Ученые создали мужские и женские клетки у одного человека

«У большинства людей есть две половые хромосомы, либо две X, либо X и Y, которые дают начало женским или мужским биологическим признакам в спектре. Исследования показывают, что эти хромосомы также имеют гораздо более широкие эффекты, способствуя процессам, которые включают функцию иммунной системы, развитие нейронов, восприимчивость к болезням и реакции на лекарства. Но тщательно изучить конкретную роль X- и Y-хромосом сложно. Например, с помощью современных инструментов трудно отделить эффекты генов от гормонов. Теперь ученые разработали инструмент, который может преодолеть это препятствие — впервые сгенерировав клетки XX и XY от одного человека. Этот уникальный набор клеток может помочь исследователям решить давние вопросы о том, как половые хромосомы влияют на болезнь и какую роль они играют в раннем развитии.

Бенджамин Рубинофф, профессор акушерства и гинекологии медицинского центра «Хадасса» в Израиле, и его команда начали проект по преодолению барьеров, стоящих перед исследованиями половых различий у людей. В настоящее время, по словам Рубинова, есть две основные проблемы: сложность разделения хромосомных и гормональных эффектов и невозможность точно определить влияние X- и Y-хромосом, исключая при этом вклад остальной генетической структуры человека. «Основной причиной для проведения этого исследования было отсутствие хорошей модели для изучения различий между мужчинами и женщинами у людей», — говорит Рубинофф. «Были модели на животных, но модели на людях не было». Чтобы создать такую ​​модель, Рубинофф, его бывший доктор медицины и доктор философии, студент Ithai Waldhorn и их коллеги впервые получили лейкоциты, ранее собранные у человека с синдромом Клайнфельтера, состоянием, при котором люди мужского пола рождаются с дополнительной Х-хромосомой. Клетки поступили из репозиториев Института медицинских исследований Кориелла, куда люди жертвуют образцы для использования в широком спектре биомедицинских исследовательских проектов. У донора была редкая «мозаичная» форма заболевания, при которой некоторые из его клеток имели три половые хромосомы (XXY), некоторые — две Х-хромосомы, а некоторые — одну X и одну Y.

В конечном итоге команда создала клетки XX и XY, которые, за исключением их половых хромосом, были генетически идентичными. Затем исследователи провели серию экспериментов, воспроизводящих результаты предыдущих исследований с другими моделями. Например, они подтвердили ранее сообщавшиеся различия в генах, которые были включены в клетках XX или XY. Они также уговорили свои стволовые клетки развиться в незрелые версии нейронов и обнаружили доказательства ранее сообщавшихся половых различий в раннем развитии нейронов. «Было приятно видеть, что модель действительно показывает различия между полами, о которых сообщалось из других систем», — говорит Рубинофф. Результаты были опубликованы в прошлом месяце в Stem Cell Reports.

«Это очень хорошо спланированное исследование, которое подтверждает идею о том, что половые различия начинаются на ранних стадиях развития — и что они зависят от половых хромосом, потому что это единственное, что может объяснить эти различия», — говорит Нора Энгель, профессор рак и клеточная биология в Университете Темпл.