Первое животное клонировали в СССР. Почему мир не признал мышку Машку, но в восторге от овечки Долли

За эксперимент отвечала группа учёных из Рослинского научно-исследовательского института, Шотландия. Он до клонирования Долли в научном мире особо не гремел. Зато было дело после. Вторым достижением Института Рослина является участие в борьбе с коровьим бешенством. Сегодня в институте работает и учится около 500 сотрудников и студентов.

Клонирование Долли велось под руководством британского эмбриолога Иэна Уилмута и клеточного биолога Кита Кэмпбелла. Собственно, эта работа и является главным достижением учёных. Впоследствии Уилмут был удостоен звания офицера ордена Британской империи. А Кэмпбелл после истории с овцой активно и часто выступал перед публикой и работал в частном институте компании PPL Therapeutics.

Долли совершенно точно является самым известным клоном в мире. Именно она удостоилась наибольшего внимания СМИ и общественности. Журнал Sciense назвал эксперимент Уилмута и Кэмпбелла прорывом года, а Time сделал про парнокопытное спецрепортаж.

Но, несмотря на это, Долли — не самый первый в мире клон. Ещё в 1962 г. оксфордские биологи клонировали шпорцевых лягушек. Они пересаживали ядра молодых эмбрионов из оплодотворённых икринок в холостые. Лишь малая часть подопытных развились до стадии головастика.

Млекопитающее же впервые клонировали ещё в 1987 г. Группа советских учёных из Института биологической физики в Пущино и НИИ физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных (Л.М. Чайлахян, Б.Н. Вепренцев, Т.А. Свиридова, В.А. Никитин) копировали мышь-альбиноса посредством пересадки ядра эмбриональной клетки в неоплодотворённую клетку. Клона звали Машкой. Соответствующая научная статья была опубликована в 1987 г. в журнале "Биофизика".

Да даже учёные из Института Рослина клонировали овец до появления Долли. До неё были Меган и Мораг.

До опыта с Долли, повторимся, биологи трансплантировали ядро эмбриональной клетки в холостую яйцеклетку, а после стимулировали её деление электричеством. Крутость же эксперимента с Долли в том, что донорской клеткой выступила не эмбриональная клетка, а соматическая.

Первый тип клеток получается в результате слияния сперматозоида и яйцеклетки. То есть она уже от природы запрограммирована на развитие в эмбрион. После пересадки только и остаётся, что разместить яйцеклетку в суррогатной матери.

Вторая же клетка — клетка практически любой части тела животного. Она может быть взята хоть с хвоста, хоть с ноздри, неважно. Главное, чтобы в ней была ДНК. Конкретно в случае с Долли использовалась соматическая клетка молочной железы животного. Причём животного уже умершего. Материал был своевременно заморожен после смерти донора.

Изначально обсуждаемый клон был безымянным. У него был только номер — 6LL3. Имя Dolly, что происходит от английского doll ("кукла"), прицепилось к животному позже — по инициативе одного из ветеринаров, помогавших биологам наблюдать за ягнёнком. Он предложил назвать клона в честь американской певицы Долли Партон, которая многим симпатична не столько голосом и песнями, сколько выдающимся размером груди. Клон, напомним, был выращен из клетки вымени.

Долли развивалась как абсолютно полноценная особь. Почти всю жизнь она провела под наблюдением учёных. Причём то ли на местной мини-ферме в компании других сородичей, как утверждает сайт шотландского института, то ли, как пишут СМИ, в полной изоляции из соображений безопасности. Как бы там ни было, в 1998 г. она родила первого ягнёнка — Бонни. Впоследствии их было ещё пять. Последняя тройня появилась на свет в 2000 г. Всё потомство оказалось здоровым и полноценным.

В 2001 г. у клона обнаружился артрит. Разумеется, тут же появились умники, которые тыкали пальцами в биологов Института Рослина и осуждающе кричали: "Ага! Это всё потому, что ваша овца родилась противоестественным путём!" Учёные из лагеря сторонников эксперимента, напротив, парировали выпад скептиков тезисом о том, что артрит — обычное явление у овец, живущих в неволе. Ну и лечился артрит Долли весьма успешно.

Уже в 2003 г. у Долли обнаружилась более страшная болезнь — одна из разновидностей рака лёгких, вызванного ретровирусом. Что, впрочем, тоже является обычным делом среди овец. Скептикам снова не удалось подкопаться. В том же году было принято решение усыпить животное.

Единственным незакрытым вопросом относительно здоровья Долли является продолжительность жизни. Клону была проведена эвтаназия в возрасте шести лет. Даже не будь операции, овечка едва ли дотянула бы до седьмого дня рождения. Обычно же овцы живут по 10−12 лет. Некоторые предполагают, что Долли скончалась быстрее, чем могла бы, из-за того, что её тело состояло из клеток якобы старого животного.

На это намекает длина теломеров Долли. Теломеры — своего рода каски на концах хромосом. Они защищают ДНК от повреждений и разрушения. У млекопитающих, будь то человек или овца, теломеры укорачиваются по мере старения. Так как Долли была выращена из соматической клетки взрослого прототипа, предполагается, что она уже родилась старой.

Ещё как клонировали. У одной только Долли клонов четыре штуки. Они появились на свет в 2007 г. и на июль 2016 г. чувствовали себя превосходно. Только одна особь имела артрит умеренной степени. Ретровируса нет. Длина теломеров нормальная.

Клонирование Долли дало мощный толчок для развития науки в этом направлении в целом. После овцы, названной в честь певицы, клонировались свиньи, олени, лошади, коровы, кошки, собаки, приматы и не только.

Тезис о том, что клоны рождаются заведомо неполноценными, теряет свою силу. В Японии, например, учёные создали 25 поколений мышей. В этой цепочке каждый новый клон был клоном предыдущего поколения. Каждая особь обладала здоровьем обычной мыши.

Безбашенные китайцы и вовсе работают над промышленным клонированием свиней и коров, дабы создать профицит мяса в стране. В 2015 г. компания Boyalife Group инвестировала $30 млн в создание фабрики по клонированию эмбрионов мясных пород КРС. Компания оценивала потенциальную мощность предприятия в 100 тыс. клонов в год. Вообще же, Boyalife Group хотела выйти в 2020 г. на показатель в один миллион клонов в год. Как у центра клонирования животных обстоят дела сегодня, непонятно. Последний раз компания появлялась в заголовках новостей аж в 2016 г. Тогда Boyalife Group заявила, что уже разработала технологию для клонирования людей, и напомнила, что фабрика для копирования животных ещё строится.

Китайцы же первыми вырастили из соматической клетки макаку. Они додумались выращивать и внутренние органы приматов в телах свиней для потенциальной трансплантации.

Что касается людей. Пару лет назад в СМИ всего мира взорвалась настоящая медиабомба: китайский учёный заявил о рождении двух девочек с отредактированными на стадии эмбриона генами. Обсуждение этого события не утихало несколько месяцев. Учёные спорили об этичности и безопасности такого вмешательства. Закончилось всё мораторием на применение технологии CRISPR на людях. Причина простая и понятная: да, люди научились редактировать гены, но пока существующие инструменты не позволяют проводить операцию аккуратно. А когда речь идёт о судьбе человека, необходима 100-процентная точность.

Так и с клонированием. Люди научились выращивать организмы из соматических клеток, но отнюдь не со 100-процентной точностью. Цифра для наглядности: в ходе эксперимента шотландских учёных было оплодотворено 277 яйцеклеток. Только 29 из них развились в эмбрион. Только один смог выжить — Долли.

В рамках других опытов эмбрионы рождаются с сильными мутациями, живут от нескольких минут до пары дней и погибают. Цивилизованный мир не может допустить, чтобы подобное происходило с человеческими детьми.

Что касается динозавров. Потенциал клонирования из соматических клеток мёртвого животного необъятен. Однако пока все попытки воскресить вымерший вид оборачиваются провалом. Проблема — в качестве исходного материала. Учёным невероятно сложно восстановить ДНК из старинных клеток, поскольку никто их не сохранял, как того требует технология.

Тем не менее надежда на возобновление некоторых видов есть. Многие учёные, в том числе и российские, работают над восстановлением ДНК мамонтов. Туши этих древних созданий в вечной мерзлоте, например в Сибири, сохранились относительно хорошо.

Вовсе нет. Эксперимент с Долли открыл большие потоки инвестиций в генную инженерию, клеточную биологию и не только. Часть исследований направлена и на практическое применение к людям. Так, например, пока никто не заикается о клонировании людей, многие работают над искусственным выращиванием стволовых клеток без участия человеческих эмбрионов.

Стволовые клетки — основа любого животного. Они образуются после слияния сперматозоида и яйцеклетки. Их драгоценность заключается в быстром программируемом делении и способности к обновлению. Учёные учатся запускать эти процессы посредством добавления к взрослым клеткам новых генов. Генов, которые заставляют зрелую клетку вести себя как стволовая, молодая.

Освоение этой технологии позволит людям выращивать органы для трансплантации или лечить заболевания, связанные с деградацией клеток, вроде Паркинсона, непосредственно в организме. Первые шаги в этом направлении уже сделаны.