Клонирование кошек (и другие репродуктивные технологии) - за и против.

© 2001 - 2005 Sarah Hartwell, www.messybeast.com

^*Эта страница является продолжением статьи Клонирование кошек

Когда станут доступными клонированные котята?

Большинство технологий процесса клонирования уже существует, например, технология сохранения клеточного материала донора известна много лет. Она подобна той, что используется для сохранения спермы, яйцеклеток и эмбрионов человека. Сохраненная сперма давно применяется для искусственного осеменения крупного рогатого скота. Фермерам не нужно больше держать в хозяйстве быка (быки часто агрессивны и требуют достаточно трудоемкого ухода). В медицине при пересадке кожи используется кожа, выращенная из собственных клеток кожи пациента.

Ученые уже научились разделять оплодотворенные яйцеклетки на части, чтобы получить несколько плодов. Разработаны методы, позволяющие, наоборот, объединить пару оплодотворенных яйцеклеток в одну. Получившееся потомство выглядит совершенно обычно, но генетически содержит "мозаику" из генетически разнородных клеток. Большинство технологий разрабатывались на мышах, однако с их помощью удавалось даже получать "химер", например смесь овцы и козы (базёл, geep). Как и прежде, клонирование из клеток любого типа, кроме яйцеклетки остаётся проблемой. Из них за многие годы исследований удалось получить клонов некоторых простых животных, например, лягушек, но никогда для более высокоорганизованных.

Тема клонирования вышла на первые полосы газет в 1997 году, после успешного клонирования овцы Долли шотландскими учеными из клетки взрослой овцы. С той поры, исследователям удалось клонировать многих животных, в том числе находящихся под угрозой исчезновения, например крупнейшего в мире быка Гаура. Гаура родила корова, и хотя теленок впоследствии умер от дизентерии, но это не было связано с тем, что он был клоном. Чаще всего клонируются овцы, козы, коровы и свиньи. Пока в наиболее эффективном и успешном эксперименте из одной мыши были клонированы десятки мышей в шести поколениях. Исследования ведутся по нескольким направлениям, даже таким, как клонирование мамонта из тканей найденных в вечной мерзлоте Сибири или клонирование динозавров (например, как показано в "Парке Юрского периода"). Существует надежда на воскрешение недавно вымерших видов, таких как Квагга (вид зебры), Тыласин (тасманский сумчатый тигр), или птицы Додо с использованием ДНК из клеток таксидермических или консервированных образцов.

Прямо сейчас, перспектива клонирования мамонтов и динозавров выглядит такой же далекой, как их существование в прошлом. Тем не менее, ученые из коммерческих компаний лихорадочно манипулируют генами в надежде стать первыми, кто научится успешно клонировать домашнюю кошку. Однако, существует ряд проблем, которые нужно будет преодолеть на этом пути.

Почти все методики клонирования животных пока страдают от высокого уровня внутриутробной и неонатальной смертности клонов. По словам George Seidel, исследователя Университета Колорадо все существующие технологии страдают существенными недостатками. Например, клонированные коровы и овцы часто рождаются опасно большими. Если обычный теленок рождается около 50 кг веса, то клон может родится и в 75кг и соответствующего размера (т.е. до полутора раза тяжелее и крупнее нормы). Гены, которые контролируют "включение" и "выключения" роста плода не всегда корректно работают у клонов.

Чрезмерно большому плоду не хватает места в матке, поэтому он может родиться с дефектами конечностей. Для их появления, если плод не умрет в утробе матери, зачастую приходится делать кесарево сечение. У клонов часто встречаются отклонения в развитии почек, сердца, легких или иммунной системы. Причины таких отклонений, достигающих у клонированных животных 30 процентов, в настоящее время неизвестны. Нормальный уровень врожденных дефектов (у неклонированных животных) обычно не превышает 5 процентов у видов, размножающихся половым путём, обеспечивающим механизм коррекции возникающих ошибок будущему потомству.

Среди аномалий развития, обнаруженных у клонированных животных, часто встречаются дефекты, при которых жизненно важные органы лишь частично сформированы или формируются в значительной степени из неспециализированных клеток. Такой орган при рождении не способен исполнять свои функции, так как для этого он должен состоять из специфических клеток. Оплодотворенная обычным способом яйцеклетка содержит инструкции, по которым в нужное время начинают формироваться специализированные клетки, и в нужный момент их производство прекращается. У клонированных кошек эти инструкции могут содержать ошибки - например, кровеносные сосуды формируются в четыре-пять раз длиннее, чем в норме, из-за чего сердце не справляется с перекачкой крови по всему организму. Похоже, что гены, которые были активны в оплодотворенной яйцеклетке, а затем выключились при жизни кошки-донора не "включаются", заново, при клонировании из клетки взрослого животного. Такое допущение объясняет, почему клонирование более успешно происходит при получении клона из эмбриона. Это происходит потому, что гены, решающие "включать" или "выключать" производство определенных клеток в эмбрионах, еще остаются активными.

Некоторые аномальные результаты развития эмбрионов может вызвать ущерб, причиненный обработкой клеток во время переноса ядра или на ранней стадии развития эмбриона. При обычном искусственном оплодотворении крупного рогатого скота также нередко фиксируются случаи рождения ненормально крупного потомства. Эмбрионы, как правило, развиваются до стадии бластоцисты (около 120 клеток) в лабораторных условиях, прежде чем имплантируются суррогатной матери. Химическая среда, в которой развиваются эмбрионы, возможно, не полностью обеспечивает нужные условия, в результате возникают аномалии развития. Донорская клетка может содержать мутировавшие или поврежденные ДНК. Эти отклонения не проявляются, пока клетка работает в составе определенного органа, но становятся заметными, когда клетку используют для "строительства" всего организма.

В 2002 году американским ученым удалось вычислить определенный ген, который может быть ответственным за то, почему большинство попыток клонирования млекопитающих заканчиваются провалом. Предположительно, ошибки клонирования из клеток органов случаются из-за того, что их гены не "перепрограммируются" так, чтобы обеспечить развитие всего организма кошки. Для успешного клонирования, клеточные ядра тканей органов (которые просто производят больше клеток тканей этих же органов), должны быть перепрограммированы. Это  же относится к ядрам клеток эмбриона, которые в состоянии производить любые клетки организма. Похоже, что в процессе клонирования перепрограммирование генов часто не происходит должным образом. В результате только около 1 процента из использованных клеток приводит к рождению кошки. Среди тех клонов, которые родились живыми, у многих есть отклонения.

Ученые изучали клонированные клетки в поисках этого гена-репрограмматора, срабатывающего так, чтобы донорское ядро могло перепрограммировать себя на развитие как клетки эмбриона, а не как клетки определенного органа. Только у трети донорских ядер этот ген присутствовал в полном виде. У многих из остальных, он присутствовал не полностью. Такие клетки либо не могут развиваться, либо не могут привести к появлению нормального эмбриона. Эксперименты с эмбрионами мыши, доказывают доказывают определяющую роль в клонировании одного конкретного гена (Oct4) для перепрограммирования клеток на ранних стадиях развития. Если уровень активности этого гена недостаточен для создания новой особи, попытка клонирования оказывается неудачной. За исключением нескольких широкоизвестных удачных клонирований (овечка Долли и кошка Сиси) выжившие клоны часто жили недолго и имели врожденные аномалии. Хотя именно этот ген и не объясняет всех неудач, он может отвечать за, примерно, 90% сбоев.

Более современный метод - передача хроматина, как утверждают, существенно уменьшает ненормальность развития плода и более надежен в производстве правильно сформировавшихся клонов с нормально функционирующими внутренними органами. Однако, только время покажет, так ли это на самом деле.

Контрольные наблюдения за жизнью клонированных методом ядерного переноса мышей, проводившиеся в Национальном институте инфекционных болезней в Токио, показали, что почти во всех партиях продолжительность жизни была меньше, чем у естественнорожденных животных. Эксперименты говорят ещё и о том, что некоторые эффекты клонирования не проявляются на начальном этапе жизни клонов. Двенадцать клонов мужских особей мыши сравнивались с контрольными группами из 7 мышей, рожденных обычным образом и 6 мышами "из пробирки". За два года умерли 10 клонированных мышей, в то время, как среди неклонированных - только трое. Смерть наступала по совокупности причин, среди которых пневмония, заболевания печени, рак и нарушения в иммунной системе. В эксперименте с клонированными мышами Гавайского Университета, 1 из каждых трёх клонов, родившихся нормальными, страдал избыточным весом по прошествии нескольких недель.

Удачное клонирование Сиси породило среди владельцев кошек ложные надежды на возможность воссоздания погибших животных в ближайшем будущем. Клонирование не станет эффективной формой воспроизводства, пока ученые не найдут способ перепрограммировать гены жизненно важные для развития здорового эмбриона. Перенос хроматина может также оказаться частичным решением.

Тем не менее, эксперты полагают, что успешное массовое клонирование кошек не за горами. Уже сейчас ученые и исследователи в области сохранения клеток, клонирования, выращивания тканей и работают над клонированием кошек и получают обнадеживающие результаты.

Дополнительная информация.

• Светящиеся кошки.
• Гипоаллергенные кошачьи породы. Существуют ли они?
• Почему у сиамских кошек голубые глаза?
• Самые большие породы.