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Îäíîé èç îñíîâíûõ ïðè÷èí íèçêîé ýôôåêòèâíîñòè òåõíîëîãèè ñ÷èòàåòñÿ íàðóøåíèå ýïèãåíåòè÷åñêîãî êîíòðîëÿ ðàáîòû ãåíîâ, âñëåäñòâèå ýòîãî - íåïðàâèëüíîå ðàçâèòèå ýìáðèîíà. Òåì íå ìåíåå, ðåïðîãðàììèðîâàíèå ñîìàòè÷åñêîãî ÿäðà ïðè åãî ïåðåíîñå äîñòîâåðíî ïîêàçàíî, è óäà÷íûå ñëó÷àè êëîíèðîâàíèÿ äîêàçûâàþò èçìåíåíèÿ â ãåííîé àêòèâíîñòè è «ñíÿòèå» ýïèãåíîìíîé èíôîðìàöèè. Íåäàâíî áûëà ïðîâåäåíà ðàáîòà ïî ñðàâíåíèþ ýêñïðåññèè ãåíîâ â íåñêîëüêèõ NT-ýìáðèîíàõ êîðîâ íà ñòàäèè áëàñòîöèñòû, ñ ñîìàòè÷åñêèìè êëåòêàìè - äîíîðàìè ÿäåð è ñ íîðìàëüíî îïëîäîòâîðåííûìè áëàñòîöèñòàìè. Àíàëèç áîëåå 5000 òûñÿ÷ ãåíîâ, ïðîâåäåííûé ïðè ïîìîùè ìèêðî÷èïîâ, ïîêàçàë, ÷òî ýêñïðåññèÿ ãåíîâ â NT-ýìáðèîíàõ ñèëüíî îòëè÷àåòñÿ îò ñîìàòè÷åñêèõ êëåòîê-äîíîðîâ è ìèíèìàëüíî îòëè÷àåòñÿ îò íîðìàëüíûõ áëàñòîöèñò. Ýòî äîêàçûâàåò, ÷òî ïåðåíåñåííûå â îîöèòû ÿäðà ïðåòåðïåâàþò çíà÷èòåëüíîå ïåðåïðîãðàììèðîâàíèå íà ñòàäèè áëàñòîöèñòû, è ïðîáëåìû, âîçíèêàþùèå ïðè ðàçâèòèè òêàíåé è îðãàíîâ èç NT-ýìáðèîíîâ, âîçìîæíî, ñâÿçàíû ñ îøèáêàìè ýòîãî ôåíîìåíà, çíà÷åíèå êîòîðûõ óâåëè÷èâàåòñÿ â ïðîöåññå îðãàíîãåíåçà. Ïðè ñðàâíåíèè êàðòèíû òðàíñêðèïöèè óäàëîñü âûÿâèòü 29 % ãåíîâ, ïî-ðàçíîìó ýêñïðåññèðóþùèõñÿ â NT-ýìáðèîíàõ è ñîìàòè÷åñêèõ êëåòêàõ-äîíîðàõ ÿäåð. Ýòè ãåíû îòíîñÿòñÿ ê ñëåäóþùèì ñèãíàëüíûì ïóòÿì: îêèñëèòåëüíîå ôîñôîðèëèðîâàíèå, êëåòî÷íûé öèêë, ñèíòåç ÀÒÔ, öèêë òðèêàðáîíîâûõ êèñëîò, ìåòàáîëèçì ïóðèíîâ, ïèðóâàòà, ãëèêîëèç è ãëþêîíåîãåíåç, à òàêæå àïîïòîç. Èññëåäîâàòåëè ïðîàíàëèçèðîâàëè â NT-ýìáðèîíàõ 94 ãåíà, êîòîðûå ýêñïðåññèðóþòñÿ â ýòèõ êëåòêàõ íà âûñîêîì óðîâíå. Èç íèõ 23 ãåíà çíà÷èòåëüíî ñèëüíåå ýêñïðåññèðîâàëèñü â èññëåäóåìûõ îáðàçöàõ, ïî ñðàâíåíèþ ñ äîíîðíûìè ñîìàòè÷åñêèìè êëåòêàìè. Ñðåäè íèõ - ðàíåå îïèñàííûå ODC1, PECAM1, CCNE1 - ãåíû, ñïåöèôè÷íûå äëÿ ýìáðèîíàëüíûõ ñòâîëîâûõ êëåòîê (ÝÑÊ). Òàêèì îáðàçîì, ïðèíèìàÿ âî âíèìàíèå ðàçëè÷èÿ â óðîâíå ýêñïðåññèè îïèñàííûõ ãåíîâ, ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ÿäðî ñîìàòè÷åñêîé êëåòêè ïðåòåðïåâàåò çíà÷èòåëüíîå ïåðåïðîãðàììèðîâàíèå ïîñëå ïåðåíîñà â ÿéöåêëåòêó. Ïðîôèëü ýêñïðåññèè ãåíîâ áûë ñðàâíåí ó NT-ýìáðèîíîâ è ýìáðèîíîâ, ïîëó÷åííûõ âñëåäñòâèå èñêóññòâåííîé èíñåìèíàöèè (artificial insemination, AI-ýìáðèîíû) è èñêóññòâåííîãî îïëîäîòâîðåíèÿ (in vitro fertilization, IVF-ýìáðèîíû). Îêàçàëîñü, ÷òî àêòèâíîñòü ãåíîâ â NT-ýìáðèîíàõ áîëåå ñõîæà ñ òàêîâîé â AI-ýìáðèîíàõ, òîãäà êàê ðàçëè÷èÿ ìåæäó NTè IVF-ýìáðèîíàìè áîëåå çíà÷èòåëüíûå. Èíòåðåñíî, ÷òî ïðè ñðàâíåíèè èíäèâèäóàëüíûõ ýìáðèîíîâ âíóòðè ãðóïïû áîëåå îäíîðîäíûìè ÿâëÿþòñÿ NT-ýìáðèîíû, à IVF-ýìáðèîíû íàèáîëåå ðàçíîðîäíûå. Ñõîæàÿ êàðòèíà ãåííîé ýêñïðåññèè ó NT-ýìáðèîíîâ òàêæå ïîäòâåðæäàåò ìåõàíèçì ïåðåïðîãðàììèðîâàíèÿ ÿäðà. Ðàçëè÷èÿ ìåæäó IVF-ýìáðèîíàìè ìîãëè âîçíèêíóòü âñëåäñòâèå êóëüòèâèðîâàíèÿ èëè ãåíåòè÷åñêèõ ðàçëè÷èé ìàòåðåé-äîíîðîâ ÿéöåêëåòîê. Íåñìîòðÿ íà ñõîæóþ ãåííóþ ýêñïðåññèþ ìåæäó NT- è AI-ýìáðèîíàìè, 50 ãåíîâ (îêîëî 1 %) îòëè÷àþòñÿ ïî óðîâíþ òðàíñêðèïöèè. Ñðåäè íèõ 8 ýêñïðåññèðóþòñÿ òîëüêî â NT-ýìáðèîíàõ, à 17 òîëüêî â AI-ýìáðèîíàõ. Âîçìîæíî, ýòè ãåíû ñâÿçàíû ñ ðàçëè÷èÿìè ðàçâèòèÿ in vitro è in vivo. Äëÿ íåêîòîðûõ èç ýòèõ ãåíîâ îïèñàíû ôóíêöèè, íàïðèìåð, TFAP2A íåîáõîäèì äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ íåðâíîé òðóáêè è Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ ¹ 1 (3), 2006 36 Íîâîñòè êëåòî÷íûõ òåõíîëîãèé ðàçâèòèÿ ñåðäå÷íîé ìûøöû [1], à MEIS2 è DUSP6 íåîáõîäèìû äëÿ ðàçâèòèÿ êîíå÷íîñòåé [2, 3], (folate receptor 1) èãðàåò ðîëü â òðàíñïîðòíîé ñèñòåìå ìåæäó ìàòåðèíñêèì è ýìáðèîíàëüíûì îðãàíèçìàìè [4]. Âñå ýòè ãåíû òðàíñêðèáèðóþòñÿ íà íèçêîì óðîâíå â NT-ýìáðèîíàõ è, âîçìîæíî, ÿâëÿþòñÿ ïðè÷èíîé íàðóøåíèé ðàçâèòèÿ êëîíèðîâàííûõ æèâîòíûõ. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ìíîæåñòâî àíîìàëèé ðàçâèòèÿ êëîíèðîâàííûõ æèâîòíûõ ìîãóò áûòü âûçâàíû íàðóøåíèÿìè èìïðèíòèíãà. Èññëåäîâàòåëè ïðîàíàëèçèðîâàëè ýêñïðåññèþ 21 ãåíà, èìïðèíòèðîâàííûõ ó ìûøè è ÷åëîâåêà. Ñðåäè ýòèõ ãåíîâ 20 ýêñïðåññèðîâàëèñü îäèíàêîâî ó NT-, AI- è IVF-ýìáðèîíîâ. È òîëüêî îäèí ãåí CD81 àêòèâíûé â ïëàöåíòå ìûøè, ïî-ðàçíîìó ýêñïðåññèðîâàëñÿ ó NT- è AI-ýìáðèîíîâ. Âîçìîæíî, ýòî íàðóøåíèå ïîñëóæèëî ïðè÷èíîé äëÿ òàê íàçûâàåìîãî large offspring syndrome, ÷àñòî íàáëþäàåìîãî â ñëó÷àå NT. Íîðìàëüíàÿ ýêñïðåññèÿ äðóãèõ èìïðèíòèðîâàííûõ ãåíîâ ïîäòâåðæäàåò òåîðèþ î ïåðåïðîãðàììèðîâàíèè ÿäðà. Íàðóøåíèå ýêñïðåññèè ãåíîâ, ñöåïëåííûõ ñ Õ-õðîìîñîìîé, íàáëþäàëîñü ó êëîíèðîâàííûõ óìåðøèõ æèâîòíûõ è NT-ýìáðèîíîâ. Íî èç 123 èçâåñòíûõ ÷åëîâå÷åñêèõ ãåíîâ, ñöåïëåííûõ ñ Õ-õðîìîñîìîé, ó÷åíûå íå íàøëè íè îäíîãî, ýêñïðåññèðóþùåãîñÿ ïî-ðàçíîìó â AI- è NT-ýìáðèîíàõ. Èññëåäîâàòåëè ïðåäïîëàãàþò, ÷òî êëþ÷åâîå ñîáûòèå â ðàííåì ðàçâèòèè èíàêòèâàöèÿ Õ-õðîìîñîìû âîçìîæíî, ó êîðîâ ïðîèñõîäèò ïîçæå, ÷åì òå ñðîêè ðàçâèòèÿ, âî âðåìÿ êîòîðûõ ïðîâîäèëè èññëåäîâàíèÿ. Ïðè àíàëèçå ãåíîâ, ó÷àñòâóþùèõ â ðåãóëÿöèè ìåòèëèðîâàíèÿ è ìîäèôèêàöèè õðîìàòèíà, íå óäàëîñü âûÿâèòü ðàçíèöû â ýêñïðåññèè ãåíîâ ïî ñðàâíåíèþ ñ íîðìàëüíûìè ýìáðèîíàìè. Íà îñíîâàíèè ñâîèõ äàííûõ ó÷åíûå ñäåëàëè âûâîä, ÷òî ïåðåïðîãðàììèðîâàíèå ñîìàòè÷åñêîãî ÿäðà, ïåðåíåñåííîãî â öèòîïëàçìó ÿéöåêëåòêè, êàñàåòñÿ è ýïèãåíåòè÷åñêèõ èçìåíåíèé. Èç 434 ãåíîâ, íåïîñðåäñòâåííî âîâëå÷åííûõ â ïðîöåññû ðàííåãî ðàçâèòèÿ, ó÷åíûì óäàëîñü âûÿâèòü ëèøü 5 äèôôåðåíöèàëüíî ýêñïðåññèðóþùèõñÿ ìåæäó NT- è AI-ýìáðèîíàìè, òîãäà êàê ó IVF-ýìáðèîíîâ òàêèõ ãåíîâ 14 ïî ñðàâíåíèþ ñ NT, è 24 ïî ñðàâíåíèþ ñ AI-ýìáðèîíàìè. Ýòè ðåçóëüòàòû ïîêàçûâàþò, êàêîå âëèÿíèå èìååò äëÿ ðàííåãî ðàçâèòèÿ èñêóññòâåííîå îïëîäîòâîðåíèå. Òðè ãåíà áûëè àêòèâíû èñêëþ÷èòåëüíî ó AI-ýìáðèîíîâ (AKAP11, CCL2 è PPAP26), âîçìîæíî, îíè îòâå÷àþò çà óñïåøíîå ðàçâèòèå íîðìàëüíî îïëîäîòâîðåííûõ ýìáðèîíîâ èëè àêòèâèðóþòñÿ â îòâåò íà óñëîâèÿ ðàçâèòèÿ in vivo. Ïîäâîäÿ èòîã ðàáîòû, ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî ó÷åíûì óäàëîñü âûÿâèòü áîëåå 300 ãåíîâ, êîòîðûå íå ìåíÿþò ñâîåé àêòèâíîñòè â òðåõ èññëåäîâàííûõ òèïàõ ýìáðèîíîâ, ÷òî ìîæåò ñâèäåòåëüñòâîâàòü îá èõ ïåðâîñòåïåííîé âàæíîñòè íà ðàííèõ ýòàïàõ ðàçâèòèÿ. Êðîìå ýòîãî, äîñòîâåðíî áûëî ïîêàçàíî, ÷òî õàðàêòåð ýêñïðåññèè ãåíîâ ïðè ïåðåíîñå ñîìàòè÷åñêîãî ÿäðà â ÿéöåêëåòêó íà ðàííèõ ýòàïàõ áîëåå áëèçîê ê òàêîâîìó â íîðìàëüíî îïëîäîòâîðåííûõ ýìáðèîíàõ (AI-ýìáðèîíû). Àíàëèç, ïðîâîäèìûé íà ñòàäèè áëàñòîöèñòû ïîêàçàë, ÷òî ñîìàòè÷åñêîå ÿäðî ïðåòåðïåâàåò ðåïðîãðàììèðîâàíèå, è ýêñïðåññèÿ ãåíîâ ìåíÿåòñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ ãåííîé àêòèâíîñòüþ ðàííåãî ýìáðèîíà. Îñòà¸òñÿ íåÿñíûì, ïî÷åìó èñêóññòâåííîå îïëîäîòâîðåíèå, â êîòîðîì ó÷àñòâóþò ÿäðà ïîëîâûõ êëåòîê, íà ðàííèõ ýòàïàõ ñèëüíåå îòëè÷àåòñÿ îò íîðìàëüíîãî îïëîäîòâîðåíèÿ, ÷åì êëîíèðîâàíèå. Âîçìîæíàÿ ïðè÷èíà - èñïîëüçîâàíèå íåçðåëûõ îîöèòîâ è èõ äëèòåëüíîå êóëüòèâèðîâàíèå. Íåîáõîäèìû äàëüíåéøèå èññëåäîâàíèÿ íà áîëåå ïîçäíèõ ñðîêàõ ðàçâèòèÿ. Ïî ðåçóëüòàòàì ðàáîòû ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ïåðåíîñ ÿäðà äàåò áîëüøå øàíñîâ äëÿ ðàçâèòèÿ ýìáðèîíà, îäíàêî òàêîå ïîëîæåíèå íå ñîâñåì îáîñíîâàííî, òàê êàê èçâåñòíû ìíîãèå ôóíêöèè ñïåðìàòîçîèäà â îïëîäîòâîðåíèè ïîìèìî ïåðåäà÷è ãåíåòè÷åñêîãî íàáîðà. Êðîìå àêòèâàöèè îîöèòà, ñïåðìàòîçîèäû òàêæå âíîñÿò ñâîþ ÐÍÊ, íåîáõîäèìóþ äëÿ ðàííåãî êîíòðîëÿ ðàáîòû ãåíîâ [5, 6], èõ õðîìàòèí èìååò ñïåöèôè÷åñêóþ êàðòèíó ìåòèëèðîâàíèÿ, êîòîðóþ íå ìîæåò âîññîçäàòü îâîöèò. Òàêèì îáðàçîì, íåëüçÿ ïðåäïîëàãàòü ëó÷øåå ðàçâèòèå ýìáðèîíà ïðè ïåðåíîñå ñîìàòè÷åñêîãî ÿäðà â ÿéöåêëåòêó, ÷åì ïðè èñêóññòâåííîì îïëîäîòâîðåíèè. Îäíàêî, ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî îîïëàçìà îêàçûâàåò îãðîìíîå âëèÿíèå íà õðîìàòèí è ðàáîòó ãåíîâ, ïåðåñòðàèâàÿ èõ â ñîîòâåòñòâèè ñ ïîòðåáíîñòÿìè ðàííåãî ýìáðèîíàëüíîãî ðàçâèòèÿ. Ñ öåëüþ âûÿñíåíèÿ ãåíåòè÷åñêèõ ðàçëè÷èé ìåæäó êëîíèðîâàííûìè è íîðìàëüíûìè ýìáðèîíàìè ìûøè íà ñòàäèè áëàñòîöèñòû áûëà ïðîâåäåíà àíàëîãè÷íàÿ ðàáîòà è â ëàáîðàòîðèè Rudolf Jaenisch [7]. Ó÷åíûå ïîäòâåðäèëè, ÷òî ïî ãåííîé àêòèâíîñòè è ïî ðàçâèòèþ íà ýòîé ñòàäèè ÝÑÊ ìûøè èç ýòèõ ýìáðèîíîâ àáñîëþòíî èäåíòè÷íû è èìåþò îäèíàêîâûé ïîòåíöèàë äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â òåðàïåâòè÷åñêèõ öåëåé [7].  òî æå âðåìÿ, îãðàíè÷åííûå ñðîêè ðàçâèòèÿ, ïðè êîòîðûõ ïðîâîäèëèñü èññëåäîâàíèÿ, íå äàþò ïðàâà óòâåðæäàòü, ÷òî ýòî ïåðåïðîãðàììèðîâàíèå äîñòàòî÷íî äëÿ äàëüíåéøåãî ðàçâèòèÿ îðãàíèçìà. ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ: 1. Brewer S., Williams T. Loss of AP-2alpha impacts multiple aspects of ventral body wall development and closure. Dev. Biol. 2004; 267(2): 399-417. 2. Kawakami Y., Rodriguez-Leon J., Koth C.M. et al. MKP3 mediates the cellular response to FGF8 signalling in the vertebrate limb. Nat. Cell Biol. 2003; 5(6): 513-9. 3. Mercader N., Leonardo E., Azpiazu N. et al. Conserved regulation of proximodistal limb axis development by Meis1/Hth. Nature 1999; 402(6760): 425-9. 4. Piedrahita J.A., Oetama B., Bennett G.D.et al. Mice lacking the folic acid- binding protein Folbp1 are defective in early embryonic development. Nat. Genet. 1999; 23(2): 228-32. 5. Kramer J.A., Êrawetz S.A. RNA in spermatozoa: implications for the alternative haploid genome. Mol. Hum. Reprod. 1997; 3(6): 473-8. 6. Miller D. Analysis and significance of messenger RNA in human ejaculated spermatozoa. Mol. Reprod. Dev. 2000; 56(2 Suppl): 259-64. 7. Brambrink T., Hochedlinger K., Bell G., Jaenisch R. ES cells derived from cloned and fertilized blastocysts are transcriptionally and functionally indistinguishable. PNAS 2006; 103(4): 933-39. Ïîäãîòîâèëà Ò. Â. Ëîïàòèíà Ïî ìàòåðèàëàì Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005; 102(49):17582 Êëåòî÷íàÿ òðàíñïëàíòîëîãèÿ è òêàíåâàÿ èíæåíåðèÿ ¹ 1 (3), 2006