Прогресс в овечьей шкуре: кому нужна технология создания генетических копий животных

21 июля 2021, 09:38

Четверть века спустя после того, как мир взбудоражила весть о клонировании овечки Долли, ни исследователи, ни ветеринары не дают исчерпывающего ответа на вопрос, кому эта технология создания генетических копий нужна сегодня. Эксперименты, впрочем, продолжаются – в том числе и в России.

Прогресс в овечьей шкуре: кому нужна технология создания генетических копий животных

В 1990-х годах специалисты Рос­линского института (Велико­британия) под руководством биологов Яна Вилмута и Кита Кэмп­белла активно искали метод, который бы позволил максимально эффектив­но производить генетически модифи­цированный скот. Одной из областей, в которых требовалось разобраться, были изменения клеток в процес­се развития. Ученых интересовало, можно ли использовать клетки кожи, мозга и тканей для создания новых животных.

Опыты, затянувшиеся почти на два года, не приносили успеха. Под­саженные эмбрионы погибали, слу­чались выкидыши, новорожденные ягнята не выживали. Сотни исследо­ваний закончились провалом. Ученые теряли доверие руководства, а с ним и финансирование.

Вероятно, одной из причин, по ко­торой не поставили крест на экспе­риментах, было то, что речь шла об этапе очень большого пути: первые шаги к клонированию были сделаны еще в XIX веке. Немецкий гистолог Теодор Шванн доказал, что все ткани животных и растительных организ­мов состоят из клеток. А зоолог Ав­густ Вейсман описал разницу между зародышевыми и соматическими клетками.

В Российской империи и СССР объ­ектом исследований стали тутовые шелкопряды. В 1886-м зоолог Алек­сандр Тихомиров выяснил, что от них, размножающихся половым путем, можно добиться искусственного одно­полого размножения. В 1930-х биолог Борис Астауров получил генетические копии шелкопряда. А в 1940-е эмбриолог Георгий Лопашов заложил основы современного метода клонирования – удалил ядро яйцеклетки лягушки и поместил вместо него ядро клетки соматической.

Долли не была первым клонирован­ным животным – еще в 1960–1970 го­дах британский эмбриолог Джон Гердон провел серию успешных эксперимен­тов по клонированию шпорцевых ля­гушек по методике Лопашова. Первое млекопитающее, лабораторную мышь, клонировали в 1987 году в СССР. А за год до появления Долли те же Вилмут и Кэмпбелл клонировали двух других овец – Мэган и Мораг.

Так в чем был прорыв? В том, что для создания всех этих животных ис­пользовали эмбриональные клетки. Долли же стала первым животным, появившимся из соматических клеток взрослой особи. Ученые использова­ли культуру эпителиальных клеток вымени взрослой лактирующей овцы, умершей до начала эксперимента. Яйцеклетки взяли у другой овцы. Из 277 клеток до состояния эмбриона развились лишь 29. И только из одно­го из них сформировался жизнеспо­собный ягненок, который появился на свет от суррогатной матери 5 июля 1996 года. Новорожденную овечку на­звали в честь певицы Долли Партон, известной любовью подчеркнуть свой выдающийся бюст.

От критики к индустрии

Мир узнал о Долли, когда ей было во­семь месяцев: в журнале Nature вышла небольшая статья «Жизнеспособное потомство, полученное из эмбрио­нальных и взрослых клеток млекопитающего» (Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells). История попала в СМИ, и об овечке заговорили повсюду. Но уже вско­ре Вилмут и Кэмпбелл столкнулись с критикой.

Нортон Зиндер, лауреат премии На­циональной академии наук США, ука­зал на количество безуспешных экс­периментов и счел появление Долли скорее случайностью, чем значимым результатом. Кроме того, раз овца, чьи клетки вымени использовались для соз­дания Долли, была мертва, нельзя было сравнить их геномы и подтвердить, что Долли – ее генетическая копия. Также он указывал, что, если исходная овца была беременна, в материал могли по­пасть эмбриональные клетки. И в та­ком случае этот эксперимент ничем не отличался бы от более ранних. 

В 1999-м британская газета Indepen­dent и вовсе назвала Долли подделкой. Анализ показал: в ее геноме присут­ствует генетический материал овцы – донора яйцеклетки. Это объясняется тем, что 0,02% генов млекопитающих находятся не в ядре клетки, а в мито­хондриях – так донорские гены и стали частью Долли. По мнению критиков, это делало Долли не полноценным клоном, а скорее дочерью двух матерей.

Но, несмотря на претензии, рожде­ние Долли стало прорывом, позволив­шим использовать для клонирова­ния клетки взрослых особей. Вскоре появились клоны мышей, коз, коров, свиней, созданные на основе клеток как живых, так и пробывших пару лет в заморозке животных. Эксперименты по всему миру позволили улучшить технологию и сократить число по­пыток, необходимых для получения жизнеспособного клона, в десятки раз. Ученые убедились: клоны рождаются здоровыми и способны давать здоро­вое потомство.

Сегодня Китай производит около 500 клонированных свиней в год для тестирования новых лекарств. Там же идут эксперименты по клонированию генетически измененных макак для изучения некоторых заболеваний. Еще одна возможная сфера применения кло­нирования – возрождение вымерших видов и сохранение вымирающих. Пока, однако, ученые не слишком в этом пре­успели. Клонированный в 2001 году бык гаур умер через два дня после рождения. В 2003-м клон вымершего пиренейского козерога скончался вскоре после появ­ления на свет из-за дефекта легких. Уже второе десятилетие в разных странах, в том числе и в России, обсуждают идею клонирования мамонта, но для этого надо сначала получить или искусствен­но воссоздать его ДНК.

Были, впрочем, и удачные экспери­менты. В 2003-м удалось клонировать вымирающего быка бантенга, поз­же – степного кота. В 2020 году стало известно о клонировании черноного­го хорька, в результате которого роди­лась самка, названная Элизабет Энн. Ученые надеются, что этот опыт по­может бороться с близкородственным скрещиванием – для создания особи использовали клетки самки, умершей в 1980-е, поэтому Элизабет Энн зна­чительно отличается генетически от современных хорьков.

В США, Китае, Южной Корее прак­тикуется коммерческое клонирование домашних животных. Некоторые ком­пании имеют представительство в Рос­сии. Но копия домашнего любимца по карману немногим – заплатить при­дется больше 100 тыс. долларов.

Вопрос во многом экономический 

В России нет целенаправленной про­граммы исследований в области клони­рования. Но в последние годы стало из­вестно о двух важных экспериментах. Ученые из ФГБНУ «Федеральный иссле­довательский центр животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста» первыми в России клонировали корову, изменив ее геном. Это событие должно стать первым шагом на пути к созда­нию генетически отредактированных животных с заданными свойствами. А в компании «Артэмбриоген» (рези­дент «Сколково») разработали новый подход к клонированию, который назвали технологией генетического лифта: яйцеклетка наиболее генети­чески ценной коровы оплодотворяется спермой не менее генетически ценно­го быка, а затем полученный эмбрион становится источником материала для эмбрионов-клонов определенного пола с заданными генетическими харак­теристиками. Генетический материал выросших телят используют для даль­нейшего воспроизведения.

«Технологии клонирования живот­ных в сельском хозяйстве России не применяются, пока что они находят­ся на уровне научных исследований и стартапов, – рассказал нашему изда­нию Вадим Хлесткин, директор Всерос­сийского научно-исследовательского института генетики и разведения сель­скохозяйственных животных, филиала ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста. – За рубежом ситуация аналогичная, просто стартапы побогаче и их больше. Реальный сектор ждет, когда стоимость операции клонирования упадет ниже 1000 долларов за животное. По дости­жении этого порога возможно широкое внедрение новых технологий, которое, скорее всего, за рубежом произойдет – просто фермеры, не внедрившие их, будут проигрывать в конкурентной борьбе. Возможно, России стоит разра­ботать свои технологии клонирования и внедрить их в первую очередь в стра­нах, где проблема с продовольствием стоит наиболее остро».

Что касается продуктов питания на основе мяса клонированных живот­ных, то в США их считают безвред­ными, добавляет Вадим Камильевич, но позиция других стран может отли­чаться. С точки зрения науки, скорее всего, продукты из клонированных животных безвредны – они не должны отличаться от продуктов из клонов, появившихся на свет естественным путем, – однояйцевых близнецов.

«Разрешение или неразрешение той или иной технологии к примене­нию – это вопрос во многом экономи­ческий, – отмечает эксперт «ВиЖ».

– Лучше, конечно, его регулировать так, чтобы заработанные на технологии деньги оставались в бюджете России». Сегодня клонирование актуально как инструмент копирования животных с выдающимися характеристиками – например, особо ценных быков для получения и консервации их семени. Однако на практике это применяется редко – в новых поколениях нет недо­статка в высококачественных особях, поэтому смысла в их клонировании пока нет.

Помимо стоимости и технической сложности у клонирования есть и дру­гие недостатки – чрезмерное увлече­ние им может стать причиной проблем с генетическим разнообразием. «Кло­нирование – технология воспроизве­дения существующего генетического фонда, но не его развития, – обращает внимание Вадим Хлесткин. – Теоре­тически возможна ситуация, когда, упрощенно говоря, все хозяйства за­хотят клонов одного, наиболее эконо­мически выгодного животного. При этом вся забота о сохранении генети­ческого разнообразия ляжет на плечи науки, музеев и природных парков». Снизить риски можно с помощью цен­трализованной, или плановой, эконо­мики – например, предусмотреть кло­нирование разных генотипов в разных хозяйствах.

У клонирования есть и другие ми­нусы: оно не позволяет сократить по времени ни селекционный, ни репро­дуктивный процесс. Нельзя сбрасывать со счетов риск случайно клонировать животное с генетически обусловлен­ной низкой устойчивостью к заболева­ниям или генетическим дефектом. Но, несмотря на минусы, технология кло­нирования продолжает развиваться – ее возможности, особенно в сочетании с редактированием генома, важны для исследовательских задач, сельского хо­зяйства, полицейской службы и многих других сфер.

«Читайте новости Meatinfo на нашем Telegram канале»

Источник: pticainfo.ru

Также в разделе:

Новый свинокомплекс "Дымов" откроется в октябре...

На трассах Южной Осетии установили дезбарьеры из-за случаев африканской чумы свиней...

Украина удерживается в ТОП-10 мировых экспортеров курятины...

Марат Зяббаров поручил довести экспорт халяльной продукции из Татарстана до 5 млн долларов...

Минсельхоз России оценил рынок халяль-продукции в 30 млрд долларов США...

СПК «Поляны» из Ленобласти получил статус племенного завода по разведению КРС...

Комментарии (0):

Эту новость еще никто не прокомментировал. Ваш комментарий может стать первым.

Войдите на сайт или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать новости.



Горячее предложение