Танец жизни. Новая наука о том, как клетка становится человеком

В итоге в апреле 2017 года в журнале Science вышла статья под названием «Сборка эмбриональных и внеомбриональных стволовых клеток как имитация эмбриогенеза in vitro» [14]. Сегодня они известны как ETS-эмбрионы и являются упрощенной моделью, позволяющей заглянуть внутрь мышиного (а когда-нибудь и человеческого) развития без использования настоящих эмбрионов.

Первые ETS-эмбрионы

После одобрения статья всегда публикуется с задержкой, и порой это происходит совсем не вовремя. Когда статья об ETS-эмбрионах вышла на страницах Science, я мчалась на поезде в Париж на специализированное совещание по морфогенезу. Туда были приглашены многие мои друзья, поэтому я не хотела ничего отменять. Мы предупредили пресс-службу Кембриджского университета, что сможем принимать звонки от журналистов, и предложили Саре тоже в этом поучаствовать. Важно было самим объяснить журналистам смысл нашего исследования, не дожидаясь, пока кто-нибудь его исказит или раздует сенсацию.

Поездка на поезде и большая часть времени в Париже прошли в телефонных разговорах с журналистами. Никто из нас не ожидал такого внимания.

Журналистам свойственно спрашивать одно и то же. Ради чего все это? Мы отвечали, что можно использовать эмбрионоподобные структуры, чтобы понять основные процессы создания организма, включая и то, как клетки переговариваются друг с другом. Построив ETS-эмбрионы из генетически модифицированных стволовых клеток и пользуясь специальными ингибиторами, мы могли выявить сигнальные пути, укрепляющие партнерство между клетками, которое имеет существенное значение для развития с момента имплантации до образования зародышевых листков. Поскольку ETS-эмбрионы попроще настоящих, их физические, клеточные и молекулярные механизмы, лежащие в основе переговоров между эмбриональными и внеэмбриональными стволовыми клетками в процессе эмбрионального роста и морфогенеза, легче поддаются анализу. Когда нужно послушать онтогенетические истории, эти структуры — отличные рассказчики. Но не идеальные. Им не хватает одного типа клеток, поэтому их рассказ не полон.

Наш следующий шаг был очевидным. Нам надо было расширить исследования и построить мышиные эмбрионы из трех типов клеток, как в природе. Это придало бы им завершенность, а может, и силу для перехода на следующие стадии развития. Они определенно были бы лучшей моделью для понимания принципов эмбриогенеза.

Искусство XEN

Построенные из двух типов клеток ETS-эмбрионы никогда не поведают всю историю эмбриогенеза целиком, потому что естественные эмбрионы зависят от третьего клеточного типа — клеток примитивной энтодермы, посылающей сигналы для эмбрионального развития и позже формирующей желточный мешок. Они образуют специализированную переднюю сигнальную структуру, AVE, о которой мы уже упоминали и которая считается ответственной за нарушение симметрии эмбриона для установки передне-задней оси. Но можно ли в роли примитивной энтодермы использовать стволовые XEN-клетки?

Я считала, что клеткам надо не только позволять самоорганизовываться, но и направлять их на этом пути или, по крайней мере, помогать. И так как у нас уже были эмбриональные структуры, эквивалентные постимплантационным эмбрионам, нам могли пригодиться структуры, которые сделаны на более ранней стадии развития — стадии бластоцисты.

В тот период члены моей команды то приходили, то уходили. Альма-матер Берны так впечатлилась ее экспериментами с эмбриональными моделями, что позволила ей остаться в Кембридже подольше, Сара защитила докторскую диссертацию и перешла в Wellcome Trust, а из Торонтского университета, что в Канаде, к нам присоединился Джанлука Амадей для проведения своих постдокторских исследований. Но Джан был не особо знаком с ранними мышиными эмбрионами. Потенциальная польза от их изучения предстала в моем воображении так ярко, что я позвонила лучшему из известных мне экспериментальных эмбриологов, Каролине Пиотровска-Нитше, и попросила ее прилететь из Эморийского университета в Атланте, чтобы присоединиться к нашей команде. Она согласилась.

Из-за своих обязательств Каролина могла остаться с нами только на две недели. Мне кажется, если бы она побыла подольше, мы бы прямо тогда и создали синтетическую бластоцисту, поскольку были на правильном пути. Я даже подумывала над тем, чтобы самой продолжить нашу работу. Однако мне не сильно хотелось, ведь в этом случае я не смогла бы видеться с семьей и друзьями до окончания экспериментов. И тогда удача улыбнулась мне снова.