Секретные результаты опытов клонирования. Сколько их среди нас? - И. Зайцева

Некоторые свои эксперименты Гердон провел совместно с Ласки. Оба ученых попытались вырастить клетки почек, легких и кожи взрослых животных вне организма в питательной среде. Именно эти клетки ученые решили использовать в качестве доноров ядер.

В результате подобного эксперимента около 25 % первично реконструированных яйцеклеток развивалось до стадии бластулы. Ученые провели также несколько серийных пересадок, в результате яйцеклетки развивались до стадии плавающего головастика.

Ученые внесли огромный вклад в мировую науку. Благодаря этим исследованиям стало ясно, что клетки различных тканей взрослого позвоночного содержат ядра, которые могут обеспечить развитие по крайней мере до стадии головастика.

Другие ученые, Диберардино и Хофнер, продолжили дело Гердона, но в свою очередь попытались провести опыты над эритроцитами — дифференцированными клетками крови лягушки. Они также применили серийную пересадку таких ядер, в результате чего около 10 % реконструированных яйцеклеток достигали стадии плавающего головастика. Ученые решили не останавливаться на достигнутом и провели еще серию экспериментов. К сожалению, даже с помощью многократных серийных пересадок (более 100 клеточных циклов) реконструированным яйцеклеткам дальше стадии головастика развиться не удалось.

Последние эксперименты в области генетики показали, что в случае с амфибиями донорами ядер могут быть лишь зародыши на ранних стадиях развития. Данные эксперименты правильнее было бы называть клонированием именно зародышей амфибий, а не просто амфибий, как считают некоторые авторы.

Опыты с амфибиями также показали, что ядра различных типов клеток одного и того же организма генетически идентичны. В процессе клеточной дифференцировки такие ядра постепенно утрачивают способность обеспечивать развитие реконструированных яйцеклеток, однако серийные пересадки ядер и культивирование клеток вне питательной среды в определенной степени увеличивают эту способность.

Клонирование мышей

Клонирование амфибий с каждым последующим экспериментом проходило все успешнее, что заставило ученых всерьез задуматься об экспериментах по клонированию эмбрионов млекопитающих, а именно мышей….

Многие ученые придерживаются точки зрения, что до тех пор, пока в клонировании животных не будет достигнуто 100 %-го успеха, нельзя проводить генетические опыты на человеке.

Необходимые разработки по методике клонирования млекопитающих уже были и, как отмечает Маккиннел, «…необходимые для этого методы уже существуют, и непонятно, почему мышь до сих пор не клонирована». Ученый предлагал первые опыты по клонированию млекопитающих провести на более мелких животных, например мышах или кроликах.

Вскоре опыты по клонированию млекопитающих действительно начались, но, к сожалению, они проходили не так успешно, как в случае с амфибиями. Исследования осложнялись тем, что объем яйцеклетки у млекопитающих примерно в 1000 раз меньше, чем у амфибий.

Долгое время никто из ученых не мог добиться положительных результатов. Но вскоре ситуация изменилась. Экспериментаторы научились микрохирургически удалять пронуклеусы из зигот (оплодотворенных яйцеклеток) мыши и пересаживать в них клеточные ядpa ранних эмбрионов. К сожалению, полученные зародыши мышей развивались лишь до стадии бластоциты, но все равно это был несомненный успех.

Ученые МакГрат и Солтер значительно усовершенствовали методы извлечения ядер и разработали собственную методику введения их в клетку. После многочисленных экспериментов они пришли к выводу, что в качестве доноров ядер необходимо использовать зиготы, только благодаря этому можно добиться получения эмбрионов. В противном случае реконструированные яйцеклетки смогут развиться только до стадии бластоциты.

Метод МакГрата и Солтера впоследствии стал широко использоваться многими учеными. Исследователи Манн и Ловел-Бадж начинали свои генетические опыты с того, что пытались выделить пронуклеусы из яиц, активированных к партеногенезу, и пересадить их в энуклеированные зиготы мышей. Результаты подобных экспериментов были печальными — эмбрионы погибали на ранних стадиях….

Несмотря на некоторые неудачи, которые преследовали ученых в опытах по клонированию мышей, подобные исследования значительно расширили представления о методике клонирования млекопитающих.

Тогда ученые стали получать пронуклеусы из оплодотворенных яиц и пересаживать их в партеногенетически активированные и лишенные ядра яйца. В этом случае зародыши развивались нормально до самого рождения.

Исследователь Сурани пришел к выводу, что добавляя женский пронуклеус из зиготы мыши к гаплоидному набору хромосом яйцеклетки, нельзя добиться нормального развития. Если же добавить женский пронуклеус из зиготы мыши к мужскому ядру, это приведет к нормальному развитию.

Проводя эксперименты, ученый установил, что нормальное развитие обеспечивает только рекомбинации мужского и женского пронуклеусов из разных оплодотворенных яйцеклеток мышей. И наоборот, комбинация 2 мужских или 2 женских пронуклеусов приведет к остановке развития эмбриона. Иными словами, для нормального развития млекопитающих требуется 2 набора хромосом — отцовский и материнский.

Ученый Хоппе проводил генетические исследования, пытаясь пересадить ядра клеток партеногенетических бластоцит мышей в энуклеированные зиготы. Опыты закончились успешно, ученому удалось получить 4 взрослые самки.

Хоппе пришел к выводу, что партеногенетические (гиногенетические) и андрогенетические зародыши у млекопитающих погибают вследствие различия активности онтогенеза материнского и отцовского геномов.

Ученый ввел новый термин «геномный импринтинг», обозначающий механизм, который отвечает за регулировку этих функциональных различий.

Результаты исследований Хоппе были опубликованы, в статье автор рассказывал о пересадке ядер клеток внутренней клеточной массы бластоциты в энуклеированные зиготы мышей. В результате Хоппе удалось получить 3 взрослые особи, которые являлись генетически идентичными донорской линии. По мнению ученого, чтобы результаты опыта были положительными, необходимо за один прием провести введение ядер-доноров и удаление пронуклеусов из зиготы. После этого реконструированные яйцеклетки следует выращивать вне питательной среды до стадии бластоциты, а затем пересадить в матку самки. Результат эксперимента был следующим: из 16 пересаженных бластоцит 3 развились во взрослых животных.

В последующих опытах Хоппе в качестве доноров ядер решил использовать клетки эмбрио нов на еще более поздней стадии (7 суток). Результатом было получение 3 взрослых особей мышей.

Другим исследователям не удалось повторить опыт Хоппе, поэтому долгое время успех ученого был под сомнением. Появилось большое количество статей в научных журналах о том, что ученый фальсифицировал результат.

Ученые МакГрат и Солтер также проводили генетические опыты. В скором времени они прищли к выводу, что ядра 8-клеточных зародышей и клеток внутренней клеточной массы бластоциты не обеспечивают развития вне питательной среды реконструированных яйцеклеток. В этом случае, по мнению ученых, клетки сложно вырастить даже до стадии морулы, а уж тем более до стадии бластоциты….

Многие ученые пытались в свое время клонировать мышей, однако положительных результатов в этом удалось добиться лишь единицам.

Лучшим результатом может быть развитие 5 % ядер 4-клеточных зародышей до стадии морулы. При этом около 19 % реконструированных яйцеклеток, содержащих ядра 2-клеточных зародышей, смогли достичь стадии морулы или бластоциты.

МакГрат и Солтер пришли к выводу, что в связи с очень ранней активацией генома зародыша (на стадии 2 клеток) в эмбриогенезе у мышей клеточные ядра рано теряют тотипотентность. У крупных млекопитающих активация первой группы генов в эмбриогенезе происходит намного позже, на 8-16-клеточной стадии. Именно этим ученые объясняют трудности при клонировании мышей.

Клонирование коров

В 2004 г. бразильские ученые заявили об успешном эксперименте по клонированию коровы. Животное появилось на свет благодаря использованию генетического материала другого клона.

Корова, получившая кличку Виторьоза, являлась точной копией другой коровы по кличке Витория, которую клонировали около 3 лет назад. Независимые эксперты провели исследование, по результатам которого стало ясно, что у коровы Витории ученые взяли немного кожи с уха через год после ее рождения. Затем клетки, содержавшиеся в этой коже, использовали для клонирования.

По заявлению ученых, клонированная корова родилась 5 февраля. Ученые, которые провели этот успешный эксперимент, протестировали ДНК животного, чтобы еще раз доказать, что клонирование прошло успешно.