Больше двух генетических родителей: такое возможно?

06.02.2023
просмотров 1389

К шуткам о Родителе 1 и Родителе 2 все уже привыкли, а вот «Родитель 3» пока что звучит совсем невероятно. Между тем благодаря прорыву ученых «тройное» родительство становится частью нашей реальности. В статье рассказали, зачем ребенку больше двух родителей и как это вообще возможно.

Чьих генов больше: маминых или папиных? 

Всего у нас 20 000–25 000 генов. В школе нам рассказывали, что гены «упакованы» в хромосомы и половину из них мы получаем от мамы, а другую — от папы. Но есть нюанс. 

В создании нового человека участвуют две половые клетки, их еще называют гаметами, — сперматозоид и яйцеклетка. В отличие от остальных клеток тела, гаметы несут половину набора хромосом — все они хранятся в ядрах клеток. 

Когда сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, их ядра с хромосомами сливаются и образуют зиготу — будущий эмбрион, в котором 23 хромосомы от мамы и 23 — от папы. 

Пока что вроде бы все сходится: хромосом поровну — и генов, получается, тоже. Но если от сперматозоида эмбриону достается только ядро и его содержимое, то от яйцеклетки зародыш, помимо ядра, получает в наследство еще много другого. Например, митохондрии — органоиды клетки, которые обеспечивают ее энергией. И у этих митохондрий, оказывается, есть своя собственная ДНК. В ней всего 37 генов, но информация в них — это жизненно важная инструкция для клетки по производству энергии. Получается, что генетической информации от мамы у нас все-таки немного больше — за счет митохондриальной ДНК. 

Зачем ребенку две генетические мамы

К несчастью, ДНК митохондрий более уязвима, чем генетическая информация в ядре. Отчасти из-за соседства с реактивными молекулами клетки в митохондриальной ДНК чаще появляются мутации — ошибки в генетическом коде, которые приводят к разным заболеваниям. Под удар чаще всего попадают мозг, нервно-мышечная система и сердце — те органы, которым нужно много энергии. 

В 2016 году к врачу центра New Hope Fertility Джону Чжану обратилась 36-летняя женщина. Она оказалась обладательницей редкой мутации в митохондриальной ДНК, из-за которой двое ее предыдущих детей родились с синдромом Лея. Болезнь поражает центральную нервную систему, и большинство детей с таким диагнозом не доживают до трех лет. 

Доктор Чжан предложил семье митохондриальную заместительную терапию (МЗТ) — с помощью нее можно пересадить ядро яйцеклетки матери с «основным» набором генов в яйцеклетку донора. Перед этим из донорской яйцеклетки удаляют ядро и оставляют здоровую митохондриальную ДНК. В итоге получается эмбрион-конструктор, в котором ядерная ДНК от мужчины, ядерная ДНК от одной женщины и митохондриальная ДНК — от другой. Технически у родившегося в результате процедуры ребенка трое генетических родителей. 

Безопасно ли смешивать гены трех человек 

Сейчас в научном сообществе выделяют три основных опасения по поводу митохондриальной заместительной терапии.

Риски, связанные с микроманипуляциями

Во-первых, ядерная ДНК — вещь довольно хрупкая, всегда есть риск повредить ее при манипуляции. Во-вторых, иногда для пересадки ядра в яйцеклетку используют экстракт вируса Сендай. И хотя он полностью очищен и вообще представляет собой только оболочку вируса, есть небольшой шанс, что генетический материал вируса попадет в эмбрион.

Кстати, доктор Чжан использовал другую технологию, без участия белков вируса — как раз чтобы избежать потенциальных рисков, — и получил здорового малыша.

Риски, связанные с переносом митохондрий

Пока что у ученых было не так много возможности отточить технику, поэтому остается риск вместе с ядром перетащить в донорскую яйцеклетку кусочки митохондриальной ДНК с мутацией от матери. Однако даже при таком раскладе риск развития болезни все равно значительно снижается.

Например, подопечному доктора Чжана передалось от матери вместе с ядром 5% митохондриальной ДНК, но после рождения в его клетках было в среднем всего 1,6% «неправильной» ДНК.

Риск несовместимости митохондриальной и ядерной ДНК

Миллионы лет эволюции ядерная и митохондриальная ДНК жили и передавались потомству рука об руку, и тут на тебе — ученые со своими современными методами оплодотворения. А вдруг две разные ДНК уже так приспособились друг к другу, что разлучать их небезопасно?

В опытах на клеточных структурах животных несовместимость ДНК приводила к задержкам развития и низкой активности химических веществ, вовлеченных в производство энергии. Попытки выявить несовместимость ядерной и митохондриальной ДНК у людей привели к противоречивым результатам.

Однако, вне зависимости от такой несовместимости, этой проблемы можно избежать, если тщательно подбирать донора — так, чтобы митохондриальные ДНК двух женщин отличались друг от друга минимально. 

А что с папами

Двое генетических отцов могут быть только у мышей. Ученые использовали стволовые клетки мышей-самцов, чтобы получить из них женские половые клетки и затем оплодотворить их сперматозоидами другого самца. Однако этот процесс очень сложный, а выхлоп в результате небольшой.

К примеру, стволовые клетки сначала нужно было «перепрограммировать», а затем дождаться, когда они спонтанно потеряют Y-хромосому и станут генетически «женскими». Из 840 клеток только одиннадцать потеряли «мужскую» хромосому, а всего в результате эксперимента получилось десять мышей. Так что до человеческих детей с двумя генетическими отцами еще далеко

Как «тройное» родительство регулируется законом 

Чтобы избежать проблем с законом, доктор Джон Чжан проводил процедуру в Мексике. На тот момент в стране не было правил, ограничивающих генетические манипуляции.

В 2015 году Великобритания стала первой страной, где легализовали митохондриальную заместительную терапию, но сперва нужно получить одобрение для каждого конкретного случая. В 2017 году стало известно о рождении первого ребенка с тремя родителями в Киеве. Следующей приняла эстафету Австралия — в марте 2022 года закон приняли большинством голосов в сенате.

В России новость о тройном родительстве прокомментировали скептически: экс-министр здравоохранения Вероника Скворцова считала, что «с точки зрения биотехнологий» в нашей стране это возможно, однако российские ученые не ставят такой задачи по этическим соображениям. 

Подведем итог

Ученые точно постарались не зря. Они подарили множеству женщин надежду родить здоровых детей. Но, разумеется, на этой почве не могло не возникнуть этических вопросов и моральных запретов. 

Мы не можем избежать потенциальных рисков митохондриального донорства, пока не разрешим врачам применять метод на практике и собирать данные о результатах. Риски же митохондриальных болезней вполне реальны — они сокращают продолжительность жизни и существенно влияют на ее качество. Однако ответственное применение терапии и тщательный подбор доноров способны кардинально изменить жизни тысячи семей.

Как вы оцениваете статью?

Непонятно

Комментарии (0)