Танец жизни. Новая наука о том, как клетка становится человеком - Магдалена Зерницка-Гетц

и при естественном развитии, эти паттерны контролируются сигнальными путями Wnt и BMP, Bone Morphogenetic Protein (костного морфогенетического белка).

Когда мы с Сарой увидели формирование первых структур, странноватых, но кажущихся совершенными, мы не поверили своим глазам. Я восхищалась ими тогда и восхищаюсь теперь, когда пишу эти строки. Той осенью я поставила большую часть своей личной жизни на паузу, сопоставляя полученные результаты и описывая их для статьи. Темп моей работы, наверное, сводил Сару с ума, ведь я требовала от нее больше экспериментов, больше проверок и так далее и тому подобное, чтобы убедиться, что мы ничего не упустили и верно истолковали все данные.

Сара была очень преданной и организованной. Но возникла одна чисто практическая проблема. Согласно одному из условий ее докторской программы, она должна была несколько месяцев поработать с промышленным партнером. Чтобы помочь Саре закончить работу, я попросила еще одну аспирантку из Университета Акдениз в Анталии (Турция) приехать ко мне в лабораторию.

Так к Саре присоединилась Берна Созен. Я думаю, что поступила правильно. Поначалу Берна собиралась пробыть в моей лаборатории всего один год, но этот опыт изменил ее жизнь, и Берна осталась с нами заниматься своими постдокторскими исследованиями.

Мы представили статью в журнал Nature. Ее отправили на рецензирование, что уже было хорошо, поскольку довольно много статей отсеивалось в самом начале. Редакторы были настолько опытными и осведомленными, что даже такое решение являлось важным одобрением с их стороны (поэтому мы устроили небольшой праздник — даже скромный успех имеет значение). Но в итоге нам сообщили, что примут работу только в том случае, если мы, по словам одного из рецензентов, предоставим подробные сведения обо всех генах, которые принимают участие в сборке синтетического эмбриона, а также об изменениях паттернов их экспрессии на каждой стадии самосборки. Грандиозная задача. К тому же у меня не было соответствующих технологий для изучения изменений паттернов экспрессии всех генов. Нужны были средства на покупку оборудования, которое я не могла себе позволить. Наконец, мне надо было найти сотрудников. И я нашла их, но не в Кембридже, а на другом конце планеты благодаря воскресной прогулке по Сиднею.

Приключения в Австралии

За год до этой судьбоносной прогулки меня пригласили прочитать пленарную лекцию на конференции в Хантер-Вэлли, Австралия, это знаменитый винодельческий регион, расположенный в двух часах езды к северу от Сиднея. Вместе со мной в качестве почетного гостя был еще один практик клеточного искусства, Петер Фридль из Университета Неймегена в Нидерландах, по совместительству — доктор медицинских наук в Онкологическом центре имени М. Д. Андерсона в Хьюстоне, изучающий рост и вторжение опухолевых клеток и создающий ошеломляюще подробные визуализации.

Увлекательное путешествие пришлось на время школьных каникул, поэтому я взяла с собой Саймона. Мы летели через Гонконг и задержались там на один день в гостях у главы администрации Лян Чжэньина, отца Чжэньина-младшего, одного из моих лучших бывших аспирантов. Мы провели целый день в качестве специальных гостей Чжэньина-старшего и его супруги, которые отнеслись к нам со всей добротой. К превеликому удовольствию Саймона, у них жила великолепная собака породы хаски, с которой можно было поиграть. На следующее утро мы вылетели в Сидней, где Саймону предстояло впервые увидеть кенгуру.

Вступительное слово к моей лекции прочитал мой коллега по изучению эмбриологии мышей, биолог Патрик Тэм, что было огромной честью для меня, ведь я была поклонницей его научных работ. После конференции я, Саймон, Патрик и его жена Элизабет отправились на прогулку по побережью Сиднея, на которой Патрик рассказал мне о своем сотрудничестве с Найхэ Цзином из Шанхайских институтов биологических наук, изобретателем метода лазерного рассечения эмбрионов, позволяющего наблюдать паттерны экспрессии генов. Мне повезло вдвойне, потому что вскоре после моего возвращения в Кембридж Найхэ приехал туда с визитом, и я смогла пообщаться с ним лично. Мы договорились вместе заниматься изучением паттернов экспрессии генов моих эмбрионоподобных структур. О вкладе команды Найхэ я расскажу в следующей главе. Осознав, что на добросовестное выполнение этой задачи понадобится целый год, я начала сомневаться, стоит ли вообще тратить столько времени на то, чтобы удовлетворить (или нет, кто знает) запросы рецензентов Nature.

К тому моменту Сара и Берна успели собрать еще больше информации, и мы решили представить наши результаты в Science — журнал, с которым я была не так хорошо знакома. Это оказалось правильным решением. Как всегда, рецензенты попросили провести больше исследований, но в этот раз задание было выполнимо, хотя нам и пришлось трудиться все рождественские праздники 2016 года, дабы закончить рукопись до начала нового семестра. Дэвид пришел на помощь и сделался соавтором статьи, поэтому в то Рождество мы смогли провести вместе больше времени. Чтобы поднять всем настроение, я зажгла ароматические свечи с запахом свежей сосны и амбры. Это было роскошно. Журнал Science принял нашу статью. Ура!

Выбор названия немаловажен (как показал горький опыт с флуоресцентными гранулами), поэтому мы долго обсуждали, как назвать наши эмбрионоподобные модели. Нам хотелось подобрать что-нибудь особенное, поскольку они поведали нам изумительную историю о том, как эмбрионоподобные структуры собирают самих себя из стволовых клеток. Однако последнее слово было не за нами.

Редактору Science не понравился термин «синтетические» эмбрионоподобные структуры. Эта новость настигла меня во время школьных каникул, когда я отдыхала на лыжном курорте с семьей и друзьями, и я воспользовалась ситуацией, чтобы всем вместе придумать альтернативное название. Мы сошлись на варианте «ETs», навеянном научно-фантастическим фильмом Стивена Спилберга «Е. Т. the Extra-Terrestrial» («Инопланетянин»), Он повествует о госте из другого мира, и именно такими представлялись нам первые эмбрионоподобные структуры, самостоятельно собравшиеся из стволовых клеток. Только в нашем случае буквы Е и Т означали не extra (вне) и terrestrial (земной), a embryonic (эмбриональный) и trophoblast (трофобластный), то есть ЭС- и ГС-клетки, лежащие в основе этих структур.

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