Замороженные эмбрионы помогут сохранить редкие виды

Новосибирские ученые-генетики первыми в мире получили потомство эмбрионов, замороженных в период диапаузы

Важным научным открытием поделились на прошлой неделе ученые Института цитологии и генетики СО РАН. Впервые в мире им удалось получить потомство эмбрионов, замороженных в период диапаузы.

Что такое диапауза у млекопитающих, как происходили исследования, и в чем уникальность новой разработки, рассказал заведующий сектором криоконсервации и репродуктивных технологий Института цитологии и генетики СО РАН, доктор биологических наук Сергей Яковлевич Амстиславский.
«Диапауза – очень интересный феномен в биологии. По сути, это доимплантационное развитие эмбриона. То есть, когда соединяется сперматозоид с яйцеклеткой, образуется зигота и начинается дробление эмбриона. У всех млекопитающих процесс одинаков, разные только сроки. И вот на стадии бластоцисты происходит имплантация, и именно в это время эмбрион показывает свою жизнеспособность и развивается дальше, – пояснил ученый. – Но на стадии бластоцисты бывает временная остановка развития. Раньше она считалась остановкой, но сейчас ученые пришли к выводу, что это просто небольшая пауза. Деление клеток продолжается, но все процессы замедляются. В этом состоянии эмбрион может находиться у разных животных разное время. У мышей, к примеру, 10 дней, а у горностая – 9 месяцев. Причем такая временная стадия у некоторых видов млекопитающих является обязательной. У того же горностая перепрыгнуть через нее никак нельзя, она случается в каждом цикле. А у мышей она может быть, а может не быть. Но мы ее делаем экспериментально – моделируем эту стадию сами».

Сейчас учёные планируют испытать новый метод на более крупных животных, таких как норки. В ближайшем будущем это может помочь в восстановлении популяции краснокнижной перевязки – небольшого зверька семейства куньих, численность которого значительно снизилась в XX веке из-за охоты.

По словам Сергея Яковлевича, суть нового успешного эксперимента заключалась в том, что ученые взяли у мышей эмбрионы в состоянии диапаузы, заморозили, а потом подсадили к другим мышам. И получили целое стадо потомков, в котором, кстати, самцов оказалось вдвое больше.
Для исследований работа с материалом в состоянии диапаузы хороша тем, что продолжительное время эмбрион находится в доступе, с ними проще взаимодействовать.
Также есть отдельные виды млекопитающих, у которых криозаморозка обычных живых эмбрионов работает плохо, например, у лошадей. Поэтому для них заморозка в период диапаузы – единственный способ сохранения генетического материала.
Кроме того, эта технология находится в центре многих направлений научных исследований и в перспективе получит большое практическое применение. Ключевым является решение проблемы сохранения диких и исчезающих видов животных. А также восстановление популяций за счет заморозки эмбрионов в криобанках и извлечение из них сохраненной генной информации.

Открытие новосибирских ученых поможет человечеству в будущем не допустить исчезновения редких видов животных. Чтобы сохранить популяцию, можно будет искусственно приостанавливать развитие плода на ранних стадиях, и запускать процесс снова – уже в организме суррогатной матери.

Выращивание исчезающих видов млекопитающих человеком, вне среды их обитания, приводит к тому, что животные теряют способность самостоятельно выживать в природных условиях, и многие из них погибают или теряют способность к размножению.
Поэтому развитие направления криозаморозки их генетического материала с последующей подсадкой суррогатным матерям других близких им видов животных показывает очень хорошие результаты. И особенно ценным становится получение потомства эмбрионов, замороженных в период диапаузы.

Еще одним направлением практического применения результатов исследований, проводимых учеными СО РАН, является медицина.
Так, сейчас ученые Института цитологии и генетики работают над проектом, направленным на изучение изменения признаков болезни Альцгеймера при воздействии репродуктивных технологий.
Кроме того, криометоды работы с эмбрионами находят свое применение и в медицине долголетия. Эксперименты с эмбрионами, находящимися в состоянии диапаузы, раскрывают широкие возможности для изучения.

В качестве одного из возможных объектов таких исследований, Сергей Яковлевич назвал рыбку киллифиш, которая живет в Африке. Она является самой быстро стареющей в мире, в 14 дней она – половозрелая, а в 3 месяца – уже старая. Но, в то же время, когда в местах ее обитания пересыхают водоемы, эмбрионы этой быстро стареющей рыбки на стадии диапаузы сохраняются годами. Просто потрясающее долгожительство, если сравнить со средней продолжительностью ее жизни.

И вот если взять, к примеру, эту рыбку как модель старения, с одной стороны, и как модель долгожительства – с другой, можно исследовать механизмы, задействованные в ее состоянии диапаузы и изучить их на диапаузирующих эмбрионах. Тогда, возможно, у ученых получится извлечь что-то полезное из области замедления старения уже для человека.
Когда смотришь со стороны, всегда кажется, что наша современная наука и технологии развиваются стремительно (так же, как и чужие дети всегда растут быстро). Но за каждым открытием стоит кропотливый и длительный труд ученых.

Виктория Мельник