Поиск

Для клонирования макаки-резуса пришлось сконструировать химерные эмбрионы

Для клонирования макаки-резуса пришлось сконструировать химерные эмбрионы
Для клонирования макаки-резуса пришлось сконструировать химерные эмбрионы

В клонировании млекопитающих случился прорыв: учёным удалось клонировать второго примата — макаку-резуса. Предшествующие неудачи удалось преодолеть благодаря новой методике. Раньше при клонировании в ооцит, лишённый ядра, пересаживали ядро из соматической клетки, — и эту конструкцию подсаживали суррогатной матери. Авторы новой работы попробовали работать не с ядром донора и «пустым» ооцитом, а с бластоцистами — начальной стадией развития зародыша. В результате сложных манипуляций с зародышами на свет появился нормальный детёныш макаки-резуса с генотипом соматической клетки фибробласта.

Сначала авторы провели эксперименты с макаками, показав, что обычная процедура клонирования из соматических клеток не даёт результатов. Подсаженные в матку зародышевые конструкты приживаются в два раза хуже, чем подсаженные обычные оплодотворённые яйцеклетки (35 яйцеклеток из примерно 500 в первом случае против 74 из примерно 500 во втором). Хуже того, все SCNT-зародыши в матке так или иначе прекращают развитие. Удалось наблюдать лишь одно рождение SCNT-плода, но он жил только один день.

В связи с этим учёные изучили, как проявляются отклонения в развитии при SCNT-клонировании у этих макак-резусов. Они сравнили уровень экспрессии генов в клетках у SCNT-эмбрионов и эмбрионов, полученных при оплодотворении яйцеклетки спермой (авторы in vitro инъецировали сперматозоид непосредственно в яйцеклетку). При первом сравнении сразу выяснилось, что уровень метилирования ДНК существенно ниже у SCNT-эмбрионов. Пониженный уровень метилирования заметен и при дальнейшем развитии (до 17-го дня после оплодотворения) такого эмбриона. Он также снижен и в клетках плаценты, которая формировалась при развитии такого эмбриона в матке. Дальнейший анализ таких неправильно метилированных генов показал, что это результат нарушенного материнского импринтинга — когда ферменты материнской яйцеклетки запускают развитие зародыша. Особенно чётко нарушения экспрессии проявились в развитии SCNT плаценты. Сама плацента тоже получалась с заметными дефектами: она утолщалась, в ней появлялось много кальцифицированных участков. Плацента с такими дефектами не может обеспечить нормальные условия для развития плода, какой бы генотип у неё ни был.

Вторая часть работы закономерно следовала из первой: нужно было получить нормальную плаценту при SCNT. Учёные придумали сложную, но, как оказалось, выполнимую процедуру.

Из культуры фибробластов «ядерного» донора извлекли ядра (здесь всё по-прежнему), которые затем пересадили в ооциты, из которых удалили собственные ядра (тоже по-прежнему). Но дальше схема изменилась, и для этого понадобилось дорастить этот конструкт до бластоцисты. На стадии бластоцисты зародышевые клетки подразделены на две функционально разные части: из одной развивается плод, а из другой — трофобласта — плацента. Клетки трофобласта срастаются с тканями матки и образуют вместе с ними плодные оболочки. Поэтому, чтобы получить нормальную плаценту, нужно исправить или заменить трофобласт. Учёные его заменили на трофобласт зародыша, полученного обычным образом — из сперматозоида и ооцита. Они вырастили бластоцисты из обычной искусственно оплодотворённой яйцеклетки и микрохирургическим образом удалили из неё зародышевую часть, оставив только трофобласт. И вот в этот трофобласт подсадили зародышевую часть из SCNT-фибробластного конструкта. Получилось, что этой химере достался трофобласт от обычных родителей, а сам зародыш имел генетическую основу фибробласта.

11 таких химер были подсажены в матки суррогатных матерей, две из них забеременели. В одном случае начали развиваться близнецы, но эта беременность прервалась на 106-й день. Зато вторая закончилась рождением нормального детёныша, самца. Когда учёные приступили к работе над статьёй, ему уже исполнилось два года. Он нормально растёт, ест, и поведение у него вполне обычное.

Естественно, важно было проверить, чьи у этого детёныша гены. Учёные взяли на анализ пробы разных тканей из разных частей его тела. И подтвердили, что генетически это клон исходного фибробласта — никаких добавлений или смешений от носителей генов трофобласта или суррогатной матери у него не выявили.

Результат этой работы важен по двум причинам. Во-первых, это первый случай успешного клонирования макаки-резуса и второй — клонирования приматов вообще. Во-вторых, это наглядная демонстрация современных возможностей эмбриологии. Они огромны. Родившийся детёныш макаки-резуса — сам по себе чудо, но одновременно он доказывает, как много чудесного в этой области учёные знают и умеют делать. В тексте статьи имеются словосочетания вроде «принятые методы», «обычные протоколы», что говорит о превращении клонирования SCNT-животных в рутину. Но эта «рутина» предполагает выполнение феноменальных действий! В данном случае это три последовательные микрооперации: удаление ядра фибробласта и пересадка его в ооцит, извлечение эмбриобластов из двух зародышей и, наконец, пересадка одного из них внутрь трофобласта другого. Как бы сложно всё это ни было, учёные надеются, что подобные методы будут способствовать поддержанию численности исчезающих, а возможно, и восстановлению вымерших видов.

Источник: elementy.ru

Мы знаем, что для вас важно получать актуальную информацию в удобном для вас виде и формате. Не забудьте подписаться на удобные для вас каналы Zooinform.ru