Китайские биологи впервые получили здоровых детенышей обезьяны, появившихся благодаря методу переноса ядра из соматической клетки в лишенную собственного ядра яйцеклетку. Родившиеся детеныши яванской макаки представляют собой полные генетические копии клеток соединительной ткани обезьяны-донора, из которых были взяты ядра для клонирования. Напомним, что первым животным, клонированным таким образом, стала знаменитая овечка Долли, которая появилась на свет в 1996 году. Результаты своей работы китайские генетики описывают в журнале Cell.
«Создание методики клонирования обезьян дает нам массу новых возможностей. Теперь мы можем выращивать приматов с абсолютно идентичным набором генов, за исключением одного участка ДНК, структуру которого мы поменяли. Это поможет не только раскрыть суть многих генетических болезней, но и найти новые методы борьбы с раком и расстройствами иммунитета», — рассказывает Цян Сун, директор Центра по изучению приматов при Институте нейрофизиологии КАН в Шанхае.
Первое клонированное животное на Земле, овечка Долли, была «продуктом» трех матерей, одна из которых оставила ей свой генетический материал, вторая – подарила первую яйцеклетку, а третья – вынашивала ее после успешного переноса ДНК первого родителя в половую клетку второго.
Рождение Долли открыло новую эпоху в биологии и генетике – теперь у ученых появилась возможность создавать «чистые» линии подопытных животных с абсолютно идентичной ДНК, а также воскрешать уже вымершие виды живых существ. Изначально ученые опасались, что процедура клонирования ведет к ускоренному старению организма и крайне редко завершается успешно, однако в последние годы им удалось показать, что это не так, и повысить шансы на успех до 70-80%.
Как отмечает Сун, несмотря на все эти успехи, до настоящего времени ни одной научной команде не удалось клонировать макаку или любую другую обезьяну подобным образом, что и Долли.
«Мы попытались использовать несколько разных методик переноса ядра, и только одна из них сработала. Нам пришлось столкнуться с огромным количеством ошибок и неудач, прежде чем мы обнаружили правильную методику клонирования обезьян», — продолжает Сун.
Ключом к решению этой проблемы, как отмечает китайский биолог, стало ускорение процесса переноса ядра из «обычной» клетки обезьяны-донора в пустую яйцеклетку, что заметно снизило вероятность того, что процесс ее дальнейшего развития пойдет по неправильному пути. Дополнительно ученые разработали специальный «коктейль» из ферментов и молекул РНК, который защищал белковую оболочку ДНК от повреждений и заставлял яйцеклетку делиться после ввода в нее нового ядра.
Первичная культура донорных фибробластов (А), процедура извлечения ядра из яйцеклетки (B, C) и процедура слияния яйцеклетки с ядром фибробласта (D-F)
Плодом всех стараний стали две новорожденных яванских макаки (Macaca fascicularis), произведенные на свет суррогатной матерью 8 и 6 месяцев назад, имеющие абсолютно одинаковую ДНК. Первую назвали Чжун Чжун, а вторую — Хуа Хуа.
Чжун Чжун (слева) и Хуа Хуа (справа)
Подобные клички, как отмечают ученые, являются своеобразной игрой слов – выражение чжунхуа означает «китайский народ» на языке Поднебесной. Обе мартышки не имеют проблем со здоровьем и растут и развиваются так же, как и остальные обезьяны в этом возрасте.
По оценкам китайских исследователей, подобная процедура клонирования завершается успешно в каждом третьем случае, если донором ДНК выступают клетки соединительной ткани (фибробласты), подготовленные особым образом. Этот показатель, как считает Сун, можно будет сделать еще более высоким в будущем в ходе дальнейшей оптимизации процедуры переноса ядра.
Ученые признают, что в прошлом науке уже удавалось создать копию мартышки, однако в самом строгом смысле она не была клоном. Биологи просто разделили эмбрион на несколько частей на первых фазах его развития, что привело к рождению не одной, а двух обезьян. Подобным образом можно «клонировать» не более четырех особей за раз, что сильно ограничивает научную пользу этой методики по сравнению с идеями Суна и его коллег.
Клонированием животных ученые занимаются в первую очередь для того, чтобы лучше понять процессы развития эмбриона, однако такие эксперименты имеют и некоторую прикладную пользу. Например, клонирование обезьян помогло бы создать модели генетически обусловленных заболеваний человека, которые необходимы для исследования механизмов развития этих заболеваний и тестирования лекарств. Такие модели применяются на мышах, однако обезьяны генетически и физиологически гораздо ближе к человеку, поэтому такие исследования дают более адекватные результаты.
Фибробласты плода, которые китайские ученые использовали для клонирования, хорошо поддаются генетическим модификациям, в том числе с помощью системы CRISPR/Cas9. Поэтому успешное клонирование макак именно из этих клеток означает, что создание генно-модифицированных обезьян не за горами.
Противники процедуры клонирования утверждают, что животные, появляющиеся на свет таким образом, возможно, содержат скрытые дефекты развития и потому менее жизнеспособны. К примеру, овечка Долли отличалась слабым здоровьем, страдала от артрита и прожила всего шесть лет. Впрочем, недавно ученые выяснили, что никакой особой предрасположенности к заболеваниям у Долли не было, а болела она, скорее всего, из-за содержания в закрытом помещении и малой подвижности.