Секретные результаты опытов клонирования. Сколько их среди нас?
Шрифт:
Большой вклад в область клонирования животных внес английский биолог Гердон. Свои опыты он проводил на лягушках. Гердон первым в опытах над южноафриканскими жабами (Xenopus laevis) в 1962 г. в качестве донора ядер использовал не зародышевые клетки, как это было до него, а уже вполне сформировавшиеся клетки эпителия кишечника плавающего головастика.
Ученый разработал собственную методику удаления ядер из яйцеклеток. В отличие от других ученых, проводивших это хирургическим путем, он использовал ультрафиолетовые лучи. Ученый добился следующих результатов: примерно из 10 % реконструированных яйцеклеток образовывались эмбрионы, оставшиеся 90 % — вообще не развивались. Некоторые из образовавшихся эмбрионов достигали стадии бластулы (65 %), другие — стадии головастика (30 %), и только единицы развивались в половозрелых особей (5 %)….
По мнению ученых, если брать ядра из клеток зародыша на ранней стадии его развития — бластул, — то примерно в 80 % случаев зародыш продолжает успешно развиваться дальше.
В последующих исследованиях как Гердон, так и его последователи не смогли подтвердить данные этих первых опытов. Сам Гердон объясняет свои прошлые успехи тем, что появление нескольких взрослых особей может быть связано с тем, что среди клеток эпителия кишечника получившегося головастика довольно длительное время присутствовали первичные половые клетки, ядра которых могли быть использованы для пересадки.
Впоследствии Гердон пытался несколько раз повторить свой эксперимент. Принимая во внимание прошлые неудачи (большинство реконструированных яйцеклеток с ядром клетки кишечного эпителия погибают до завершения стадии гаструлы), он решил попробовать извлечь ядра на стадии бластулы и снова пересадить их в новые энуклеированные яйцеклетки. Впоследствии подобную процедуру назвали серийной пересадкой….
Несмотря на то что опыты по клонированию животных продолжаются уже не первое десятилетие, нельзя с уверенностью сказать, что учеными в этом направлении достигнут 100 %-ный успех.
Используя подобную методику, Гердону удалось увеличить число зародышей, которые развивались нормально до более поздних стадий по сравнению с зародышами, полученными в результате первичной пересадки ядер.
Некоторые свои эксперименты Гердон провел совместно с Ласки. Оба ученых попытались вырастить клетки почек, легких и кожи взрослых животных вне организма в питательной среде. Именно эти клетки ученые решили использовать в качестве доноров ядер.
В результате подобного эксперимента около 25 % первично реконструированных яйцеклеток развивалось до стадии бластулы. Ученые провели также несколько серийных пересадок, в результате яйцеклетки развивались до стадии плавающего головастика.
Ученые внесли огромный вклад в мировую науку. Благодаря этим исследованиям стало ясно, что клетки различных тканей взрослого позвоночного содержат ядра, которые могут обеспечить развитие по крайней мере до стадии головастика.
Другие ученые, Диберардино и Хофнер, продолжили дело Гердона, но в свою очередь попытались провести опыты над эритроцитами — дифференцированными клетками крови лягушки. Они также применили серийную пересадку таких ядер, в результате чего около 10 % реконструированных яйцеклеток достигали стадии плавающего головастика. Ученые решили не останавливаться на достигнутом и провели еще серию экспериментов. К сожалению, даже с помощью многократных серийных пересадок (более 100 клеточных циклов) реконструированным яйцеклеткам дальше стадии головастика развиться не удалось.
Последние эксперименты в области генетики показали, что в случае с амфибиями донорами ядер могут быть лишь зародыши на ранних стадиях развития. Данные эксперименты правильнее было бы называть клонированием именно зародышей амфибий, а не просто амфибий, как считают некоторые авторы.
Опыты с амфибиями также показали, что ядра различных типов клеток одного и того же организма генетически идентичны. В процессе клеточной дифференцировки такие ядра постепенно утрачивают способность обеспечивать развитие реконструированных яйцеклеток, однако серийные пересадки ядер и культивирование клеток вне питательной среды в определенной степени увеличивают эту способность.
Клонирование амфибий с каждым последующим экспериментом проходило все успешнее, что заставило ученых всерьез задуматься об экспериментах по клонированию эмбрионов млекопитающих, а именно мышей….
Многие ученые придерживаются точки зрения, что до тех пор, пока в клонировании животных не будет достигнуто 100 %-го успеха, нельзя проводить генетические опыты на человеке.
Необходимые разработки по методике клонирования млекопитающих уже были и, как отмечает Маккиннел, «…необходимые для этого методы уже существуют, и непонятно, почему мышь до сих пор не клонирована». Ученый предлагал первые опыты по клонированию млекопитающих провести на более мелких животных, например мышах или кроликах.
Вскоре опыты по клонированию млекопитающих действительно начались, но, к сожалению, они проходили не так успешно, как в случае с амфибиями. Исследования осложнялись тем, что объем яйцеклетки у млекопитающих примерно в 1000 раз меньше, чем у амфибий.
Долгое время никто из ученых не мог добиться положительных результатов. Но вскоре ситуация изменилась. Экспериментаторы научились микрохирургически удалять пронуклеусы из зигот (оплодотворенных яйцеклеток) мыши и пересаживать в них клеточные ядpa ранних эмбрионов. К сожалению, полученные зародыши мышей развивались лишь до стадии бластоциты, но все равно это был несомненный успех.
Ученые МакГрат и Солтер значительно усовершенствовали методы извлечения ядер и разработали собственную методику введения их в клетку. После многочисленных экспериментов они пришли к выводу, что в качестве доноров ядер необходимо использовать зиготы, только благодаря этому можно добиться получения эмбрионов. В противном случае реконструированные яйцеклетки смогут развиться только до стадии бластоциты.
Метод МакГрата и Солтера впоследствии стал широко использоваться многими учеными. Исследователи Манн и Ловел-Бадж начинали свои генетические опыты с того, что пытались выделить пронуклеусы из яиц, активированных к партеногенезу, и пересадить их в энуклеированные зиготы мышей. Результаты подобных экспериментов были печальными — эмбрионы погибали на ранних стадиях….
Несмотря на некоторые неудачи, которые преследовали ученых в опытах по клонированию мышей, подобные исследования значительно расширили представления о методике клонирования млекопитающих.
Тогда ученые стали получать пронуклеусы из оплодотворенных яиц и пересаживать их в партеногенетически активированные и лишенные ядра яйца. В этом случае зародыши развивались нормально до самого рождения.
Исследователь Сурани пришел к выводу, что добавляя женский пронуклеус из зиготы мыши к гаплоидному набору хромосом яйцеклетки, нельзя добиться нормального развития. Если же добавить женский пронуклеус из зиготы мыши к мужскому ядру, это приведет к нормальному развитию.