клонирование

Человечество давно мечтало о возможности бесконечно дублировать лучшие экземпляры животных, будь то призовая скаковая лошадь или исчезающий вид носорога. Именно этим вопросом задался Терухико Вакаяма, запустивший самый длительный в истории эксперимент по клонированию.

Так, Вакаяма в 1997 году первым клонировал мышь из взрослой клетки, доказав, что успех с овечкой Долли не был случайностью. С тех пор он клонировал мышей из клеток, найденных в урине, использовал биологический материал, пролежавший в морозилке 16 лет, и даже отправлял замороженную семенную жидкость на МКС, чтобы проверить влияние космической радиации. Цепочку мышиных клонов он начал создавать вместе со своей супругой и коллегой Саякой Вакаямой. Поначалу все шло хорошо, и когда эксперимент достиг 25-го поколения в 2013 году, ученые с оптимизмом писали об этом в Cell Stem Cell с утверждением, что клонирование можно продолжать вечно. Животные выглядели здоровыми, жили положенный срок и ничем не отличались от своих обычных собратьев.

После такой удачи ученые решили пойти дальше. Но, сожалению, уже после 27-го поколения клонов эффективность процедуры стала падать, и получение жизнеспособного эмбриона требовало все больше попыток, несмотря на идеальные лабораторные условия. К 58-му поколению, после более чем 30 000 процедур переноса ядер, система рухнула окончательно, и создать нового клона стало физически невозможно.

Пытаясь понять причину, команда проанализировала ДНК подопытных. Выяснилось, что скорость накопления генетических ошибок у клонов была в три раза выше, чем у обычных мышей. У некоторых особей целые куски хромосом терялись, меняли пространственное положение и перескакивали на другие места. В какой-то момент линия просто потеряла одну из половых Х-хромосом. Этот накопленный генетический хаос стал несовместим с жизнью.

При обычном половом размножении гены смешиваются, и если у одного родителя есть «битый» ген, здоровый ген другого может компенсировать поломку. Но у клонов нет второго родителя, так что любая случайная мутация, возникшая в клетке, передается следующему поколению клонов без возможности компенсировать ошибку здоровым вариантом партнера.

Мечты фермеров о бесконечном тиражировании идеальных коров или свиней следует поставить на паузу. Вместо бесконечного копирования лучше создать банк замороженных клеток исходной особи и каждый раз возвращаться к оригиналу.

Теоретически, вместо того чтобы пассивно наблюдать за накоплением мутационного груза, мы можем использовать направленное редактирование генов для точечного исправления мутаций или возвращения поврежденных участков к их исходному состоянию. Это превращает процесс клонирования из слепого копирования в активную инженерную поддержку. Потенциально это могло бы продлить жизнь клонируемой линии и сделать технологию применимой для медицины и сельского хозяйства.