Насколько мы близки к бесполому размножению у людей

В результате недавнего исторического прорыва ученым удалось размножить крыс без необходимости мужской спермы, что является важной вехой, которая открывает вопрос о будущем генетики и размножения человечества.

В 1932 году британский писатель и философ Олдос Хаксли опубликовал свой роман «Счастливый мир» (Brave New World), антиутопическое предчувствие, которое описывает мир, в котором люди уже не рождаются, а создаются в лабораториях со специфическим генетическим дизайном, который предрасполагает их благодушно принимать их принадлежащих к одной из каст, разделяющих их общество, даже если оно было самым низким и наиболее угнетенным.

В этом мире концепция семьи была сведена на нет, и божество стало «Фордом», потому что его модель цепного производства была правилом, по которому люди теперь воспроизводят потомство.

Хотя видение Хаксли — это мрачное и мрачное видение, которое показывает нам, где мир может остановиться, если научно-техническое развитие забудет этику; сегодня, спустя почти 100 лет после написания этой работы, мы все больше и больше узнаем об эволюции и размножении видов. Это открывает двери для вопросов о самом будущем человечества.

Самый последний прорыв произошел всего несколько недель назад, когда группа китайских ученых представила миру результаты своих экспериментов, которые впервые в истории смогли воспроизвести мышь бесполым путем из одного яйца, используя метод генетической манипуляции.

Эта веха открывает двери для бесполого размножения млекопитающих, чего считалось невозможным, и проложила путь для возможных экспериментов на людях.

Половое и бесполое размножение

Размножение, как мы обычно понимаем, не только у людей, но и у всех видов, происходит половым путем, то есть в результате сочетания генетического материала двух особей, мужчины и женщины, которое в результате оплодотворения дает новую особь с уникальными характеристиками.

Однако в животном мире существует множество примеров «девственного» или бесполого размножения, при котором только один человек, обязательно женщина, участвует в рождении другого человека, генетический материал которого является точной копией первого.

Несколько исследований, проведенных за последнее десятилетие, показали, что эти «девственные роды» более распространены в природе, чем мы думали ранее, поскольку они являются частью стратегии выживания некоторых видов, чтобы сохранить себя в ситуациях, когда самцов мало.

Самки многих сложных и крупных животных, таких как ящерицы, акулы или драконы Комодо, способны размножаться без самцов в процессе, называемом «партеногенезом».

Термин происходит из греческого языка и относится к «девственному творению» и используется для обозначения способности животных или растений размножаться без генетического материала другого человека.

Когда это происходит в природе, этому предшествуют экстремальные обстоятельства. Например, было задокументировано, как колония самок драконов Комодо изолировалась на необитаемом острове и в результате партеногенеза родила особей мужского пола, чтобы основать новую колонию.

Также случаи, когда самки акул забеременеют и рожают в аквариумах, где они полностью удалены от самцов.

Но, объясняет репродуктивный биолог Шеффилдского университета Аллан Пейси в одном из своих исследований, большинство крупных животных не размножаются бесполым путем, даже если бы могли, потому что это не представляет эволюционного интереса.

Что вы имеете в виду под этим? Потому что эти девственные роды приводят к появлению индивидуумов с генетической нагрузкой, равной генетической нагрузке матери, что со временем приводит к уменьшению генетического разнообразия и, следовательно, способности к эволюционной адаптации вида, и это ставит под угрозу их собственное выживание.

Это большое преимущество полового размножения, которое позволяет комбинировать гены двух индивидуумов и их соответствующие мутации, чтобы в конечном итоге производить людей, лучше адаптированных к условиям окружающей среды.

Другими словами, секс помогает нам оставаться в живых как биологический вид.

Индуцированный партеногенез

Помимо эволюционного объяснения, остается вопрос: могут ли все виды размножаться бесполым путем, включая людей? Совсем недавно мы близко подошли к ответу.

Как мы уже говорили ранее, млекопитающие были исключены из возможности бесполого размножения. В природе нет случая, когда млекопитающие бесполо размножаются даже в экстремальных ситуациях, таких как акулы и ящерицы.

Тем не менее, существует прецедент бесполого размножения с помощью лабораторно-индуцированного партеногенеза крысы «Кагуя», который был выпущен японскими учеными в Токийском сельскохозяйственном университете в апреле 2004 года.

Кагуя, названная в честь японской народной сказки, в которой принцесса дочь Луны найдена младенцем внутри бамбукового стебля, была крысой, созданной в лаборатории из двух яиц, то есть у нее было две матери.

В его случае партеногенез начался с процесса, называемого «гаплоидизацией», при котором один из двух наборов хромосом удаляется из некоторых клеток, оставляя им только одну. Поскольку здесь использовались две яйцеклетки, задача состояла в том, чтобы генетически модифицировать одну из них, чтобы она напоминала сперму, в частности, чтобы имитировать ген Igf2, который обычно экспрессируется только отцовской копией гена.

«Цель нашего исследования заключалась в том, чтобы выяснить, почему сперматозоиды и яйцеклетки необходимы для развития молодых млекопитающих», — сказал тогда Томохиро Коно, руководитель эксперимента.

Хотя Кагуя была большим достижением, для ее создания все еще требовался генетический материал двух особей, что отличается от случаев бесполого размножения, которые происходят в природе с немлекопитающими видами.

Это изменилось всего несколько недель назад благодаря статье, опубликованной в журнале PNAS и подписанной китайскими учеными Яньчаном Вэем, Цайжун Таном и Чжэнь-Ао Чжао.

Они описывают генетический метод, похожий на CRIPR-Cas9, который широко известен как «резка и склеивание ДНК», чтобы у мыши оставался один детеныш, начиная с неоплодотворенной яйцеклетки.

«У млекопитающих партеногенез ограничен из-за проблем, возникающих из-за геномного импринтинга», - объясняют исследователи в своей статье, где они указывают, что процесс этого процесса может быть достигнут «путем специфического эпигенетического переписывания нескольких критических областей контроля импринтинга».

Ученые использовали CRIPR-Cas9 для искусственного редактирования определенных женских генов, пока они не стали похожи на мужской особь. В частности, они изменили яйцеклетку из одноклеточной в бластоцисту из 140 клеток, затем они взяли 192 эмбриона, сформированные с помощью этого же процесса, и имплантировали их нескольким мышам.

Только одной из них удалось пройти эмбриональную и фетальную стадию, родив трех мышей, хотя двое умерли во время родов. Наконец, одна из молодых была жива, это была самка, которая весила меньше, чем обычно, но которая выросла здоровой, и когда она достигла совершеннолетия, она смогла размножаться естественным путем.

Исследователи пришли к выводу, что партеногенез у млекопитающих возможен, хотя они признают, что требуется гораздо больше работы, прежде чем его можно будет использовать в реальных условиях. Они говорят, что этот процесс может быть использован для разработок в сельском хозяйстве и производстве лекарств.

Партеногенез человека?

Хотя открытие китайских ученых открыло дверь для бесполого размножения у млекопитающих, простой ответ на вопрос о том, возможно ли это у людей, все еще остается «нет».

Хотя теоретически можно изменить яйцеклетку человеческой женщины в лаборатории, чтобы пройти процесс, аналогичный процессу мыши, и забеременеть от одного человека, мы не знаем точно, возможно ли это, и проведение таких тестов влечет за собой довольно сложные этические дилеммы.

Еще один более интересный вопрос заключается в том, удобно ли это: производить людей из бесполого размножения, как в антиутопии Хаксли.

Опять же, ответ будет отрицательным, но не столько из-за этической или моральной дилеммы, сколько из-за дилеммы выживания.

Мы уже знаем, что чем меньше генетическое разнообразие, тем более уязвим вид, и на протяжении всей истории мы можем найти примеры, демонстрирующие, почему нам нецелесообразно воспроизводить себя путем производства однородных генов. Как и история заболеваний и пороков развития среди европейских королевских семей, большинство из них связаны между собой.

В конечном счете, существует долгий научный и этический путь материализации возможности бесполого размножения у людей, но, как и во многих других немыслимых достижениях науки, мы уже сделали первый шаг.

ПРОДОЛЖАЙТЕ ЧИТАТЬ