Овечка долли клонированная: Хелло, Долли: как на самом деле начиналась эра биотехнологий?

Хелло, Долли: как на самом деле начиналась эра биотехнологий?

В начале была мышь

Самые первые опыты по клонированию были предприняты в СССР еще в конце 1940-х годов. Советский эмбриолог Георгий Викторович Лопашов разработал тогда уникальный метод пересадки ядер в яйцеклетки лягушки.

По сути дела, Лопашов претворил в жизнь замысел немецкого эмбриолога, нобелевского лауреата Ханса Шпемана, который еще в 1938 году задумал совершенно фантастический эксперимент с клонированием тритонов. Он собирался взять ядро соматической клетки и перенести его в яйцеклетку с удаленным ядром. Однако в то время не была отработана техника энуклеации — удаления ядра. И не существовало методики переноса донорских ядер.

В июне 1948 года Лопашов отправил статью с результатами своих экспериментов в «Журнал общей биологии». Но опубликовать ее не успели: помешала печально известная сессия ВАСХНИЛ, на которой генетика была объявлена лженаукой.

Запрет с темы клонирования был снят только в 1970-е годы, когда закончился период «лысенковщины». Академия наук даже выделила деньги (не очень большие) на эксперименты по клонированию млекопитающих. Но и без того скудный денежный ручеек быстро иссяк. Фундаментальные исследования требовали времени, а государству нужен был моментальный результат. Однако остались ученые, которые продолжили заниматься клонированием на голом энтузиазме, ради собственного интереса.

Путь к успеху был долгим. Первое рабочее совещание по генетической инженерии состоялось 4 мая 1972 года, а первое клонированное животное появилось на свет в начале 1986 года.

В переводе с греческого «клон» (klon) — это веточка или черенок. Клонирование — получение генетически идентичных живых организмов бесполым путем. Этот биотехнологический способ принципиально отличается от искусственного оплодотворения. При искусственном оплодотворении in vitro, то есть в пробирке, соединяются две половые клетки: мужская и женская. При клонировании в яйцеклетку с удаленным ядром пересаживается ядро другой клетки. Пол так называемого ядерного донора при этом не имеет значения.

Мышь Машка родилась в пущинском Институте биологической физики АН СССР. Она была представительницей лабораторной линии мышей-альбиносов CBWA. У Машки было три мамы: от первой взяли яйцеклетку, от второй — клеточное ядро, третья мама выносила и родила Машку. А создателями первого в мире клонированного млекопитающего были физиолог Левон Михайлович Чайлахян, биофизики Борис Николаевич Вепринцев, Татьяна Свиридова-Чайлахян и Владимир Афанасьевич Никитин.

Чайлахян в то время заведовал Лабораторией информационных процессов в живых системах в Институте проблем передачи информации АН СССР. Вепринцев возглавлял в пущинском институте лабораторию биофизики нервной клетки. Тема клонирования животных интересовала его с точки зрения сохранения исчезающих видов.

Результаты экспериментов советские исследователи опубликовали в пятом выпуске академического журнала «Биофизика». Статья называлась «Электростимулируемое слияние клеток в клеточной инженерии». В ней, в частности, была подробно описана методика опытов, вплоть до конструкции микропипеток и микроприсосок, которыми извлекались клеточные ядра, и конструкции электродов, через которые подавались импульсы тока.

В предисловии авторы написали: «Сейчас мы являемся свидетелями того, что достаточно простой физический прием, при котором используется непосредственное воздействие электрического тока на клеточные структуры и который приводит к слиянию клеток, может существенно повлиять на дальнейшее развитие работ в области клеточной инженерии, и в первую очередь способствовать усилению работ по реконструкции клеток. Таким образом, электробиологические подходы могут оказать существенное влияние на развитие областей клеточной биологии, казалось бы, весьма далеких от нее».

После первого в мире удачного эксперимента по клонированию млекопитающих Чайлахян обратился с официальным письмом к вице-президенту Академии наук. В письме было сказано о необходимости развития в нашей стране исследований в области клонирования и о том, что Левон Михайлович готов возглавить группу специалистов на общественных началах. Однако Академия наук ему в этом отказала. Работы мирового уровня не получили своего продолжения и фактически были полностью свернуты в 1987 году.

Западный научный мир ничего о прорыве советских ученых не узнал. Публикацию на русском языке вполне ожидаемо никто не заметил.

Профессор Вепринцев, правда, попытался опубликовать результаты их совместной работы в престижном научном журнале Nature, но его знакомый британский ученый и член редколлегии журнала, которому Вепринцев отправил статью, никак не отреагировал на сообщение наших биологов.

Бедный ягненок

А через десять лет случилась Долли. И тот же Nature назвал Долли первым клонированным млекопитающим, научной сенсацией и новой эрой биотехнологий…

Овечка Долли появилась на свет 5 июля 1996 года в Рослинском институте города Эдинбурга. Новорожденному ягненку под кодовым номером 6ЛЛ3 дали имя Долли — в честь певицы Долли Партон.

Долли, как и пущинская Машка, тоже была безотцовщиной. И у нее тоже было три мамы. От первой мамы породы Scottish Blackface (шотландская черномордая) взяли яйцеклетку. От второй мамы породы Finn Dorset было получено клеточное ядро. Третья мама выносила и родила будущую знаменитость. Долли была точной генетической копией второй мамы. А схема эксперимента, в результате которого на свет появилось это чудо, до мелочей совпадала со схемой эксперимента советских ученых. Первый электроразряд применялся для слияния яйцеклетки и донорского ядра, второй — для запуска дробления клетки.

Своим появлением на свет Долли была обязана группе ученых-эмбриологов, которую возглавляли Ян Вилмут и Кит Кэмпбелл . И, кстати, Долли была отнюдь не первым удачным экспериментом Рослинской группы.

Совместная работа Яна Вилмута и Кита Кэмпбелла началась еще в 1990 году. Тогда Вилмут, уже будучи профессором Рослинского института, привлек к исследованиям 36-летнего английского эмбриолога Кэмпбелла, работавшего в Кембридже. В 1995 году им удалось клонировать из эмбриональных клеток двух уэльских горных овец Меган и Морэг. И в этой работе, как позже в случае с Долли, Вилмут и Кэмпбелл использовали метод электростимуляции.

К слову говоря, Ян Вилмут до сих пор считается автором этого метода и даже получил патент «на метод слияния и клонирования химерных искусственных зародышевых клеток».

Рождение Долли шотландские ученые держали в секрете почти восемь месяцев. Мир узнал про нее только 27 февраля 1997 года.

Сразу же после появления сенсационной публикации в Nature Левон Чайлахян, ставший к тому времени директором пущинского Института теоретической и экспериментальной биофизики, поднял вопрос о нашем приоритете в исследованиях по клонированию млекопитающих, в частности метода электростимуляции для слияния клеток. Но Академия наук по неизвестным причинам в битву за приоритет вступать отказалась.

Вопрос о приоритете российских ученых в деле клонирования млекопитающих за эти годы поднимался неоднократно. К сожалению, дальше обсуждения в прессе дело не шло. В одной из таких полемических статей было высказано предположение, что российская наука не может претендовать на приоритет, поскольку мышь Машка и овечка Долли — открытия разного масштаба.

Почему разного? Ведь в обоих случаях клон был получен методом клеточной инженерии. В обоих исследователи создавали жизнь из двух донорских клеток, путем их слияния, а не оплодотворения.

Дело в том, какие именно клетки ученые использовали в своих экспериментах.

Организм любого живого существа состоит из двух типов клеток: половых и соматических.

Половые клетки, объединившись, способны дать начало целому организму. Они тотипотентны, что значит «всемогущи».

Соматические клетки участвуют в формировании тканей организма, у каждой из соматических клеток есть своя узкая специализация.

В каждой соматической клетке содержится определенный набор хромосом. Например, в соматических клетках человека их 23 пары, в клетках овцы 54 хромосомы, или 27 пар, в клетках мыши 40 хромосом, или 20 пар. А в половых клетках всех живых организмов содержится только половинный набор хромосом. Когда две половые клетки объединяются, «комплект» становится полным.

Клетки эмбрионов всех живых существ на первом этапе еще владеют всей генетической информацией и являются всемогущими. Но по мере роста эмбриона клетки становятся специализированными, в них отключаются все лишние функции.

Чудо сотворения овечки Долли состояло в том, что ее клонировали из соматических клеток. А наша мышь Машка была создана из эмбриональных клеток.

Академик Рэм Викторович Петров писал об этом:

«В случае с Долли произошла поразительная вещь, которую никто пока до конца не объяснил. Когда ДНК из взрослой специализированной клетки переместили в яйцеклетку, все гены вновь включились. Часы программы установились на ноль. Создались условия для развития эмбриона».

Кстати, своих первых овечек Вилмут и Кэмпбелл тоже конструировали из эмбриональных клеток, поэтому не стали широко освещать этот успех, посчитав его подготовкой к чистому эксперименту.

Но так ли уж чист был эксперимент с Долли?

Когда российские ученые отстаивали приоритет в деле клонирования млекопитающих, они пытались обратить внимание научного сообщества на некоторые детали эксперимента шотландцев, оставшиеся «за кадром». На то, например, что генетический материал для Долли был выделен из «эпителия молочной железы сукотной овцы». Проще говоря, вторая мама Долли была беременной. А при беременности некоторое количество фетальных клеток — стволовых клеток зародыша — попадает в систему циркуляции крови и, соответственно, разносится по всему организму млекопитающего. Фетальные клетки, конечно же, не «всемогущие», но могут трансформироваться в разные типы клеток.

Кроме того, на момент начала эксперимента вторая мама Долли уже три года, как находилась в ином мире, и ее клетки хранились в жидком азоте.

Было ли это случайной накладкой в работе рослинских ученых или умышленной подтасовкой хода эксперимента — неизвестно.

Так или иначе, успех шотландских ученых стал мировой сенсацией, Долли по-прежнему считается первым клонированным млекопитающим, а Ян Вилмут — автором метода электростимулируемого слияния клеток.

Можно ли спустя четверть века попытаться что-то изменить и добиться признания приоритета российских ученых, пусть не в деле клонирования, но хотя бы в изобретении метода электростимулируемого слияния клеток?

Установление приоритета изобретения определяется по дате подачи заявки в патентное ведомство: кто первый оформил и подал патентную заявку, того и тапки. И здесь, к сожалению, закон на стороне шотландцев.

Но приоритет научного открытия устанавливается по дате первой публикации. И здесь первенство пущинских биофизиков в открытии метода электростимулируемого слияния клеток невозможно оспорить. Первая публикация появилась в 1987 году.

Другой вопрос, нужно ли что-то менять в этой ситуации. Наверное, нужно. Хотя бы ради восстановления справедливости.

Комментарий юриста

Пасынок М.С., российский и евразийский патентный поверенный, руководитель направления химии и фармацевтики в компании «Онлайн Патент»:

В 1980-х годах в США и Европе возможно было получить патентную охрану на генно-инженерные продукты, и в этом плане у иностранных ученых были законодательные преимущества. Однако в Советском Союзе до определенного времени существовал ряд ограничений как на получение исключительных (патентных) прав, так и на патентование генно-инженерных продуктов, в частности трансгенных растений и животных.

Да, действительно, наши ученые из Пущино открыли метод электростимулируемого слияния клеток, но у них не было возможности для его патентования. C точки зрения действовавшего на период 1959 ̶ 1991 годов патентного законодательства СССР возможно было лишь получить диплом на открытие, под которым подразумевалось установление неизвестных ранее объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира. На открытие устанавливались особые личные неимущественные права авторства и приоритета и имущественное право на вознаграждение, то есть научные открытия не могли считаться объектами патентного права, и с советских времен этот факт остался неизменным.

Форма охраны изобретений «патент» появилась лишь после вступления в силу от 1 июля 1991 года Закона СССР «Об изобретениях в СССР», а до введения в действие данного закона исключительные права на использование изобретения принадлежали государству, при этом авторам изобретений выдавались «авторские свидетельства».

К сожалению, лишь с 11 марта 2003 года в России стало возможным защищать трансгенные растения и животные, а также их части и клетки как таковые.

Вышеуказанные факты свидетельствуют о том, что развитие патентной охраны генно-инженерных продуктов в СССР происходило замедленными темпами по сравнению с США и Европой.

Кроме того, следует отметить, что международные заявки WO1997007668 (приоритет от 31.08.1995 г.) и WO1997007669 (приоритет от 31.08.1995 г.) (заявители: Рослин Институт (Эдинбург)(GB)

ДзеМинистр оф Эгрикалчер(GB), Фишериз энд Фуд (GB), Байотекнолоджи энд Байолоджикал Сайенсиз Рисерч Каунсил (GB)), впервые раскрывающие способ реконструирования эмбриона животного, реконструированный эмбрион животного, который способен давать живое потомство, и само животное, полученное данным способом, были переведены на национальную фазу рассмотрения в Россию, однако патенты по ним так и не были выданы.

Что касается современного состояния действующего законодательства, регулирующего клонирование и получение патентов, то следует обратить внимание на тот факт, что на территории России действует Федеральный закон «О временном запрете на клонирование человека» от 20.05.2002 г. № 54-ФЗ.

Данный временный запрет на клонирование человека установлен, исходя из принципов соблюдения конституционных прав и свобод человека, уважения и признания ценности личности, и учитывает недостаточно изученные биологические и социальные последствия клонирования человека.

Также на данный момент в России на законодательном уровне установлено, что в соответствии с пунктом 4 статьи 1349 Гражданского кодекса РФ не могут быть объектами патентных прав:

— способы клонирования человека и его клон;

— способы модификации генетической целостности клеток зародышевой линии человека;

— использование человеческих эмбрионов в промышленных и коммерческих целях;

— решения, противоречащие общественным интересам, принципам гуманности и морали.

Таким образом, в настоящее время в РФ тщательно соблюдается правило о непредоставлении патентной охраны вышеперечисленным изобретениям. Если патенты и выдаются на трансгенных животных и методы их получения, то формула изобретения ограничивается, например, следующим образом: «Трансгенное животное, отличное от человека….»

***

Этот и многие другие материалы на сайте ©IPQuorum — первого в России издания о креативных индустриях и интеллектуальной собственности. IPQuorum — это новый формат работы международного бренда, который с 2017 года организует все самые яркие события мира интеллектуальной собственности и креативных индустрий в России, включая рынок LegalTech и сферы институтов развития. IPQuorum исповедует доказательную редакционную политику и показывает на достоверных фактах и судьбах, что сегодня инновации возникают на пересечении разных идей и индустрий.

Овечка Долли не страдала от ранних старческих болезней, заявляют ученые

https://ria.ru/20171123/1509465794.html

Овечка Долли не страдала от ранних старческих болезней, заявляют ученые

Овечка Долли не страдала от ранних старческих болезней, заявляют ученые — РИА Новости, 23.11.2017

Овечка Долли не страдала от ранних старческих болезней, заявляют ученые

. Рентгеновские снимки костей овечки Долли, ее дочери и двух других клонированных овец показали, что они не страдали от остеоартрита и других форм старческих… РИА Новости, 23.11.2017

2017-11-23T18:13

2017-11-23T18:13

2017-11-23T18:13

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/147290/19/1472901967_17:0:981:542_1920x0_80_0_0_3fe5e533be456cfb6612bad718134eae. png

великобритания

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2017

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/147290/19/1472901967_36:0:759:542_1920x0_80_0_0_54aa0a3587a615878dc79c5ad7341199.png

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4. 7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

открытия — риа наука, великобритания

Открытия — РИА Наука, Наука, Великобритания

МОСКВА, 23 ноя – РИА Новости. Рентгеновские снимки костей овечки Долли, ее дочери и двух других клонированных овец показали, что они не страдали от остеоартрита и других форм старческих болезней и не старели аномально быстро, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

26 июля 2016, 18:53

Ученые: клоны овечки Долли подтвердили безопасность клонированияКлоны первого клонированного животного, овечки Долли, продолжают жить и сохранять здоровье уже более девяти лет, почти в два раза больше, чем просуществовала сама Долли, что говорит о безопасности клонирования.

«Итоги наших опытов, которые мы обнародовали в прошлом году, противоречили расхожим представлениям о том, что Долли заболела остеоартритом из-за того, что клоны стареют быстрее нормальных животных. Мы обратили внимание на то, что никто на самом деле всесторонне не изучал историю развития ее болезни, и попытались исправить этот недочет», — заявил Кевин Синклэр (Kevin Sinclair) из университета Ноттингэма (Великобритания).

Самая знаменитая овца в мире, Долли, родилась в лабораториях Рослинского института в июле 1996 года в результате первого в мире эксперимента по выращиванию клона животного из взрослых клеток. Долли прожила достаточно короткую для овцы жизнь – всего 6,5 лет – и умерла в 2003 году от остеоартрита, что заставило многих противников клонирования говорить о том, что этот процесс ведет к необратимым нарушениям в работе организма и ведет к ускоренному старению клона.

В прошлом году Синклэр и его коллеги доказали на практике, что подобные утверждения не отвечают действительности, создав четыре клона овечки Долли из клеток ее молочной железы, а также девять других клонов, ни один из которых до сих пор не умер или серьезно не заболел.

Успешное завершение этих экспериментов заставило британских генетиков усомниться в том, что заявления о наличии остеоартрита у Долли были основаны на достоверных научных данных. Они проверили выводы коллег, просветив кости Долли, ее дочки Бонни, а также двух других первых клонированных овец, Меган и Мораг, при помощи рентгена.

31 июля 2013, 15:53

Создатель овечки Долли: стволовые клетки помогут «воскресить» мамонтаБританский ученый Иэн Уилмут предлагает провести эксперименты по превращению клеток мамонта в стволовые. Тогда из них можно будет получить другие ткани мамонта, в том числе половые клетки.

Получив эти фотографии, ученые передали их трем ведущим ветеринарам и специалистам в области остеоартрита, попросив оценить то, в каком состоянии находились суставы овец. Ни один эксперт, как подчеркивает Синклэр, изначально не знал, кому принадлежали эти снимки и зачем генетики изучали их, и поэтому их симпатии или антипатии в адрес Долли и других клонированных животных не должны были повлиять на их заключения.

«Как показал наш анализ, число и характер распределения очагов остеоартрита в костях клонов было таким же, как и у «обычных» овец аналогичного возраста. Это позволяет говорить о том, что заявления о том, что клонирование ускорило старение овец и привело к развитию остеоартрита, не соответствуют действительности», — добавила Сандра Корр (Sandra Korr) из университета Глазго (Шотландия), один из ветеринаров, обследовавших кости овец.

31 августа 2015, 15:19

СМИ: в России открылась лаборатория по клонированию вымерших животныхГлавной задачей лаборатории будет поиск живых клеток для последующего клонирования. В первую очередь исследователи планируют возродить мамонтов, пишет журнал «Огонек».

Как возникла эта ложная идея и как она распространилась по научной и общественной среде, по всей видимости, будет одной из тех загадок, которую придется решать уже историкам. Как отмечает Синклэр, в научной литературе встречается всего одно упоминание того, что Долли страдала от тяжелых форм остеоартрита, и оно содержится даже не в статье, а в тезисах к конференции.

Никаких конкретных данных, на основании которых был сделан подобный вывод, так и не было опубликовано, что заметно осложняет поиски корней этой ошибочной теории, ее возможных «авторов» и определение мотивов их действий, заключают ученые.

Овечка Долли умерла молодой. Ее клонированные сестры набирают силу

В лаборатории

Автор Шэрон Бегли 26 июля 2016 г.

Перепечатки

Сестры-клоны Долли, Дебби, Дениз, Дайанна и Дейзи. В отличие от Долли, все они стареют нормально.
Ноттингемский университет

С клонами все в порядке.

Через три недели после 20 летия со дня рождения Долли, первого животного, клонированного из взрослой особи своего вида, ученые сообщили во вторник, что 13 других клонов овец из той же партии клеток стареют нормально, не проявляя признаков гипертонии, диабета. , или серьезный артрит в их относительно молодом возрасте. Артрит коленного сустава Долли, который развился, когда ей было всего 5 лет и вызвал опасения, что клонирование ускоряет старение, по-видимому, был аномалией.

«Если бы клонирование ускоряло старение, мы бы увидели это в этой группе», — сказал биолог развития Кевин Синклер из Ноттингемского университета, который руководил исследованием, опубликованным в Nature Communications.

реклама

Поскольку клонирование людей является почти глобальным табу, результаты не имеют отношения к вопросам о том, станут ли человеческие Mini-Me морщинистыми и седыми в подростковом возрасте. Но крупные животные, от крупного рогатого скота до пони для игры в поло, клонируются, как и собаки и кошки, поэтому исследование — первое, в котором изучалось долгосрочное здоровье животных, созданных, как Долли, — дает уверенность в том, что клонирование не вызывает преждевременного старения.

Более важным для людей является то, что техника, которая создала Долли, также используется для производства клеточных линий для исследований и, возможно, когда-нибудь для лечения болезней. Результаты на овцах показывают, что «перенос ядра соматической клетки» не приводит к преждевременному старению полученных клеток за счет, как опасались некоторые ученые, укорочения теломер, молекул на концах хромосом, которые, по-видимому, влияют на старение.

реклама

Исследование согласуется с тем, что другие ученые заметили о других клонах. Например, «один из двух бантенгов, которых мы клонировали в 2003 году, был здоров и прожил долгую жизнь в зоопарке Сан-Диего со стадом других бантенгов», — сказал пионер клонирования доктор Роберт Ланца, главный научный сотрудник Института регенеративных исследований Астеллас. Лекарственное средство. Бантенги — вымирающий вид крупного рогатого скота, обитающий в Юго-Восточной Азии.

13 овец в новом исследовании были созданы с 2005 по 2007 год, когда биолог Кит Кэмпбелл, ключевой член команды Долли, пытался улучшить клонирование — создание более жизнеспособных эмбрионов для имплантации в утробы суррогатных матерей, увеличение количества беременностей, и более живое потомство. Четыре из этих «Ноттингемских кукол» — Дебби, Дениз, Дайанна и Дейзи, которым сейчас 9 лет, — были созданы из той же линии клеток молочной железы, что и Долли, что делает их ее сестрами-близнецами. (После того, как у Долли развилось редкое заболевание легких, Долли умерла в возрасте 6 лет, что составляет менее половины продолжительности жизни ее вида. ) Остальные девять клонов произошли из эмбриональных клеток и родились в период с 2006 по 2008 год9.0003

Ни у кого не было признаков диабета, гипертонии или серьезного артрита — болезней, на которых сосредоточились ученые, потому что они поражают старых овец так же, как и пожилых людей. У пятерых был легкий артрит локтевого сустава, как и у неклонированных овец того же возраста: один овечий год равен примерно восьми человеческим годам, поэтому Долли нормально стареют в течение примерно 70 дней рождения. (Долли, изучение которых продолжится, считаются наследием науки от Кэмпбелла, покончившего жизнь самоубийством 5 октября 2012 г.)

Однако ученые не тестировали молекулярные маркеры, такие как длина теломер или эпигенетические изменения. Последние изменяют, какие гены включены, а какие выключены, и связаны с возрастными хроническими заболеваниями. Возможно, у Nottingham Dollies в ДНК есть биологическая бомба замедленного действия, но если так, то она не взорвалась.

Об авторе
Репринты

Все, что вы всегда хотели знать о клонированных овцах и о том, что было дальше

Прошло 20 лет с тех пор, как шотландские ученые рассказали миру об овце Долли, первом млекопитающем, успешно клонированном из клетки взрослого организма. Что было особенного в Долли, так это то, что ее «родители» на самом деле были одной клеткой, происходящей из ткани молочной железы взрослой овцы. Долли была точной генетической копией той овцы — клоном.

Долли захватывала воображение людей, но те из нас, кто был в поле, видели ее появление в предыдущих исследованиях. Я работаю с эмбрионами млекопитающих более 40 лет, при этом некоторые работы в моей лаборатории сосредоточены на различных методах клонирования крупного рогатого скота и других видов домашнего скота. На самом деле, один из соавторов статьи, объявляющей о Долли, работал в нашей лаборатории в течение трех лет, прежде чем отправиться в Шотландию, чтобы помочь создать знаменитый клон.

Долли стала важной вехой, вдохновив ученых на дальнейшее совершенствование технологии клонирования, а также на разработку новых концепций в исследованиях стволовых клеток. Конечная цель никогда не предназначалась для создания армий генетически идентичных животных: скорее, исследователи продолжают совершенствовать методы и комбинировать их с другими методами, чтобы ускорить традиционные методы разведения животных, а также получить представление о старении и болезнях.

Необычная сперма + яйцеклетка

Долли была совершенно нормальной овцой, которая стала матерью множества нормальных ягнят. Она дожила до шести с половиной лет, когда ее в конце концов усыпили после того, как заразная болезнь распространилась по ее стаду, заразив как клонированных, так и нормально воспроизводящихся овец. В ее жизни не было ничего необычного; именно ее происхождение сделало ее уникальной.

До десятилетий экспериментов, которые привели к Долли, считалось, что нормальные животные могут быть получены только путем оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом. Так все работает естественным образом. Эти зародышевые клетки — единственные в организме, генетический материал которых полностью перемешан, и их количество вдвое меньше, чем у любого другого вида клеток. Таким образом, когда эти так называемые гаплоидные клетки объединяются при оплодотворении, они производят одну клетку с полным набором ДНК. Соединённые вместе клетки называются диплоидными, т. е. дважды или двойными. Две половинки составляют единое целое.

С этого момента почти все клетки в этом теле имеют одинаковую генетическую структуру. Когда одноклеточный эмбрион дублирует свой генетический материал, обе клетки теперь двухклеточного эмбриона генетически идентичны. Когда они, в свою очередь, дублируют свой генетический материал, каждая клетка на стадии четырех клеток становится генетически идентичной. Эта закономерность проявляется в том, что каждая из триллионов клеток взрослого человека генетически абсолютно одинакова — будь то легкие, кости или кровь.

При переносе ядра соматической клетки вся ДНК происходит из одной взрослой клетки.
Белкорин, CC BY-SA

Напротив, Долли была произведена так называемым переносом ядер соматических клеток. В этом процессе исследователи удаляют генетический материал из яйцеклетки и заменяют его ядром какой-либо другой клетки организма. Полученное яйцо становится фабрикой по производству эмбриона, из которого развивается потомство. На снимке нет сперматозоидов; вместо того, чтобы половина генетического материала исходила от сперматозоидов и половина от яйцеклетки, все это происходит из одной клетки. Он диплоидный с самого начала.

Долгий путь исследований привел к Долли

Долли стала кульминацией сотен экспериментов по клонированию, которые, например, показали, что диплоидные эмбриональные и эмбриональные клетки могут быть родителями потомства. Но не было никакого способа легко узнать все характеристики животного, которые будут получены в результате клонирования эмбриона или плода. Исследователи могли заморозить несколько клеток 16-клеточного эмбриона, продолжая получать клоны из других клеток; если было получено желаемое животное, они могли разморозить замороженные клетки и сделать больше копий. Но это было нецелесообразно из-за низких показателей успеха.

Долли продемонстрировала, что взрослые соматические клетки также могут быть использованы в качестве родителей. Таким образом, можно было узнать характеристики клонируемого животного.

По моим подсчетам, Долли была единственной успешной из 277 попыток переноса ядер соматических клеток. Иногда в процессе клонирования путем переноса ядер соматических клеток все еще образуются аномальные эмбрионы, большинство из которых погибает. Но этот процесс значительно улучшился, так что теперь показатели успеха составляют около 10 процентов; однако он сильно варьируется в зависимости от используемого типа клеток и вида.

Более 10 различных типов клеток успешно использовались в качестве «родителей» для клонирования. В настоящее время в большинстве случаев клонирование осуществляется с использованием клеток, полученных путем биопсии кожи.

На клон могут влиять не только гены

Генетика — это только часть дела. Даже если клоны генетически идентичны, их фенотипы — характеристики, которые они выражают, — будут разными. Это похоже на естественных однояйцевых близнецов: у них общие гены, но на самом деле они не совсем одинаковы, особенно если воспитываются в разных условиях.

Окружающая среда играет огромную роль для некоторых характеристик. Наличие пищи может влиять на вес. Болезни могут остановить рост. Эти виды образа жизни, питания или последствий болезней могут влиять на то, какие гены включены или выключены у человека; они называются эпигенетическими эффектами. Даже если весь генетический материал может быть одинаковым в двух идентичных клонах, они могут экспрессировать разные гены.

Клонирование победителя не гарантирует успеха следующему поколению.
AP Photo/Дэррон Каммингс

Рассмотрим практику клонирования скаковых лошадей-победителей. Клоны победителей иногда также будут победителями, но в большинстве случаев это не так. Это потому, что победители являются исключениями; у них должна быть правильная генетика, а также правильная эпигенетика и правильная среда, чтобы реализовать этот выигрышный потенциал. Например, невозможно точно воспроизвести состояние матки победившей скаковой лошади, когда она была развивающимся плодом. Таким образом, клонирование чемпионов обычно приводит к разочарованию. С другой стороны, клонирование жеребца, дающего большое количество лошадей-победителей скачек, очень надежно приведет к получению клона, который так же производит победителей. Это генетическая, а не фенотипическая ситуация.

Несмотря на то, что генетика надежна, есть аспекты процедуры клонирования, которые означают, что эпигенетика и окружающая среда не оптимальны. Например, у сперматозоидов есть изящные способы активировать оплодотворенные ими яйцеклетки, которые погибнут, если их не активировать должным образом; при клонировании активация обычно осуществляется сильным электрическим током. Многие этапы клонирования и последующего эмбрионального развития выполняются в пробирках в инкубаторах. Эти условия не являются идеальной заменой женским половым путям, где обычно происходит оплодотворение и раннее эмбриональное развитие.

Иногда аномальные плоды развиваются до срока, что приводит к аномалиям при рождении. Наиболее поразительный аномальный фенотип некоторых клонов называется «синдромом большого потомства», при котором телята или ягнята на 30–40 процентов больше нормы, что приводит к трудным родам. Проблемы возникают из-за аномальной плаценты. При рождении эти клоны генетически нормальны, но слишком велики и склонны к гиперинсулинемии и гипогликемии. (Со временем состояние нормализуется, как только потомство перестанет подвергаться влиянию аномальной плаценты.)

Недавние улучшения в процедурах клонирования значительно уменьшили эти аномалии, которые также возникают при естественном размножении, но гораздо реже.

Удаление генетического материала из ядра клетки.
AP Photo / Томас Терри

Продолжая клонирование

Было произведено много тысяч клонированных млекопитающих почти двух десятков видов. Очень немногие из них касаются практических применений, таких как клонирование знаменитого быка Ангуса по кличке Финальный Ответ (который недавно умер в преклонном возрасте) с целью получения более качественного скота с помощью спермы его клона.

Но ландшафт исследований в области клонирования быстро меняется. Движущей силой создания Долли было не производство генетически идентичных животных. Скорее исследователи хотят объединить методы клонирования с другими методами, чтобы эффективно изменять животных генетически — намного быстрее, чем традиционные методы разведения животных, которые требуют десятилетий, чтобы внести изменения в популяции таких видов, как крупный рогатый скот.

Одним из недавних примеров является введение гена комолости (без рогов) молочному скоту, что устраняет необходимость в болезненном процессе удаления рогов. Еще более поразительным применением было получение штамма свиней, неспособных заразиться очень заразным и изнурительным вирусом РРСС. Исследователи даже создали крупный рогатый скот, у которого не может развиться коровье бешенство. Для каждой из этих процедур трансплантация ядер соматических клеток является неотъемлемой частью процесса.

На сегодняшний день самым ценным вкладом этих экспериментов по трансплантации ядер соматических клеток была полученная научная информация и понимание.