Цивилизация
Поколение ХХ
Бесполое размножение ученые называют партеногенезом — это греческое слово, означающее буквально «девственное творение» (от греческого: parthenos — девственный, genesis – творение). Партеногенез встречается у самых разных организмов, включая растения, насекомых, рыб, рептилий и даже птиц.
До самого последнего времени научно подтвержденных случаев партеногенеза у млекопитающих, в том числе человека, задокументировано не было. Хотя
гипотетически женщины вполне способны начать воспроизводить себе подобных без участия мужчин, так как у них в организме для этого есть все.
Женщины имеют две половые Х-хромосомы — одну от папы, другую от мамы. Мужчины получают от мамы Х, а от папы маленький довесок Y, в котором почти отсутствуют гены. Но главное – у мужчин отсутствуют репродуктивные структуры для вынашивания ребенка.
С развитием генетических технологий, в том числе редактирования генома, ученые стали разрабатывать методы искусственного партеногенеза. В 2022 году шанхайские ученые достигли успеха, разместив в авторитетном научном журнале PNAS результаты своих экспериментов с мышами. Мыши-самки смогли не только непорочно забеременеть, но и родить полноценное потомство. Несколько самок, «зачатых» с помощью искусственного партеногенеза, в свою очередь, тоже успешно стали мамами, что убедило научное сообщество в возможности бесполого размножения у млекопитающих.
«Участие сперматозоида в размножении млекопитающих необходимо не только потому, что он несет недостающую половину генома. Он несет факторы, инициирующие нормальное развитие эмбриона, — объяснил «Газете.Ru» профессор, ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, профессор кафедры геномики и биоинформатики и руководитель Научно-образовательного центра геномных исследований Сибирского федерального университета Константин Крутовский. – Со спермием должны прийти не просто гены, некоторые из них должны быть в особом состоянии. Эти инициирующие факторы необходимы для запуска деления и развития клетки, превращения ее в эмбрион».
Что сделали шанхайские ученые? Они отредактировали «женские» гены, придав им нужное состояние в незрелых яйцеклетках (ооцитах), чей гаплоидный (половинный) материнский геном был дополнен до диплоидного (полного) набора хромосом с помощью инъекции другой половины материнского генома — так было имитировано оплодотворение. Другая половина генома была взята из так называемого полярного тельца, образующегося при мейозе (делении ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза) в процессе формирования яйцеклеток мыши. Именно это позволило запустить процесс превращения клетки в эмбрион.
Главный вывод, который можно сделать после этого успешного эксперимента: таким явлением, как партеногенез, можно управлять.
Если им можно управлять у мышей, то следующий шаг — попробовать применить технологию на обезьянах. Потом же попробовать ее и на клетках человека в тех странах, где разрешено работать со стволовыми клетками людей на самых ранних этапах развития эмбриона.
«Но если это получилось на мышах, то 100% получится и на человеке, — считает Крутовский. – Другое дело, что нужно будет отработать эту методику».
Как две капли?
Понятно, что женщины с помощью технологий искусственного партеногенеза смогут рожать только девочек. А те — вынашивать и рожать новых девочек, продолжая женский род.
Будет ли девочка, рожденная от матери с помощью метода «непорочного зачатия», представленного в работе шанхайских ученых, абсолютно на нее похожа?
Ответ: нет. Так как для этого берется половина генома из одного ооцита (незрелая яйцеклетка), а другая половина — из полярного тельца другого ооцита. В образованной таким образом клетке с полным набором хромосом будет уже несколько другая комбинация генов, но сходство с матерью будет очень большим.
«Вместо использования полярного тельца, можно, наверное, осуществить слияние ядерных геномов двух яйцеклеток, или инъецировать одно из них в ядро другой яйцеклетки, — рассказал Крутовский. — Но и тогда точной копии мамы не получится, потому что в процессе мейоза идет рекомбинация генов. Разные яйцеклетки несут разные наборы аллелей (различных форм) генов. Аллели, полученные от матери и отца, различаются. Рожденная после слияния двух яйцеклеток девочка будет похожа как на маму, так и на ее родственников».
Однако существует еще один механизм, с помощью которого возможно рождение девочки от матери, без участия отца.
«Нарушая мейоз при формировании яйцеклеток (который, как известно, у млекопитающих происходит у женского плода при внутриутробном развитии), можно добиться формирования нередуцированных яйцеклеток с полным набором хромосом, и затем уже у половозрелой девушки инициировать овуляцию с дальнейшим эпигенетическим репрограммированием яйцеклетки и инициацией развития плода, — заявил профессор Крутовский. – В таком случае развившийся ребенок будет точной копией матери. Но таких работ в научной литературе я не видел».
О чем рассказали опухоли
О том, что в организме женщины могут существовать яйцеклетки с полным набором хромосом, стало известно после того, как ученые разобрались в составе зрелых тератом – опухолей яичников.
Как оказалось, они развиваются как раз из нередуцированных яйцеклеток, несущих полный или частично полный набор хромосом матери вследствие нарушения мейоза. А потом из этих тератом формируются эмбрионы.
«Эта опухоль иногда вообще выглядит как эмбрион. Там встречаются и череп, и зубы, и волосы, и разные органы, но в недоразвитом состоянии.
То есть это хотя и неполноценное, но развитие эмбриона с тканями и органами. Можно предположить, что если такая яйцеклетка попала бы в матку и прикрепилась к ее стенке, сформировав плаценту, то из такой яйцеклетки мог бы сформироваться полноценный плод», — сказал профессор Крутовский.
По словам ученого, в литературе, обычно в ненаучной или околонаучной, регулярно встречаются случаи описания «непорочного зачатия» с рождением девочки. Вполне возможно, что это случаи недоисследованного партеногенеза. Другое дело, когда говорят (и это уже точно не в научной литературе) о непорочном зачатии с рождением мальчика. Вот это действительно невозможно, так как неоткуда взяться Y-хромосоме.
Без принца, но и без нервов
С точки зрения эффективности расходования энергии в социальной жизни, партеногенез дает несомненные среднесрочные адаптивные преимущества для женщин, поскольку он не требует поиска партнера, связанных с этим рисков и «энергетических трат».
Перспективным кажется также и то, что с помощью искусственного партеногенеза женщина получает возможность родить собственную копию — девочку, «такую же хорошую, как она сама».
По мнению Крутовского, вполне возможно, технологии разовьются до такой степени, что получить «инициирующий фактор» для превращения яйцеклетки в эмбрион можно будет с помощью таблетки или инъекции. Выпила таблетку или сделала укол – и забеременела.
Руководитель лаборатории геномной инженерии МФТИ Павел Волчков считает, что до таблетки еще далеко, а вот возможность с помощью экстракорпорального оплодотворения ввести подредактированную яйцеклетку, которая начала превращаться в эмбрион, существует уже на данном этапе развития технологий. Но требуется сначала провести опыты на приматах, а потом на человеческих клетках.
«Процедура ЭКО отработана, поэтому я не понимаю, для чего придумывать другие способы доставки субстанции. Можно просто добавить дополнительную опцию к ЭКО: вот, пожалуйста, возможно еще и партеногенетическое размножение», — сообщил «Газете.Ru» Волчков.
По мнению ученого, раз это уже получилось сделать на мышах, то вероятность успешного переноса технологии на любых других млекопитающих, включая человека, составляет 99%.
Возможно, введение этой технологии в клиническую практику будет означать постепенный уход от полового размножения.
В этом случае мир постепенно освободится от мужчин. И 8 Марта будущего станет праздником одной и той же женщины в разных возрастах, которая будет смотреть на своих дочерей и внучек, как в зеркало, а потом показывать в учебниках истории исчезнувший вид человека из прошлого — мужчин.