Способ клонирования овечки долли

Овечья доля. Зачем клонируют животных и правда ли, что клоны рождаются старыми

Овечка Долли. Фото: The Roslin Institute, The University of Edinburgh

22 февраля 1997 года мир узнал о существовании овечки Долли — первого млекопитающего, клонированного из клетки взрослого организма. Она была не первым и не последним клонированным животным, но осталась самым знаменитым и обсуждаемым, в частности благодаря тому, что ее ранняя смерть породила опасения о преждевременном старении клонированных животных.

Клоны рождаются старыми?

Овечка Долли появилась на свет 5 июля 1996 года. Ее назвали в честь певицы Долли Партон, чьи пышные формы часто становились предметом обсуждения в прессе. По словам Иэна Уилмута, одного из создателей Долли, эта идея пришла в голову двоим работникам, которые заботились о суррогатной матери знаменитой овцы при родах и задумались о том, что клетки для клонирования были взяты из молочной железы.

Долли прожила шесть с половиной лет, родив шестерых ягнят. Ее усыпили 14 февраля 2003 года, так как у овцы развилась опухоль легких. Ее болезни и преждевременная для овцы смерть зародили опасение, что животные, клонированные из клетки взрослого организма, «наследуют» его возраст, рождаются уже старыми и, соответственно, обречены на раннюю смерть.

Долли со своим потомством.

Это предположение подтверждало и молекулярное исследование тканей овцы, проведенное, когда ей был год от роду. Ученые обнаружили, что уже в этом возрасте ее теломеры — участки ДНК, которые находятся на концах хромосом и укорачиваются на протяжении жизни при делении клеток — на 20% короче, чем должны быть у овцы ее возраста.

Однако у Долли были четыре сестры — овцы, клонированные из клеток той же овцы-донора, что и Долли. Они появились в 2005—2007 годах и пребывают в добром здравии, несмотря на солидный возраст, опровергая идею об обязательном раннем старении клонов.

Овцы, клонированные из тех же клеток, что и овечка Долли. Фото: The University of Nottingham

Что же касается Долли, то ученые не знают, почему ей так не повезло со здоровьем. Одно из предположений — методика клонирования в ее время была менее совершенной: Долли была единственной удачной из 277 попыток клонирования. Сейчас успех в подобных экспериментах может достигать 10%.

Технология клонирования

История клонирования началась задолго до овечки Долли. В 1885 году немецкий биолог Ханс Дриш обнаружил, что, если разделить эмбрион морского ежа на стадии, когда он состоит из двух клеток, из каждой вырастет по целому ежу.

Долли не стала и первым животным, клонированным из взрослой клетки. Джон Гердон проделал это в 1962 году с лягушкой. Его эксперимент, как и клонирование Долли, основывался на технологии пересадки ядер соматических клеток: ядро, содержащее ДНК, выделяют из клетки взрослого животного и помещают в яйцеклетку другого животного (того же вида) с предварительно удаленным ядром. В новой обстановке ядро клеток «репрограммируется» — ДНК теряет эпигенетические модификации, которые она приобрела в процессе превращения эмбриональной клетки в клетку определенной ткани, и снова может быть использована для выращивания нового организма. Благо, каждая клетка в организме (кроме половых) содержит полный набор его генов вне зависимости от того, частью какой ткани она является. Затем собранную таким образом яйцеклетку подсаживают суррогатной матери.

Главное, что показал эксперимент Гердона, а затем и клонирование Долли, — клетка ткани взрослого организма может при определенных условиях вернуться в эмбриональное состояние. За это Гердон получил Нобелевскую премию вместе с японцем Синъей Яманакой, который придумал более простой способ перепрограммировать взрослые клетки в стволовые. Такие клетки могут использоваться для выращивания различных тканей или даже органов.

Зачем клонируют животных

После Долли из взрослых клеток клонировали мышей, коров, коз, свиней, лошадей, собак (афганских борзых), хорьков, мулов, буйволов и верблюдов — клонирование стало отработанной технологией.

Первый клонированный верблюд, 8 июня 2009 года. Фото: Nisar A. Wani et al., Biol Reprod. 2010;82(2):373−379. doi:10.1095/biolreprod.109.81 083

Разводить животных таким образом, конечно, не имеет смысла, разве что клонировать особо ценных быков или жеребцов-производителей. Однако комбинирование техники клонирования с методами генетического редактирования позволяет получать скот с новыми признаками. Например, недавно китайские ученые вывели коров, устойчивых к туберкулезу. Другие примеры — безрогий скот и коровы, которые не болеют бешенством, или свиньи, устойчивые к вирусу свиного репродуктивного и респираторного синдрома.

Источник

Клонирована , но уникальна: история овечки Долли

27 февраля 1997 года мир узнал о научном прорыве — клонировании овечки Долли. Открытие ученых всколыхнуло мир. В чем уникальность Долли и какой след она оставила в истории человечества — разбирался altapress.ru.

Кто был до овечки Долли

Овца была не первым клонированным животным. Опыты по клонированию стали возможны после доказательства клеточной теории Теодора Шванна. То , что каждая клетка происходит от клетки , он определил еще в 1839 году. Опираясь на это , ученые один за другим выращивали клонов: морских ежей , мышей , лягушек.

Первую в истории овцу клонировали в 1984 году из клетки эмбриона.

Ученые Ян Вилмут и Кит Кэмпбэлл поставили перед собой задачу вырастить овцу по-новому , из клеток взрослых особей. На безуспешные попытки ушло два года. 5 июля 1996 года удалось достигнуть цели — на свет появилась клонированная овечка , которую впоследствии назвали Долли.

Три матери одной овцы

Главная уникальность Долли состоит в том , что у нее нет «отца». Она произошла от трех самок. От первой ученые взяли генетическую информацию клетки вымя. Вторая «поделилась» ядром пустой яйцеклетки ( без генетической информации). Третья стала суррогатной матерью для получившейся яйцеклетки.

На всеобщее обозрение овца была представлена в возрасте восьми месяцев. Первое упоминание в прессе о ней значится 27 февраля 1997 года. Журналист Робин Маккай , который и написал об открытии в журнал Nature признавался , что не был уверен в сенсационности своего материала. Газета.ru пишет, что автор боялся , что понял ученых не правильно и открытие не представляет существенной ценности.

Почему Долли

Овечку , появившуюся из клетки вымени , назвали в честь популярной американской певицы Долли Партон , которая обладала весьма заметными формами. Имя животному придумали фермеры , занимающиеся с суррогатной матерью клонированной. До этого Долли носила идентификационный номер 6LL3.

К тому же , новость о клонировании стала даже большей сенсацией. Журналисты из разных стран устраивали фотосессии в загоне для 8-ми месячной знаменитости. И по словам работников , овечка обладала фотогеничностью , как и ее человеческая тезка.

Овечья смерть

Беззаботная жизнь Долли продлилась всего 6 лет , пишет RT.com. За это время она успела родить шесть ягнят. В 2003 году овцу усыпили. Последние несколько лет своей жизни она страдала от артрита.

Ученые неоднократно пытались выяснить , как связана ли смерть с ее необычным происхождением — считается , что артрит в таком возрасте не свойственен овцам. Последние исследования показали , что проблемы со здоровьем не были связаны с клонированием , пишет nature.com. После серии наблюдений ученые выяснили , что «степень заболевания была такой же , как и у естественно зачатых овец и пожилых клонированных».

Последствия прогресса

Успешное клонирование овцы Долли стало настоящей сенсацией. Общественность неоднозначно относилась к подобным генетическим успехам. Ученые , которые поспособствовали рождению Долли считали , что страх общества не обоснован и затормозит научный прогресс , сообщает BBC.

Видя зарождающийся интерес к клонированию , многие страны ограничили на своей территории такие испытания на людях. В 1998 году в Париже приняли Дополнительный протокол о запрете клонирования человека подписали 19 стран. Россия не принимала участие в парижском съезде , но с 2002 года в стране в силу вступил закон «О временном запрете на клонирование человека».

Исследования в области клонирования животных продолжаются во многих странах мира. Благодаря им стала известна возможность воссоздания уже вымерших популяций. В 2009 году испанские ученые клонировали пиренейского козерога , последний представитель вида которых вымер еще в 2000 году , сообщает Радио свобода.

Китай активно занимается изучением процесса клонирования животных и редактирования генов. Там в 2017 году на свет появились несколько клонированных генетически модифицированных щенков , сообщают РИА Новости. Свои исследования китайцы планируют применить для лечения опухолей и генетических заболеваний.

Источник

Овечья доля. Зачем клонируют животных и правда ли, что клоны рождаются старыми

Клоны рождаются старыми?

Овечка Долли появилась на свет 5 июля 1996 года. Ее назвали в честь певицы Долли Партон, чьи пышные формы часто становились предметом обсуждения в прессе. По словам Иэна Уилмута, одного из создателей Долли, эта идея пришла в голову двоим работникам, которые заботились о суррогатной матери знаменитой овцы при родах и задумались о том, что клетки для клонирования были взяты из молочной железы.

Долли прожила шесть с половиной лет, родив шестерых ягнят. Ее усыпили 14 февраля 2003 года, так как у овцы развилась опухоль легких. Ее болезни и преждевременная для овцы смерть зародили опасение, что животные, клонированные из клетки взрослого организма, «наследуют» его возраст, рождаются уже старыми и, соответственно, обречены на раннюю смерть.

Это предположение подтверждало и молекулярное исследование тканей овцы, проведенное, когда ей был год от роду. Ученые обнаружили, что уже в этом возрасте ее теломеры — участки ДНК, которые находятся на концах хромосом и укорачиваются на протяжении жизни при делении клеток — на 20% короче, чем должны быть у овцы ее возраста.

Однако у Долли были четыре сестры — овцы, клонированные из клеток той же овцы-донора, что и Долли. Они появились в 2005—2007 годах и пребывают в добром здравии, несмотря на солидный возраст, опровергая идею об обязательном раннем старении клонов.

Что же касается Долли, то ученые не знают, почему ей так не повезло со здоровьем. Одно из предположений — методика клонирования в ее время была менее совершенной: Долли была единственной удачной из 277 попыток клонирования. Сейчас успех в подобных экспериментах может достигать 10%.

История клонирования началась задолго до овечки Долли. В 1885 году немецкий биолог Ханс Дриш обнаружил, что, если разделить эмбрион морского ежа на стадии, когда он состоит из двух клеток, из каждой вырастет по целому ежу.

Долли не стала и первым животным, клонированным из взрослой клетки. Джон Гердон проделал это в 1962 году с лягушкой. Его эксперимент, как и клонирование Долли, основывался на технологии пересадки ядер соматических клеток: ядро, содержащее ДНК, выделяют из клетки взрослого животного и помещают в яйцеклетку другого животного (того же вида) с предварительно удаленным ядром. В новой обстановке ядро клеток «репрограммируется» — ДНК теряет эпигенетические модификации, которые она приобрела в процессе превращения эмбриональной клетки в клетку определенной ткани, и снова может быть использована для выращивания нового организма. Благо, каждая клетка в организме (кроме половых) содержит полный набор его генов вне зависимости от того, частью какой ткани она является. Затем собранную таким образом яйцеклетку подсаживают суррогатной матери.

Главное, что показал эксперимент Гердона, а затем и клонирование Долли, — клетка ткани взрослого организма может при определенных условиях вернуться в эмбриональное состояние. За это Гердон получил Нобелевскую премию вместе с японцем Синъей Яманакой, который придумал более простой способ перепрограммировать взрослые клетки в стволовые. Такие клетки могут использоваться для выращивания различных тканей или даже органов.

Зачем клонируют животных

После Долли из взрослых клеток клонировали мышей, коров, коз, свиней, лошадей, собак (афганских борзых), хорьков, мулов, буйволов и верблюдов — клонирование стало отработанной технологией.

Разводить животных таким образом, конечно, не имеет смысла, разве что клонировать особо ценных быков или жеребцов-производителей. Однако комбинирование техники клонирования с методами генетического редактирования позволяет получать скот с новыми признаками. Например, недавно китайские ученые вывели коров, устойчивых к туберкулезу. Другие примеры — безрогий скот и коровы, которые не болеют бешенством, или свиньи, устойчивые к вирусу свиного репродуктивного и респираторного синдрома.

Бык по кличке Окончательный Ответ (Final Answer) был клонирован как особо ценный производитель

Екатерина Боровикова

Источник

Овечка Долли двадцать лет спустя: как проводился самый успешный генетический эксперимент

В век быстро развивающихся технологий вопрос клонирования — воспроизведения генетически идентичных родительскому организму особей — становится по-настоящему острым и дискуссионным. Но говорить о клонировании как о чём-то принципиально новом и противоестественном неверно. В природе размножение через воспроизведение генетически идентичных особей — явление весьма распространённое. Бактерии просто делятся надвое, грибы, водоросли и некоторые другие организмы размножаются спорами, а некоторые насекомые и даже позвоночные могут развиваться без участия мужских половых клеток, только при помощи женских. Во всех перечисленных случаях дочерний организм является клоном родительского. Не обошёл процесс естественного клонирования и человека: однояйцевые близнецы обладают абсолютно одинаковыми наборами генов.

Учёные задумали самостоятельно воспроизвести этот процесс. Разумеется, речь шла не о создании армии клонов, а о выращивании животных и растений с определёнными полезными качествами. Сельское хозяйство, лёгкая промышленность, медицина развивались бы быстрее, если бы клонирование было поставлено на поток. Растения и сами прекрасно воспроизводят свои копии, человеку остаётся только контролировать процесс, а вот вопрос с точным воспроизведением животных долгое время оставался весьма проблемным.

Клетка, дающая жизнь

Ответ на него был найден ближе к середине прошлого века. Учёные решили, что для клонирования нужно взять зиготу (оплодотворённую яйцеклетку) одного животного, удалить из неё генетический материал и вставить ядро соматической (не половой) клетки другого животного. При естественном половом размножении дочерний организм получает одинарный набор генов от половой клетки отца и такой же — от яйцеклетки. Клон в момент своего создания тоже получает двойной набор генов, но только от одного родителя. Правда, полной генетической копией получившийся организм всё-таки не будет: в каждом геноме есть определённое количество случайных мутаций, которые не совпадают даже у клонов.

Но мутации — это не главная проблема, с которой столкнулись учёные в середине XX века. Дело в том, что соматической является любая клетка тела, кроме половой, а любая клетка тела имеет свою дифференциацию. Иными словами, в каждой клетке работают только те гены, которые нужны ей для выполнения «служебных обязанностей», различных у каждого органа. Исследователи боялись, что, пересадив в зиготу такой специализированный генетический материал, они создадут нежизнеспособный клон. Эти сомнения развеял Джон Гёрдон, после того как в 1962 году смог клонировать лягушку описанным способом.

Правда, некоторые учёные посчитали опыт не совсем чистым, потому что Гёрдон использовал клетки головастиков. Через восемь лет, в 1970 году, ему удалось повторить тот же эксперимент, но уже с клетками взрослых особей. Клоны выжили. Таким образом, учёные сделали определяющее в области клонирования открытие: специализированные соматические клетки могут дать жизнь новому организму.

Мышь и три овцы

Так был открыт путь клонированию млекопитающих. Однако здесь всё пошло совсем не так гладко: долгие годы исследователи разных стран не могли повторить опыт Гёрдона на более сложных животных. Тогда они решили упростить себе задачу: в зиготу помещали не ядро соматической клетки, а клетку эмбриона. Успеха здесь добились учёные из двух стран: советские генетики создали мышь Машу, а британские — овец Меган и Мораг.

Так почему не получалось создать клон с помощью соматических клеток? После первых неудавшихся опытов учёные решили, что провести такой эксперимент с млекопитающими просто невозможно, это мнение царило в научном мире практически до конца XX века. А потом в Рослинском университете (Великобритания) появилась Долли — первое млекопитающее, полученное в результате слияния яйцеклетки и специализированной соматической клетки. Что же группа Яна Вилмута изменила в опыте, чтобы Долли смогла появиться на свет?

Исследователи совсем немного поменяли технологию: вместо зиготы они использовали неоплодотворённую яйцеклетку.

Но даже эти перемены не привели группу к абсолютному успеху. Долли появилась из одной из 277 яйцеклеток; 28 её близнецов успели развиться до состояния эмбрионов, а родилась только она. Вряд ли такую технологию можно назвать успешной и ставить на поток, но в конце 1990-х не это занимало умы учёных. Главным было доказать, что млекопитающих можно клонировать с помощью соматической клетки. С этой точки зрения появление Долли стало грандиозным успехом.

Идентификационный номер 6LL3

Овечка родилась 5 июля 1996 года под именем (точнее, номером) 6LL3. Идея дать первому млекопитающему-клону имя Долли пришла в голову фермерам, которые приглядывали за суррогатной матерью овцы (её настоящая мать умерла тремя годами ранее; использованный генетический материал был заморожен и заботливо сохранён до лучших времён).

Им показалось забавным то, что 6LL3 появилась из клетки, взятой из вымени, поэтому они дали родившейся овце имя кантри-певицы Долли Партон, которая своей славой отчасти была обязана крупному бюсту.

Овца прожила шесть лет и родила шестерых ягнят. Правда, шесть лет — это маловато для овец, которые, как правило, умирают в возрасте 10—12 лет, но по официальной версии смерть Долли с последствиями клонирования никак не связана: два года овца страдала от артрита, а в конце жизни ещё и подхватила тяжёлый лёгочный вирус. 14 февраля 2003 года одно из самых знаменитых животных усыпили.

Мечты о парке Юрского периода

Но известной Долли стала не сразу: мир узнал о её существовании лишь спустя семь месяцев после её рождения, 22 февраля 1997 года. Всё это время учёные получали патент на методику переноса ядра, поэтому не могли объявить о своём невероятном успехе в прессе. А сёстры-близнецы у Долли всё-таки появились. На 2016 год 13 из них уже достигли солидного возраста в семь — девять лет. Технология, которая сначала не отличалась высокой результативностью, была доработана, что позволило проводить эксперименты и на других домашних животных.

Одна из основных целей, которую преследуют сейчас учёные, — это «возрождение» вымерших видов. Первопроходцами в этой области стали испанские исследователи: в 2009 году они клонировали пиренейскую козу, исчезнувшую с лица земли девятью годами ранее. Учёным повезло: в Исследовательском центре сельского хозяйства и технологий Арагона сохранился генетический материал животного, который и использовался при клонировании. Успех овечки Долли, однако, повторить не получилось: клон погиб через 7 минут после рождения из-за врождённого дефекта лёгких.

Многие учёные считают, что говорить о клонировании вымерших видов пока очень рано. Во-первых, даже если получится выделить ДНК исчезнувшего животного из останков, неясно, что делать с яйцеклеткой. Группа из Оксфорда пытается решить эту проблему с помощью яйцеклетки родственного вида. Исследователи работают над воскрешением птицы Додо, исчезнувшей ещё в конце XVII века. Они выяснили, что ближайшим родственником этой большой нелетавшей птицы является голубь, а конкретнее Victoria crown pigeon, либо пилоклювый голубь. Состоятельность оксфордовской теории только предстоит выяснить.

Во-вторых, непонятно, как вымершие организмы отреагируют на изменившиеся условия окружающей среды. Скептики считают, что организмы клонов не смогут адаптироваться даже к современному составу атмосферы и погибнут.

Но подобные опасения не должны останавливать учёных. Научное сообщество не может сказать наверняка, как специализированные соматические клетки становятся клетками, дающими жизнь, или почему в клонировании нужно использовать яйцеклетку, а не зиготу. Предугадывать реакцию природы на воспроизведение вымерших видов — занятие неблагодарное. Ни одно сомнение не стоит того, чтобы отказаться от попыток.

Источник