248
Эволюция мышей и крыс идет независимо уже 10-20 миллионов лет, за которые грызуны накопили множество отличий, в том числе в мозгу. Однако это не помешало авторам новой статьи в Cell создать мышь, в которую на стадии зародыша ввели крысовые стволовые клетки. Те успешно прижились, начали работать вместе с мышиными нейронами и взяли на себя их роль при повреждении мозга.
Многие столетия люди пытались создать химер — животных, состоящих из частей двух разных видов — и каждый раз терпели неудачу. Однако современные генетические методы были возможны. Авторы новой статьи в журнале Ячейка смогли получить гибридную версию самого сложного органа — головного мозга, соединив вместе клетки мышей и крыс.
Два вида грызунов относятся к самым популярным животным, используемым биологами в своей работе. Между ними есть значительные отличия, в том числе в строении и работе мозга, – это результат миллионов лет независимой эволюции. Например, крысы гораздо больше и имеют более тонкое обоняние.
Авторы использовали трансплантацию плюрипотентных стволовых клеток, один из наиболее перспективных методов лечения многих болезней. В то же время пересадка стволовых клеток связана с рядом риска и пока изучена не в полной мере. Поэтому биологи решили выяснить, как будут вести себя чужеродные клетки в организме другого вида. Для этого они использовали материал от крыс, который перенесли в мышиные зародыши на ранней стадии развития (бластоцисты).
Одна из главных трудностей при создании гибридного мозга мыши и крысы – это разные сроки развития органа у двух грызунов. Действительно, мозг крысы больше, имеет толщу кору, а ее эмбриогенез отстает от мышиной на один-два дня. Однако опыты прошли успешно: стволовые клетки крысы выжили, дифференцировались в нервные и встроились в нейронные сети мозга вперемешку с клетками мыши. Более того, возникли даже «гибридные синапсы» – контакты между нейронами от двух разных видов.
Крысые клетки широко распространились по гибридному мозгу — их доля в разных областях варьировалась от 0,01 до примерно 87 процентов. Однако их распространение, которое визуализировали с помощью специального флуоресцентного маркера, оказалось несимметричным и сильно различалось в левом и правом полушарии.
Далее ученые проверили, могут ли клетки от крысы взять на себя работу мышиных нейронов. С этой целью области мозга мыши, участвующие в обонянии, выключали или убивали с помощью избирательного токсина. Такое точное влияние не коснулось нейронов крысы. Оказалось, что чужеродные клеточки отлично обеспечивают проведение нервного импульса. "Гибридные" мыши почти полностью нашли утраченное обоняние: это подтвердил тест, во время которого они откапывали спрятанное печенье.
Новый результат проливает свет на поведение стволовых клеток в организме, относящихся к другому виду. Он может быть полезен для развития регенеративной медицины и трансплантологии.
