В природе зигота образуется при слиянии сперматозоида и яйцеклетки. Когда зигота начинает делиться, это запускает непрерывный процесс создания специализированных клеток. Однако, как только одноклеточный эмбрион достигает двуклеточного состояния, то у более поздних клеток теряется способность к созданию всего организма и поддерживающих тканей. Клетки одноклеточного и двуклеточного эмбриона, способные это сделать, называют тотипотентными стволовыми клетками. В новой работе ученые из Университета Цинхуа показали, что способны их создать из плюрипотентных стволовых клеток.

За двадцать лет изучения клеточной судьбы и регуляции стволовых клеток химическими соединениями ученые отобрали и протестировали тысячи комбинаций молекул. Наконец, они определили три небольшие молекулы, которые способны превращать плюрипотентные стволовые клетки в клетки с тотипотентными характеристиками. Первые эксперименты проводились на клетках мышей. Коктейль экспериментальных препаратов назвали TAW.

Затем ученые подтвердили, что в организме мышей клетки дифференцировались как в эмбриональные, так и во внеэмбриональные линии. То есть, потенциально они могли развиваться как в плод, так и в поддерживающие плод ткани, в первую очередь, плаценту.

Возможность поддерживания тотипотентности клеток в лабораторных условиях открывает перед учеными множество возможностей для изучения процесса начала жизни. В настоящее время существует правило «14 дней» — срок, после которого выращенный эмбрион достигает ключевой точки сложности и его более нельзя использовать для изучения. Хотя теперь, согласно новому решению Международного общества исследования стволовых клеток, каждый случай будет рассматриваться индивидуально.

Пока авторы не комментируют будущие этические проблемы, связанные с их открытием — создание индивидуальной жизни и даже ускорение эволюции вида. «Мы сосредоточены на совершении открытий в настоящем, чтобы заложить основу для будущих поколений», — подчеркнули они.

Тем временем ученые из США ранее создали эмбрион мыши без яйцеклетки и сперматозоида. Их конечная цель — создание полностью функциональных органов в лаборатории, которые затем могут быть трансплантированы человеку.