчитывали, что такой дизайн эксперимента поможет им подсчитать, чьи митохондрии и в каком соотношении окажутся в клетках обезьян «от трех родителей».

Всего в ходе эксперимента родились пять макак (их назвали Mito, Tracker, Spindler, Spindy и Crysta — в честь митохондрии и технологии переноса веретена). Исследователи наблюдали за их жизнью в течение девяти лет и сверяли показатели их здоровья с группой контрольных животных. Никаких отличий — в весе, составе крови и строении основных органов — за все это время у них не заметили. С плодовитостью у обезьян «от трех родителей» тоже все оказалось в порядке: как двое самцов, так и единственная самка из этого эксперимента смогли зачать жизнеспособное потомство.

Кроме того, исследователи брали у подопытных животных образцы тканей из разных органов и подсчитывали в них соотношение митохондриальных последовательностей. Оказалось, что митохондриальная ДНК «настоящей» матери все-таки сохраняется в клетках ребенка, но доля ее может быть разной в зависимости от органа: от 2-3 процентов в крови до 16,6 процента в кишечнике. Отцовскую митохондриальную ДНК ни у кого из них обнаружить не удалось.

Затем авторы работы решили проверить, как потомство обезьян «от трех родителей» наследует их митохондриальную ДНК. Всего детенышей второго поколения в эксперименте родилось три: двое от самцов и один от самки. У первых двух никакой отцовской митохондриальной ДНК обнаружить не удалось, что неудивительно — поскольку они были зачаты естественным путем, то им и не положено было наследовать отцовские митохондрии.

А вот у третьего детеныша отцовских митохондрий оказалось неожиданно много: их нашли в 20 органах из исследованных 28, причем доля их доходила до 33 процентов (в клетках крови). Чтобы выяснить, связано ли это с митохондриальным переносом, авторы работы скрестили этого самца с другими самками и исследовали клетки его детенышей (то есть уже внуков обезьяны «от трех родителей»). Из 10 детенышей у 9 отцовские митохондрии найти не удалось, но у десятого их снова нашли — и снова более 30 процентов. Поэтому ученые заключили, что такой тип наследования не связан с репродуктивной технологией — по всей видимости, это свойство некоторых самцов, которому до сих пор нет объяснения.

Таким образом, исследователи получили доказательства того, что технология митохондриального переноса не влияет ни на здоровье потомства, ни на его плодовитость, ни на передачу митохондрий в следующих поколениях. Тем не менее они отмечают, что в их эксперименте животные не страдали митохондриальными болезнями — и их митохондрии могут вести себя по-другому (например, лучше или хуже выживать внутри клеток), чем у людей, к которым эту технологию применяют в клинике.

Кроме того, они в очередной раз продемонстрировали, что митохондриальная ДНК может передаваться по наследству от отца. Долгое время это считалось невозможным, пока несколько лет назад такие случаи не встретились врачам в клинической практике. Полтора года спустя к этим данным вышло опровержение. Но теперь, вероятно, механизм наследования митохондрий придется снова пересмотреть.

Полина Лосева

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.