Означает ли это, что в будущем мы сможем заселить другие планеты, используя минимум ингредиентов с Земли?
Данный материал создавался только для наших донов. Однако мы хотели бы показать, какое качество материалов мы предоставляем нашим платным подписчикам. Поддержите нас. Даже 50 или 100 рублей в месяц, но от 1500 подписчиков позволят нам заниматься любимым делом и работать только для нашего сообщества. А значит, со временем объём и качество материалов будут только расти.
Процесс сублимационной сушки позволяет значительно снизить массу высушиваемого вещества, не слишком сильно повредив высушиваемый материал. Теперь же этот метод можно использовать для хранения генетической информации и клеток для будущего клонирования.
Правда, вероятность успеха в случае высушивания клеток составляет всего 0,2 процента, так что лиофилизации клеток ещё предстоит пройти долгий путь, прежде чем она станет стандартной стратегией клонирования и хранения генетической информации. Тем не менее это действительно захватывающий шаг вперёд для науки и всего человечества.
"Поддержание биоразнообразия является важной задачей, но хранение зародышевых клеток [...] с использованием жидкого азота сложно, дорого и легко нарушается во время стихийных бедствий", — объясняют учёные свой подход в новой статье, вышедшей в журнале Nature Communications.
"Мы показываем, что лиофилизированные соматические клетки могут производить здоровые, фертильные клоны, предполагая, что этот метод может быть важен для создания альтернативных, более дешёвых и безопасных решений для создания биобанков без использования жидкого азота", пишут исследователи.
Если вы не поняли и половины слов в предыдущем абзаце, то дальше мы разъясняем подробно и простым языком, чего же добились учёные и как.
Сублимационная сушка — щадящий, хотя и интенсивный процесс. Представьте себе замораживание чего-либо в несколько этапов, пока это что-то не достигнет температуры примерно минус 80 градусов по Цельсию. После высушиваемый продукт помещают в вакуумную камеру.
Этот процесс превращает воду сначала в лёд, при этом крупные кристаллы льда не образуются и не пробивают стенки клеток, а давление переводит воду из твёрдого состояния сразу в газ, который затем высасывается из продукта.
Объект станет лёгким и хрустящим (обычно сублимационная сушка используется для сохранения продуктов), но при этом сохраняет большую часть своей структуры.
Сублимационная сушка в основном используется в пищевой промышленности, так как она сохраняет питательные вещества и вкус продуктов нетронутыми. Она также используется в фармацевтике и иногда в таксидермии (создании чучел).
После того как сублимированный продукт прибыл в пункт назначения, его можно регидратировать (вернуть ему утерянную воду), сохраняя многие его свойства прежними.
Это довольно простой процесс, и он успешно применяется уже несколько десятилетий. Но делать это с клетками, чтобы затем использовать их для размножения, — совсем другое дело.
Ранее та же группа исследователей экспериментировала с хранением лиофилизированных половых клеток мышей в лабораторном столе (то есть без контроля температуры) на протяжении года и на Международной космической станции - более 5 лет.
Оба типа образцов позволили затем произвести на свет жизнеспособное потомство, хотя успех был так себе. Оказалось, что сублимация позволяет сохранить генетический материал надолго, но хорошо это получается только в том случае, когда взяты зрелые сперматозоиды. Сбор сперматозоидов от бесплодных самцов, а также яйцеклеток и оплодотворённых эмбрионов от фертильных самок давался учёным сложнее.
При клонировании животных исследователям нужна не половая клетка, а соматическая, со всей ДНК животного. Её ядро, наполненное целой ДНК, затем можно вставить в оплодотворённый эмбрион, и, немного повозившись, запустить процесс получения потомства.
Клонирование — не самый простой способ сохранить генетический материал на будущее. Зато он позволяет сохранить весь генетический материал конкретного животного, а не только его половину, которую можно найти в репродуктивных клетках: одну половину в половой клетке самки и одну половину в половой клетке самца.
Сегодня соматические и половые клетки — для биобанков или других целей — сохраняют в жидком азоте, температуру которого можно быстро повысить, чтобы вернуть клетки к жизни.
Но исследователи хотели понять, как сработает сублимационная сушка, поэтому они использовали соматические клетки мыши (в данном случае клетки кожи и так называемые кумулюсные клетки), лиофилизировали и хранили при температуре -30 градусов по Цельсию до девяти месяцев.
Клетки погибли. У них регистрировалось значительное повреждение ДНК. Однако команде удалось извлечь остальную генетическую информацию и поместить её в новые клетки, которые стали линиями клеток ранних эмбрионов.
Затем из ядер этих клеточных линий была извлечена генетическая информация. Материал был вставлен в новый эмбрион, который прижился в матке другой мыши.
Процесс сложный и не идеальный. Каждый шаг — от регидратации до создания клеточной линии и фактического выращивания клонированных мышей — привёл к тому, что успех был достигнут лишь в 0,2% случаев.
Таким образом, у метода еще меньше шансов на успех, чем у клонирования овечки Долли, вероятность получения которой составляла всего 0,4 процента.
Кроме того, некоторых мышей также нельзя было назвать полноценными клонами. Они имели эпигенетические аномалии (надстройки, управляющие работой генов) из-за повреждения ДНК.
В одном интересном случае клеточная линия даже потеряла по пути Y-хромосому и превратилась из мужской в женскую. В общем, предстоит провести ещё много исследований, чтобы отрегулировать этот процесс.
Однако учёным важно разобраться во всех этих хитросплетениях. Ведь со временем деградирует любая ДНК. А значит, учёные должны научиться чинить эти поломки. Это принесёт пользу в огромном количестве областей: от лечения болезней до новых методов длительного сохранения информации.
А если мы хотим добиться успеха в клонировании вымерших животных, нам тем более нужно улучшить методы клонирования из неполной или деградировавшей ДНК.
Пока что это далёкое будущее, но перспективы открываются очень интересные.
Работа проводилась под руководством Саяки Вакаямы из Университета Яманаси в Японии. Исследование было опубликовано в Nature Communications.
Мы пишем о самых выдающихся достижениях науки, суперсовременных технологиях и их внедрении в нашу жизнь, рассказываем о том, каким будет будущее человечества.
Если вам нравятся наши новости, подписывайтесь на наш канал и не забывайте ставить лайки. Эти нехитрые действия помогают нам в развитии и сборе средств для финансирования проекта.
Также наши сообщества есть в Telegram, Twitter*, ВК, Facebook*, "Одноклассниках". Приходите, если вы бываете там чаще, чем на Дзене.
* заблокированы или запрещены в РФ.