Старый, как… клеточное ядро мамонта, белковый материал, похожий на ядра, из мышечной ткани мамонта Юки, был пересажен в ооциты мышей.
Такие модифицированные ооциты после активации показали поведение, похожее на таковое у нормальных ооцитов: они образовывали веретена деления, гистоны вставлялись в ДНК, частично формировалось нормальное ядро.
Древний шерстистый мамонт Юка жила примерно 28 тысяч лет назад. В подростковом возрасте она умерла, но из-за того, что её тело всё время находилось в зоне вечной мерзлоты, оно хорошо сохранилось. Останки были обнаружены в 2010-м году на южном побережье моря Лаптевых. Они в своём роде уникальные — степень сохранности мягких тканей много лучше, чем у многих найденных до сих пор мамонтов. Учёные из Японии решили использовать эти мягкие ткани для эксперимента по возможности «оживления» клеток вымершего животного.
Для начала они сравнили Юку с пятью слоновыми (шерстистыми мамонтами M4 и M25 и тремя азиатскими слонами) — по вариантам последовательностей нуклеотидов, и нашли много совпадений с ними. Затем с помощью протеомного анализа они получили информацию о репертуаре и модификациях белков мягких тканей и выяснили, что белковые последовательности не содержат привнесённых извне включений. Учёные посчитали степень дезамидирования (удаления амидной группы белков), которая коррелирует со степенью деградации белков, и выяснили, что лучше всего сохранилась мышечная ткань (в наличии также была ткань костного мозга).
В результате протеомного анализа также был найден протеин гистон H4, что могло значить, что в ткани содержатся компоненты клеточных ядер. И тут началось интересное. Что будет, если пересадить ядро клетки мамонта в ооцит мыши? Сформирует ли оно веретено деления? Сможет ли себя «починить»? Такие вопросы поставили перед собой исследователи и решили сразу на них ответить. За пять попыток они собрали из 273,5 мг клеточной ткани мамонта 88 белковых структур, похожих на клеточные ядра, и вставили их в мышиные ооциты, находящиеся на 2-й метафазе мейоза. В качестве контроля учёные пересадили в другую группу ооцитов ядра клеток, взятых из тканей посмертно замороженного слона. После пересадки ядер, морфологически нормальные ооциты, хранимые в среде CZB, были помещены в инкубатор на полчаса-час. Через три часа после «вставки», реконструированные ооциты был химически активированы с помощью 5 ммоль (mM) SrCl2 и 2 ммоль других веществ.
После «вставки» ядер, к ним был пристроен гистон H2B-mCherry (флюоресцентный хроматиновый маркер, предназначенный для хромосомных исследований). Гистон был инкорпорирован в 96 % и 88 % случаях для слоновьих и мамонтовых клеточных ядер соответственно. Это говорило о возможности образования нуклеосомы. Более того, в 21 % случаев наблюдалось формирование микротрубочек веретена деления.
После активации модифицированных ооцитов, от «вставленного» клеточного ядра отпочковывалась протоядерная структура. По времени процесс формирования протоядра совпадал с таковым у обычных ооцитов мышей.
К сожалению, эксперимент был остановлен на фазе формирования одной клетки, так как клеточного деления не наблюдалось.
Результаты эксперимента говорят о том, что как минимум часть ядерного материала клеток мамонта обладает потенциалом образования протоядра. Также возможно, что клеточные ядра мамонтов, помещённые в ооциты мыши, запускают процесс «реставрации» повреждённого ДНК.
Относительный успех эксперимента стал возможен только благодаря новым технологиям, разработанным за последние несколько лет, и высокому качеству ядерного материала мамонта Юки. Ранее та же группа исследователей предпринимала похожую попытку пересадки ядерного материала из останков 15 000-летнего мамонта в ооциты мыши, но в тот раз они не получили реорганизацию ядра.
Подробности эксперимента опубликованы в журнале Scientific Reports.
Клонирование мамонтов всё ещё остаётся за горизонтом возможностей, но мы приближаемся к этому моменту.
Подготовка материала: Александра «Renoire» Алексеева