Международная коллаборация ученых из Израиля и США получила линию гаплоидных стволовых клеток человека — клеток, имеющих лишь один набор хромосом. Этот тип стволовых клеток в перспективе может стать полезным инструментом для изучения генетики человека и медицинских разработок. Работа опубликована в журнале Nature.

Чтобы получить линию гаплоидных стволовых клеток, ученые использовали человеческие яйцеклетки. Обычно деление этих клеток активируется сперматозоидом во время оплодотворения. Исследователи же искусственно активировали деление и успешно довели зародыши до стадии бластоцисты. Обычно при такой процедуре бóльшая часть клеток на стадии бластоцисты имеют двойной набор хромосом, но встречается и небольшая доля клеток с одинарным. Пометив ДНК флуоресцентным красителем,  ученые смогли по уровню свечения отобрать клетки с половиной генетического материала.

Гаплоидная клетка с 23 хромосомами (слева) и диплоидная с 46 (справа). Фотография: Columbia University Medical Center/Hebrew University

Всего удалось получить две клеточных линии с достаточно устойчивым гаплоидным состоянием. Однако даже в них каждый день от трех до девяти процентов клеток становились диплоидными (по какому механизму — пока не понятно). Поэтому проводить отбор по флуоресценции приходилось изо дня в день. Исследователи проверили целостность одинарного набора хромосом в гаплоидных клетках, используя для этого специфическую окраску каждой из них. Оказалось, что полученные клетки обладают нормальным гаплоидным набором хромосом и не несут серьезных вариаций числа копий (CNV).

Обе линии клеток обладают чертами плюрипотентных клеток человека — способных дифференцироваться в любой другой тип. Например, они имеют характерную морфологию колоний и экспрессируют специфические маркеры. Ученые смогли запустить дифференцировку гаплоидных клеток и получить нейроны, клетки сердечной мышцы и поджелудочной железы. Что примечательно, значительная часть полученных зрелых клеток также оставалась гаплоидной.

Гаплоидные стволовые клетки потенциально являются удобным материалом для исследования мутаций, приводящих к потери функции гена. В диплоидных клетках такие исследования затруднены наличием двух копий генетического материала. Кроме того, авторы исследования считают, что на основе полученных ими клеток может быть разработано лечение некоторых заболеваний, где необходима генетическая однородность клеток.

Автор: Анна Образцова