Вчені створили хімерних щурів, у яких органи, що виробляють гамети, замінили на донорські - від інших щурів і навіть мишей. Отримані таким чином в хімерних щурах гамети несли або задану вченими генетичну інформацію, або взагалі належали іншому виду, і при цьому зберігали свою життєздатність і функції. Вчені сподіваються, що запропонований ними підхід стане зручним інструментом для генетичних досліджень, а може бути навіть врятує деякі вимираючі види тварин від зникнення. Роботу опубліковано в
Генно-інженерні тварини дозволяють вченим досліджувати функції генів в організмі і моделювати спадкові захворювання людини. Наприклад, за допомогою технології генного редагування CRISPR/Cas9 можна створювати мозаїчних тварин, у яких частина клітин буде нести задану мутацію, а частина - ні. Також можна додати в клітини штучну мишачу хромосому, яка може нести на собі кілька мільйонів пар нуклеотидів. Штучну мишачу хромосому часто використовують для створення гуманізованих моделей тварин, але вставки такої довжини не можна отримати звичайним редагуванням ембріонів.
Однак отримані тваринами модифікації часом не передаються у спадок або передаються з поганою ефективністю, тому що змінені клітини програють у конкуренції клітинам тварини-господаря. Тому вчені, які працюють у цій галузі, вже деякий час шукали експериментальний підхід, який дозволив би їм вирощувати тварин з життєздатними статевими клітинами, що несуть задані мутації.
Також існує технологія, коли стовбурові клітини однієї тварини (донора) підсаджують в інший зародок з мутацією, яка не дозволяє якомусь органу розвиватися. У результаті в другій тварині (господарі) цей орган розвивається з наданих зародку стовбурових клітин. Наприклад, таким чином можна навіть створити щурів, у яких будуть утворюватися мишачі нирки, або навпаки, мишей з щурячими органами. Якщо таким же чином отримати хімерних тварин з несучими мутації статевими залозами (гонадами: насінниками і яєчниками), то статеві клітини у таких тварин передавали б необхідну генетичну інформацію потомству.
Біологам з японського Національного інституту фізіологічних наук під керівництвом Масумі Хірабаясі (Masumi Hirabayashi) вдалося виростити гонади в щурах з відсутнім геном, який відповідає за розвиток цих органів у тварин.
Спочатку вчені перевірили, чи забезпечить нокаут гена розвиток у зародках гонад тільки з донорських стовбурових клітин. Для цього несучі ген червоної флуоресценції стовбурові клітини впроваджували в бластоцисти (зародки на ранній стадії розвитку) щурів з нокаутом, і підсаджували щурам-матерям. Експеримент пройшов вдало: клітини статевих залоз у отриманих щурів мали червону флуоресценцію. У цих органах були відсутні клітини тварини-господаря.
Далі вчені протестували, чи можна розвести за допомогою цього методу потомство з додатковою штучною хромосомою. За аналогією з попереднім експериментом, дослідники додали в бластоцисти з нокаутом стовбурові клітини, що несуть штучну мишачу хромосому. Як репортерний ген на хромосомі був ген зеленої флуоресценції. Таким чином вдалося отримати щурів, у яких гонади виробляли статеві клітини зі штучною мишиною хромосомою. Схрестивши цих тварин, автори роботи отримали потомство, у яких штучна хромосома була вже у всіх клітинах тіла.
Таким же чином вчені створили хімерних щурів з мишачими статевими залозами, додавши в бластоцисти щурів стовбурові клітини мишей. Вироблені тваринами сперматозоїди погано рухалися, але виявилися функціональними. Дослідникам вдалося штучно запліднити звичайних мишей цими клітинами і отримати здорове потомство. Майже половина мишан мала флуоресценцію, що узгоджується з менделівським розподілом.
Автори роботи показали, що можливо створювати хімерних тварин зі статевими залозами, що розвинулися зі стовбурових клітин тварини іншого виду. Дослідники припускають, що ця технологія знайде застосування не тільки як інструменту для фундаментальних досліджень: вони сподіваються, що таким чином можна буде підтримувати чисельність видів, яким загрожує вимирання. Достатньо буде виростити статеві залози цих тварин в інших тварин-господарях і схрестити їх.
Подібна технологія - вирощування органів тварин іншого виду в тварині-господарі - може знайти застосування в медицині. Можливо, коли-небудь людські органи для трансплантації будуть вирощувати в хімерних свинях або мавпах. Незважаючи на всі етичні питання, пов'язані з таким підходом, і заборони, які в деяких країнах накладені на дослідження в цій області, ставлення людей до ідеї органів з химер, здається, поступово змінюється в бік схвалення.