Биологи из Токийского университета использовали сперму, полученную из стволовых клеток, для оплодотворения крысы. В результате эксперимента получено жизнеспособное, фертильное потомство. Результаты работы опубликованы в журнале Science.

Исследовательская группа Токийского университета под руководством Тосихиро Кобаяши на протяжении нескольких лет исследовала процесс развития первичных зародышевых клеток у крыс в естественных условиях. Ученые использовали флуоресцентные маркеры для отслеживания экспрессии генов, которые обеспечивают переход от стволовых клеток к зародышевым. Как отмечает Кобаяши, именно глубокое понимание изменений в экспрессии генов зародышевых клеток в течение времени помогло им создать жизнеспособную сперму.

На первом этапе исследователи выращивали из эмбриональных стволовых клеток крысы эпибластоподобные. Эпибласты дают начало практически всем прочим структурам в развитии плода. Выращенные клетки ученые помещали в специальную среду, которая формировала из них примордиальные зародышевые клетки (соматические клетки, из которых в семенниках формируются сперматозоиды). Сформированные пред-сперматозоиды исследователи культивировали в специальной среде, наполненной соматическими клетками половых желез. Созданные в пробирке условия имитировали созревание сперматозоидов в реальном организме.

Полученные клетки трансплантировали в семенники крыс, лишенные собственных зародышевых клеток, в которых они превратились в зрелые сперматозоиды. Чтобы подтвердить работоспособность полученной спермы, исследователи ввели ее в яйцеклетки крыс. В результате процедуры получилось здоровое потомство, способное к размножению.

Схема процесса. Источник: Кобаяши, Институт медицинских наук Токийского университета

Ученые отмечают, что ранее подобную процедуру удавалось сделать около десяти лет назад для мышей. Однако ни на одном другом виде животных не удавалось повторить этот метод. По словам Кобаяши, им пришлось значительно модернизировать процедуры, использовавшиеся у мышей, чтобы воспроизвести технологию на крысах.

Исследователи говорят, что пока им не удалось обеспечить создание потомства с использованием искусственной спермы при естественном спаривании. Однако они планируют продолжить работать в этом направлении. Авторы работы считают, что поскольку крысы физиологически больше похожи на людей, использование искусственно созданной спермы может повысить эффективность исследований причин и эффектов различных генетических заболеваний.