Учёные из Кембриджского центра исследования трофобласта (Loke Centre for Trophoblast Research) впервые применили технику редактирования генома base editing для изучения функций отдельных генов в человеческих эмбрионах. Base editing — гораздо более точная версия CRISPR/Cas9. Она меняет одну единственную нуклеотидную пару — базовый «кирпичик» DNA — в геноме размером около 3 миллиардов таких пар.
Исследователи заблокировали ген NANOG в эмбрионах на самой ранней стадии. Результат: клетки не смогли развиться в эпибласт — слой плюрипотентных клеток, из которого в будущем формируется тело. Без NANOG эмбрион не способен создать строительные блоки организма. При этом клетки, которые пойдут в плаценту и желточный мешок (поддерживающие ткани), всё ещё формировались.
Это первый случай, когда base editing использовали именно для изучения функций гена в человеческих эмбрионах. Ранее такие опыты уже ставили, но именно эта работа показала, что экстремальная точность base editing резко снижает риск случайных хромосомных поломок. Классический CRISPR/Cas9, как выяснила та же команда профессора Кэти Ниакан раньше, такие поломки вызывает.
Учёные подчеркивают: понимание роли NANOG может в будущем повысить успешность ЭКО и помочь разобраться с ранними выкидышами. Но главный (и неожиданный) вывод — работа NANOG у людей и мышей серьёзно различается. В опытах на мышах потеря NANOG разрушала и эпибласт, и желточный мешок. У человека пострадал только эпибласт. Значит, напрямую переносить данные с животных на людей нельзя, и изучать раннее развитие нужно именно на человеческих эмбрионах.
В далёкой перспективе base editing могли бы править гены, вызывающие наследственные болезни вроде муковисцидоза или хореи Хантингтона, прямо в эмбрионах. Но в Великобритании это пока незаконно, а до клинического применения потребуются годы тестов безопасности и общественные обсуждения.
Все эмбрионы для опыта — невостребованные образцы от пар, проходивших ЭКО. Их культивировали всего 6,5 дней после оплодотворения, после чего уничтожили. Исследование одобрено британским регулятором HFEA и этическим комитетом. Результаты опубликованы в журнале Nature.