|
Мышей клонировали на протяжении 58 поколений
|
|
|
|
Создание точных двойников существ в лабораторных условиях было в основном предметом научной фантастики до 1996 года, когда овечка Долли стала первым млекопитающим, которое было клонировано. Но в то время как возникли предположения о потенциальных ловушках, связанных с созданием полчищ клонов, как выяснила группа японских исследователей, эти проблемы иногда принимают иную форму, чем ожидалось.
|
|
|
|
Два десятилетия назад Терухико Вакаяма (биолог из Университета Яманаси) и его команда исследователей клонировали одну самку мыши. Затем они клонировали клона и клона клонируемого. Получив первоначально многообещающие результаты, они продолжали клонировать каждое последующее поколение клонов в общей сложности в течение 58 поколений (не включая исходную мышь). Но проблемы начали проявляться после 25—го поколения - когда повторные клоны из одного из более поздних поколений спаривались с мышами-самцами, оплодотворение яйцеклеток проходило успешно, но эмбрионы дегенерировали. Оказалось, что, несмотря на отсутствие каких-либо отклонений во внешнем виде или продолжительности жизни, в ДНК каждого последующего поколения начало накапливаться все больше и больше мутаций. В конце концов, совокупный эффект мутаций стал смертельным.
|
|
|
|
Существа, которые многократно клонируют себя, действительно существуют в природе, так что в этом нет ничего невозможного. Гидры и коралловые полипы - всего лишь два примера животных, способных к самовоспроизведению, но, как оказалось, млекопитающие (которые полагаются на половое размножение) - это совсем другая история. В течение многих лет считалось, что клонирование потенциально может быть использовано для массового выведения более совершенных одомашненных животных или возвращения исчезающих видов к жизни на грани исчезновения. Но после того, как исследователи, проводившие 20-летний эксперимент, увидели, что произошло с 1200 клонированными мышами, они уже не так уверены в этом.
|
|
|
|
|
|
|
“Считается, что проблемы [с клонированием млекопитающих] возникают из-за сбоев в “перепрограммировании” донорского ядра для восстановления эпигенетического состояния дифференцированных соматических клеток до состояния оплодотворенного эмбриона; это происходит не напрямую из-за аномалий ДНК, но подробные механизмы, ответственные за это, остаются неясными”, - говорится в недавно опубликованном исследовании. в журнале Nature Communications.
|
|
|
|
Учитывая, что генетические аномалии не проявляются в последующих поколениях клонированных растений, позвоночных животных, не относящихся к млекопитающим, клонированных путем партеногенеза, или менее сложных животных (таких как гидры), исследователи хотели выяснить, можно ли также клонировать млекопитающих на неопределенный срок. Первые результаты казались обнадеживающими — после того, как в 2005 году началось серийное клонирование, секвенирование ДНК и анализ дубликатов мышей не выявили различий между ранним и поздним поколениями клонов. Но ситуация начала меняться после 27-го поколения, когда генетические аномалии начали негативно влиять на фертильность. К 58-му поколению клонированные мыши умирали на следующий день после рождения.
|
|
|
|
Возможно, аномалии, возникшие у последующих поколений, были вызваны несколькими причинами. Одним из подозреваемых был трихостатин А (TSA), который усиливает ядерное перепрограммирование — процесс, который возвращает клеткам способность к дифференцировке плюрипотентных стволовых клеток без изменения какой-либо части их ядерной ДНК. Хотя исследователи подозревали, что TSA теряла свою эффективность с течением времени, анализ показал обратное.
|
|
|
|
Эпигенетические аномалии — изменения в экспрессии генов, которые включают и выключают гены, не влияя на структуру последовательности ДНК, — были еще одной возможностью, но таких аномалий обнаружено не было. Эмбрионы мышей, которые были клонированы in vitro, также не показали никаких отклонений в своем развитии.
|
|
|
|
Только когда исследователи проанализировали геномы повторно клонированных мышей из разных поколений, они обнаружили мутации. К сожалению, к последнему поколению накопилось так много фоновых мутаций, что клоны перестали быть жизнеспособными. Хотя многие повторно клонированные мыши с множественными мутациями смогли прожить здоровую жизнь (а некоторые даже были скрещены с мышами, которые не были клонами), последовательное клонирование в конечном итоге привело к обратным результатам. Эти результаты вызывают серьезные сомнения в том, что клонирование может обеспечить спасение исчезающих видов млекопитающих.
|
|
|
|
“С момента рождения овечки Долли технология клонирования разрабатывалась для различных применений”, - говорят исследователи. “Тем не менее, эти результаты демонстрируют, что практическое применение клонирования млекопитающих требует более глубокого понимания этих биологических ограничений, что требует дальнейших исследований, и подтверждают эволюционную неизбежность того, что половое размножение необходимо для долгосрочного выживания видов млекопитающих”.
|
|
|
|
Источник
|
