Возможно ли оплодотворение без оплодотворения?

28.11.2011 Наука и жизнь

Оплодотворение вероятно кроме того по окончании того, как в яйцеклетке включилась эмбриональная программа и она приготовилась делиться.

И сперматозоид, и яйцеклетка (ооцит) – предельно специальные клетки с конкретной функцией: они должны слиться совместно, объединить собственные геномы и запустить формирование нового организма. Наряду с этим сперматозоид, к примеру, всецело «забывает», кем он был – он уже не плывущая клетка, которая пытается ко в полной мере определённой цели, он уже легко отцовская добрая половина генома. Такие разительны перемены, как считалось до сих пор, в мужской половой клетке происходят под влиянием яйцеклетки.

Яйцеклетка человека с двумя запасными питающими клетками лучистого венца – одной из оболочек яйцеклетки. (Фото Wellcome Images / www.flickr.com/photos/wellcomeimages/5988078070/.) Слева – введение сперматозоида в одноклеточный зародыш мыши (ДНК зародыша и сперматозоида окрашена синим); справа – разделившийся по окончании введения сперматозоида зародыш: в одной оказавшейся клетке имеется хромосомы лишь из яйцеклетки (жёлтым), в второй же е‹ ›

Возможно ли оплодотворение без оплодотворения?

Но вот исследователям из Университета Бата и Регенсбургского университета пришло в голову проверить, может ли уже оплодотворённая яйцеклетка кроме этого руководить сперматозоидом? Так как по окончании оплодотворения яйцеклетка уже не яйцеклетка, это уже первая клетка зародыша с двойным комплектом хромосом, другими словами – одноклеточный эмбрион, что вот-вот начнёт делиться. Может ли эмбрион воспринять генетическую данные от сперматозоида?

Дабы проверить это, Энтони Перри (Anthony C. F. Perry) и его сотрудники запустили в мышиных ооцитах программу партеногенетического развития, в то время, когда неоплодотворённый ооцит обрабатывают определённым образом, превращая его в эмбрион. Другими словами, строго говоря, оплодотворения тут нет, но эмбриональная программа развития трудится равно как и при оплодотворении. Таковой партеногенетический зародыш остаётся гаплоидным, другими словами в нём все хромосомы в нём всего лишь в одной копии.

Развитие зародыша начинается с того, что его самая первая клетка удваивает генетический материал и делится надвое. В опыте по окончании того, как партеногенетическая яйцеклетка сделала копию ДНК и уже готова была начать фактически деление на две клетки, в неё вводили сперматозоид. Сейчас в зародыше было три комплекта хромосом: два – от яйцеклетки, которая удвоила ДНК, но ещё не разделилась, и один – от сперматозоида.

При делении хромосомы, как мы знаем, расходятся по дочерним клеткам, и в данной обстановке хромосомы имели возможность разбежаться по-различному. Но клетки, которым достался бы лишь один хромосомный комплект (будь то мужской либо женский), дальше развиваться бы просто не смогли.

То же самое касается тех, которым достались бы обе женские копии, другими словами каковые остались бы партеногенетическими эмбрионами – таковой сценарий при с млекопитающими по окончании нескольких клеточных делений заканчивается смертью эмбриона. Так что шанс был лишь у тех клеток, каковые по окончании деления взяли один хромосомный комплект от яйцеклетки, а второй, позднее, от сперматозоида.

Другими словами последовательность была такая: сперва яйцеклетку спровоцировали на партеногенез, так что она прекратила быть яйцеклеткой и начала подготавливаться к делению, но перед тем, как она поделилась, в неё всё-таки внесли сперматозоид. Оплодотворению тут подвергли уже начавший развиваться эмбрион, не смотря на то, что оплодотворением именовать это запрещено, скорее, превращением партеногенетического эмбриона в простой.

И вот, в то время, когда такие эмбрионы поместили в мышей, из них оказались нормальные мышата (действительно, лишь в 10,4 процентов, остальные зародыши гибли на протяжении внутриутробного развития). В будущем мыши, показавшиеся на свет таким необычным методом, сами благополучно размножались.

В то время, когда сперматозоид сливается с яйцеклеткой, в её цитоплазму переходит содержимое сперматозоида, другими словами ядро с ДНК и кое-какие клеточные органеллы. ДНК сперматозоида настроена совсем определённым образом, и эта настройка сохраняется и в первое время по окончании слияния. Как мы знаем, активность генов возможно регулировать тем, что кое-какие из них сохраняются в «архиве» в комплексе с белками-упаковщиками, которыми простых клетках являются гистоны, а в сперматозоидах – белки-протамины.

Такие плотноупакованные гены недоступны для других клеточных протеиновых автомобилей, каковые просматривают генетическую данные и воплощают её, так сообщить, в судьбу. У сперматозоидов ДНК вся упакована в протаминовых комплексах, а нужные молекулярные руководства сохраняются в заблаговременно синтезированных РНК-копиях.

Но при оплодотворении к хромосомам сперматозоида приходят особые белки из ядра яйцеклетки – и переписывают схему регуляции сперматозоидных генов; сейчас его ДНК выглядит и трудится уже по-второму, сейчас с ней возможно обращаться как с составной частью зародышевого генома. Как раз так направляться осознавать, что яйцеклетка перепрограммирует, изменяет сперматозоид (правильнее, его ДНК), заставляя его «забыть» о собственном прошлом.

Отметим, что всё это происходит при простом оплодотворении, но, как говорится в статье в Nature Communications практически те же самые процессы происходят и в том случае, в то время, когда сперматозоид оплодотворяет без оплодотворения, другими словами в то время, когда он попадает в зародыш, готовый к партеногенетическому формированию: белки бывшей яйцеклетки выходят из ядра и переписывают программу регуляции ДНК сперматозоида. Действительно, авторы работы отмечают, что молекулярная «редактура» в этом случае отличается от той, что происходит при обычном оплодотворении, но тогда всё делается ещё увлекательнее: получается, что регуляторные вариации на таком серьёзном этапе личного развития не мешают показаться на свет здоровой и в полной мере плодовитой особи.

Неспециализированный вывод из работы пребывает в том, что молекулярно-клеточные процедуры, каковые нужны для «запуска» новой судьбе, выясняется, не есть что-то такое, что происходит в строго определённый момент судьбы яйцеклетки. Полученные результаты, с одной стороны, расширяют отечественные представления о том, с чего начинается и как происходит эмбриональное развитие, а с другой, открывают новые возможности в биотехнологии.

Так как тут удалось взять эмбрион, «смешав» сперматозоид с как бы простой делящейся клеткой – яйцеклетка, которая отправилась по пути партеногенетического развития, делится по аналогичной схеме, по которой делятся другие клетки отечественного организма: фибробласты кожи, стволовые клетки крови и т. д. По словам самого Энтони Перри, сейчас мы в полной мере можем представить зародыш, сформировавшийся из стволовой сперматозоида и клетки кожи. Но всё-таки не нужно забывать, что в обрисованных опытах применяли яйцеклетку, которая только что прекратила быть яйцеклеткой и стала эмбрионом и в которой какие-то молекулярные процессы ещё имели возможность идти как и раньше, «яйцеклеточному» сценарию, и подобный эмбрион – это всё-таки не кожа и не кровь. Но, такие зародыши имели возможность бы стать не только объектом фундаментальных изучений, но и источником людских натуральных зародышевых клеток, каковые довольно часто запрещают применять ввиду морально-этических мыслей; быть может, что посредством, так сообщить, частичного партеногенеза кое-какие из морально-этических неприятностей удастся обойти.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

Как происходит зачатие ребенка фантастическое видео Full HD-720p


Похожие статьи, которые вам понравятся: