Наличие стволовых клеток - предшественников яйцеклеток заставляет по-новому взглянуть на проблемы репродукции. Часть 1: Джонатан Тилли идёт против догмы.

                                                            

Слева направо: Генрих Вильгельм Вальдейер, Соломон Цукерман, Джонатан Тилли.

  Image credit: wikipedia.org,  solociencia.com

Работы последних лет в области оогенеза (процесс формирования яйцеклеток), очень напомнили мне, то время, когда я впервые узнал о существовании нервных стволовых клеток. Представьте, что тебе учитель биологии и все учебники на протяжении нескольких лет говорят, что нервные клетки не восстанавливаются, а тут все это оказывается, что все это совсем не так.

Но вернемся к яйцеклеткам. В школе и в университете нам говорили, что новые яйцеклетки у млекопитающих прекращают формироваться вскоре после рождения, и замирают на низком старте до наступления половой зрелости, наступлением которой они получают сигналы к окончательному созреванию.

Откуда взялось это утверждение?

В середине ХХ века лорд Соломон Цукерман (Solomon Zuckerman), обобщил известные ему данные того времени об оогенезе млекопитающих в работе 1951 года The Number of Oocytes in the Mature Ovary. Где он пришёл к заключению, что [на тот момент] нет существенных доказательств, опровергающих изначальное предположение Валдейера (Waldeyer) о том, что во взрослом состоянии у самок млекопитающих новые ооциты не образуются (Waldeyer,1870). Это заключение довольно быстро стало догмой и вошло во все учебники. И все это несмотря на тот факт, что в его работах не было предложено ни одного эксперимента, подтверждающего гипотезу. Более того, двадцать лет спустя, Цукерман еще раз напомнил научному сообществу, что его утверждения основаны на отсутствии данных, которые бы шли в разрез с представлениями Валдейера (Zuckerman S., 1971).

Modified from Benjamin Cummings.

"Но, как известно, отсутствие доказательств - не является доказательством отсутствия."

А сейчас перенесемся в наше столетие. В начале 2000-х группа под руководством Джонатана Тилли (Jonathan Tilly) публикует первые экспериментальные результаты на мышах, которые противоречат догме, в престижном журнале Nature (Johnson et al, 2004). В этой работе авторы авторы отмечают один большой недостаток устоявшихся взглядов на оогенез у млекопитающих:

В результате подсчетов соотношения нормальных и дегенерирующих фолликулов в яичниках на ранних этапах жизни животных, авторы пришли к выводу, что если бы все шло в соответствие с представлениями Валдейнера, то "запаса" яйцеклеток хватило бы всего на несколько недель.

(а) предполагаемые клетки зародышевой линии (красные

 стрелки),  (b) клетки синзируют маркерный белок клеток

зародышевой линии (бурая окраска),  (c) клетки делятся,

(d) стрелка указывает на недавно поделившиюся клетку

 (красный), и содержащую белки, характерные для клеток

 зародышевой линии (зеленый)

Johnson et al. Nature, 2004

Соответственно, в яичниках взрослых мышей должны быть клетки, которые бы постоянно пополняли "ряды" погибших в процессе развития яйцеклеток. Как доказать это экспериментально?

1) Было предложено, что новые яйцеклетки образуются в результате мейоза из клеток зародышевой линии (germline cells). Тилли и коллегам удалось найти клетки, которые не только отвечают внешним критериям клеток зародышевой линии, но и продуцируют белок SCP3, необходимый для запуска мейоза.

2) Если заблокировать деление клеток зародышевой линии при помощи фармакологических агентов, то запас яйцеклеток истощается в течение 2-17 недель, после начала введения препаратов.

3) В завершающей статью серии экспериментов было показано, что при пересадке части яичника от обычной мышки самке, в каждой клетке которой синтезируется зеленый флюоресцентный белок (GFP), в донорской ("не зеленой") части яичника тоже формируются "зеленые" яйцеклетки. Этот результат может указывать на то, что клетки зародышевой линии мигрируют в донорский участок яичника, где дают начало новым яйцеклеткам.

Эта публикация оказалась всего лишь началом серии статей в известных научных журналах, перевернувших представление о развитии ооцитов у взрослых млекопитающих.

Продолжение следует...