Вченим вдалося створити 581 клон одного і того ж тварини
Японські вчені, очолювані доктором Терухико Вакаямой з Центру біології і розвитку інституту RIKEN, підняли технологію клонування живих істот на абсолютно інший якісний рівень. Вони не створили новий вид генетично модифікованих тварин і не розробили абсолютно нову технологію клонування, їм вдалося, використовуючи традиційну технологію, створити 581 клон з єдиної клітини однієї тварини-гризуна. Якщо подібний метод клонування буде працювати з тваринами інших видів, це може забезпечити людство практично необмеженою кількістю спеціально виведених сільськогосподарських тварин і тварин, що використовуються в різних дослідженнях.
Задовго до того, як у 1996 році на світ з'явилося перше по-справжньому клонована тварина, відома всім овечка Доллі, вчені проводили безліч дослідів з клонування ссавців. Першими в 1979 році на світ з'явилися генетично ідентичні гризуни, після чого був створений ряд клонованих тварин інших видів, корів, курей, овець та інших.
Але тим, що зробило сенсацією овечку Доллі, став застосований метод клонування. Всі попередні клони ссавців були зроблені за спрощеною схемою, ембріон, вирощений у пробірці, розділялися на частини, які впроваджувалися в організми сурогатних матерів. Овечка Доллі була вирощена з однією єдиною дорослої клітини, якщо точніше, то для її клонування використовувалася технологія пересадки ядер соматичних клітин (somatic cell nuclear transfer, SCNT). Ця технологія передбачає вилучення генетичного матеріалу з ядра дорослої клітини живого організму і впровадження цього матеріалу в ядро яйцеклітини, генетичний матеріал якого був попередньо вилучений.
Після створення овечки Доллі вчені, використовуючи технологію SCNT, провели успішні клонування ряду інших ссавців, кішок, собак, коней, оленів, кроликів, щурів та інших тварин. Ці дослідження стали тим, що "виявило" всі недоліки технології SCNT, адже Вам Вилмуту (Ian Wilmut) довелося зробити 276 спроб, перш ніж він домігся успіху клонування Доллі. З того часу безліч вчених шукають методи, які дозволять проводити багаторазове клонування тварин, намагаючись отримати так багато клонів однієї тварини, наскільки це можливо.
Основною проблемою в технології клонування SCNT, виявленої вченими, є різке зниження показника успішності клонування з кожним наступним поколінням клонування. В результатах дослідження, опублікованих у 2000 році, вчені описали проблему, яка не дозволила їм клонувати тварин-гризунів глибше шостого покоління. Та й показник успішності клонування в шостому поколінні був надзвичайно низький, один успішний випадок на 1000 спроб. Клонування інших видів тварин було успішно не глибше третього покоління.
Зіткнувшись з такими проблемами, вчені спробували з'ясувати їх причину. І ця причина через деякий час була знайдена. Виявляється, що в кожній з клітин живих організмів присутні так звані епігенетичні відхилення. Епігенетичними функціями називають процеси активації і деактивації певних генів з допомогою певних видів хімічних сполук, а спостережувані епігенетичні відхилення зачіпають не саму структуру гена, а їх здатності активуватися і деактивироваться.
У масштабах усього живого організму епігенетичні відхилення в одній окремій клітці не грають великої ролі для організму в цілому. Але якщо всі клітини організму отримані з однієї єдиної клітини, то вони успадкують відхилення, наявні у вихідній клітині. При цьому, під час клонування існуючі епігенетичні відхилення тільки посиляться і з'являться нові відхилення, які наложатся на попередні. Провівши серію експериментів, вчені з'ясували, що за два покоління клонування кількість епігенетичних відхилень у клітинах піддослідних гризунів збільшилася в дев'ять разів, що в деяких випадках робить ці клітини нежиттєздатними.
Використовуючи отримані дані і знання, японські дослідники розробили метод збільшення ефективності процесу клонування. Вони використовували складна хімічна сполука, що отримало назву трихостатин (trichostatin A), яке пригнічує сильні епігенетичні білки деацетилазы гістонів. В експерименті, розпочатому в 2005 році, інгібітор трихостатин дозволив їм створити 581 клон однієї тварини-гризуна, при цьому, кількість поколінь успішного клонування досягла небувалої величини в 25 поколінь, а показник успішності зовсім не знижувався з збільшення кількості поколінь. І гризуни навіть самого останнього покоління є здоровими тваринами, здатними до відтворення.
Якщо препарат типу трихостатина виявиться ефективним і для інших видів тварин, то така технологія клонування відкриває широкі можливості для вирощування найцінніших порід сільськогосподарських, службових та інших тварин, генофонд яких зазнав модифікації з метою більш сильного прояву всіх найбільш кращих якостей цих тварин. "Результати наших досліджень демонструють, що технологія багаторазового клонування стала реальністю, а подальше вдосконалення цієї технології дозволить домогтися практично необмеженої глибини клонування" - розповів доктор Терухико Вакаяма.