Трое учёных из Университета Хиросимы изобрели способ отделять сперматозоиды, несущие X-хромосому, от сперматозоидов с Y-хромосомой. Пока новая технологи опробована только на лабораторных мышах, но авторы работы полагают, что в будущем она сделает возможной выбор пола ребёнка при оплодотворении in vitro.
В данный момент уже существуют методы разделения сперматозоидов, например, проточная цитометрия, основанная на сравнении размера хромосом. Но эти методы дороги, тогда как разработка японских учёных не требует крупных затрат. Авторы использовали тот факт, что Х-хромосомы несут гораздо больше генов, чем Y-хромосомы, и поэтому могут производить более широкий спектр белков, включая определённый набор рецепторов. Исследователи сосредоточились на двух из этих рецепторов, носящих названия TLR7 и TLR8. Оба они относятся к группе толл-подобных рецепторов (toll-like receptors). Эти рецепторы располагаются на поверхности различных типов клеток иммунной системы. Они распознают различные структуры микроорганизмов и активируют иммунный ответ. На Y-хромосоме генов, кодирующих эти рецепторы, нет.
С рецепторами TLR7 и TLR8 связываются молекулы резиквимода — препарата из группы иммуномодуляторов, оказывающего противоопухолевое и противовирусное воздействие. Когда в среду, где находились мышиные сперматозоиды, добавляли резиквимод, скорость движения некоторых из них падала. Как оказалось, замедлялись только сперматозоиды с X-хромосомами, имеющие необходимые рецепторы. Исследователи полагают, что снижение скорости вызывается тем, что при соединении резиквимода с рецепторами в клетках падает выработка АТФ — вещества, служащего основным источником энергии. Аналогичные результаты были достигнуты с другим веществом — имиквимодом, который избирательно связывается с TLR7.
Отделяя медленные сперматозоиды от быстрых, можно накапливать сперматозоиды с нужной хромосомой, которые после оплодотворения гарантированно дадут мужское или женское потомство. Исследователи показали, что имиквимод и резиквимод не влияют на способность X-сперматозоидов к оплодотворению. При экспериментальной проверке при оплодотворении сперматозоидами с Y-хромосомой из 77 эмбрионов 69 (89 %) получили хромосомный набор XY. 30 эмбрионов были подсажены самкам мышей, и 83 % родившихся мышат оказались самцами. С X-хромосомами результат чуть ниже: набор XX имело около 70 % эмбрионов, зато в помёте было более 80 % самок.
Учёные говорят, что их работа также может оказаться полезной для сельского хозяйства. «На молочной ферме ценность коровы женского пола намного выше, так как она дает молоко, — говорит один из авторов метода, Масаюки Симада. — В случае же производства говяжьего мяса скорость роста быков после кастрации оказывается намного выше, чем у самок».
Исследование опубликовано в электронном научном журнале PLOS Biology.
