Почему эта гибридная обезьяна светится зеленым?

Ученые только что достигли важной вехи в биологии стволовых клеток, создав обезьяну из двух эмбрионов. И доказательством этого достижения, возможно, пугающим, стало жуткое зеленое свечение детеныша примата.

Хотя исследовательские лаборатории создали такие «химеры», или организмов с клетками из двух разных источников, у крыс и мышей, с обезьянами работать сложнее из-за их повышенной биологической сложности и более длительного периода беременности и созревания. В предыдущих попытках ученые изо всех сил пытались успешно внедрить введенные стволовые клетки в организм обезьяны, при этом менее 5 процентов конечного организма было выращено из донорских клеток. В новой работе, опубликованной 9 ноября в Cell, исследователям удалось создать обезьяну, у которой в среднем более 60 процентов экспрессии донорских клеток в тестируемых органах.

Ученые надеются, что когда-нибудь такие химеры смогут моделировать болезни человека: если встроенные стволовые клетки несут геномы, связанные с определенным заболеванием, исследователи смогут затем изучить, как они ведут себя в организме. Однако такое применение пока еще далёко, по словам Цзюнь Ву, биолога по стволовым клеткам из Юго-западного медицинского центра Техасского университета, который не участвовал в новом исследовании и считает, что эта работа наиболее ценна как фундаментальное научное открытие.

Высокий вклад донорских стволовых клеток, достигнутый в ходе исследования, придал детенышу яванского макаки (Macaca fascicleis) странный зеленый оттенок. Прежде чем стволовые клетки были введены в эмбрион-хозяин, ученые отредактировали клетки, чтобы они экспрессировали зеленый флуоресцентный белок, который первоначально был обнаружен в медузах. и светится зеленым под синим светом. Модификация позволяет ученым оценить, какая часть развивающегося эмбриона произошла из добавленных ими стволовых клеток. «Это удобно для отслеживания клеток, поэтому вы можете отличить клетки, которые вы ввели в эмбрион, от эмбриональных клеток», — говорит Ву.

Хотя зеленоватое свечение очевидно на опубликованных изображениях обезьяны, созданных исследователями, оно не настолько зеленое, чтобы предположить, что 60 процентов клеток обезьяны произошли из донорского материала. Это неудивительно, говорит Ву, отмечая, что ученые используют специальные анализы для расчета уровня белка в клетках и организмах, с которыми они работают. «Основываясь только на изображениях, сложно понять, какой вклад вносят клетки», — говорит он.

Уровни поглощения донорского материала сильно различались у разных детей. органы обезьяны, с особенно высокими уровнями в мозге, сердце, почках и легких, а также в других местах. Ученым известно несколько факторов, влияющих на то, насколько хорошо стволовые клетки внедряются в органы. Плюрипотентные стволовые клетки, которые могут стать любой клеткой организма, бывают разных разновидностей. К ним относятся наивные клетки, которые действуют как клетки преимплантационного эмбриона и легче инкорпорируются, а также примированные плюрипотентные стволовые клетки, которые действуют как постимплантационные клетки и вообще не могут быть включены в химеры. По словам Ву, материалы, в которых содержатся клетки и эмбрионы в ходе эксперимента, также могут влиять на инкорпорацию, хотя биологи все еще работают над пониманием других факторов, участвующих в этом процессе.

Ву говорит, что для него основная ценность исследования заключается в доказательстве высокой плюрипотентности стволовых клеток, которые ученые используют в лаборатории. Тем не менее, он обеспокоен тем фактом, что исследователям удалось получить только одного детеныша обезьяны, способного производить зеленый флуоресцентный белок, из 74 эмбрионов, и обезьяну пришлось усыпить всего в 10 дней из-за проблем с дыханием. Чтобы действительно чувствовать себя уверенно в этой методике, он хотел бы увидеть, как в результате нее появятся здоровые взрослые обезьяны, которые смогут передавать клетки, полученные из донорского материала, своему собственному потомству.

«Было бы полезно продолжить эту работу для дальнейшего совершенствования этой технологии, чтобы гарантировать, что химерные обезьяны смогут вырасти до взрослой жизни и произвести потомство, в котором есть клетки, полученные от донора», — говорит Ву. Он надеется, что тогда исследователи смогут использовать эту технику для разработки моделей, которые в конечном итоге помогут бороться с болезнями человека.