Ученые создали предшественников яйцеклеток и сперматозоидов человека в лаборатории

Ученые из Кембриджского университета совместно с Институтом Вейцмана создали первичные половые клетки (ППК) — клетки, которые в дальнейшем становятся яйцеклетками и сперматозоидами — используя человеческие эмбриональные стволовые клетки. Хотя это уже удавалось сделать со стволовыми клетками грызунов, исследование, опубликованное в журнале Cell, впервые демонстрирует эффективное достижение этого результата с человеческими клетками.

ППК имеют потенциал стать зародышевыми клетками (сперматозоидами и яйцеклетками), которые в будущем будут передавать генетическую информацию потомству.

«Создание первичных половых клеток — одно из самых ранних событий в развитии млекопитающих», — говорит доктор Наоко Ири, первый автор статьи из Института Гёрдона. — «До сих пор немногие исследования делали это систематически с человеческими стволовыми клетками. Это выявило важные различия между развитием эмбриона у людей и грызунов».

Ключевое отличие от мышей

Профессор Сурани и его коллеги обнаружили, что ген SOX17 критически важен для направления человеческих стволовых клеток к становлению ППК (стадия «спецификации»). Это стало неожиданностью, поскольку мышиный аналог этого гена не участвует в этом процессе, что указывает на ключевое различие между развитием мыши и человека.

Ранее SOX17 был известен своей ролью в превращении стволовых клеток в энтодермальные клетки (дающие начало клеткам легких, кишечника, поджелудочной железы). Впервые он обнаружен в спецификации ППК.

Значение и перспективы исследования

• Источник клеток: ППК также можно создавать из перепрограммированных взрослых клеток (например, клеток кожи). Это позволит изучать клетки конкретных пациентов.
• Применение: Исследование продвинет знания в области человеческой зародышевой линии, бесплодия и опухолей половых клеток.
• Эпигенетическое наследование: Работа имеет значение для понимания этого процесса. Известно, что среда (диета, курение) может влиять на гены через метилирование ДНК, и эти паттерны могут передаваться потомству.

Ученые показали, что на стадии спецификации ППК запускается программа стирания этих паттернов метилирования, действующая как «сброс». Однако следы паттернов могут наследоваться — причина этого пока не ясна.

«Зародышевые клетки "бессмертны" в том смысле, что они обеспечивают непрерывную связь между всеми поколениями, — добавляет профессор Сурани. — Полное стирание эпигенетической информации обеспечивает "омоложение" линии и позволяет давать начало бесконечным поколениям. Эти механизмы важны для понимания возрастных заболеваний, которые отчасти могут быть вызваны накоплением эпигенетических мутаций».