Учёные выяснили, сколько раз можно клонировать клона, прежде чем всё пойдёт не так
За последние 30 лет бесчисленные исследователи и как минимум дюжина научно-фантастических комедий размышляли о том, что происходит, когда клонов создают из других клонов, и так до бесконечности. В том же году, когда была клонирована овечка Долли, комедия "Множество" (1996) с Майклом Китоном сравнила этот процесс с визуальным шумом, который появляется, когда офисный ксерокс делает копию с копии с копии.
Теперь группа биологов из Японии определила то, что они считают жёстким пределом количества жизнеспособных клонов, которых можно получить из поколений предыдущих клонов.
Команда под руководством Терухико Вакаямы из Центра передовых биотехнологий Университета Яманаси опиралась на 20 лет собственных исследований серийного клонирования мышей.
Изначально учёные надеялись достичь бесконечного клонирования с помощью многообещающего реагента – трихостатина А. Это вещество, известное как противогрибковый антибиотик, способно подавлять активность определённых ферментов у млекопитающих, включая мышей и людей.
В контексте клонирования трихостатин А работает как "реагент эпигенетической модификации", подавляя нежелательные факторы транскрипции ДНК – ферментные белки, активирующие потенциально вредные мутации в генетическом коде при клонировании.
Вакаяма и коллеги отметили в новом исследовании:
Изначально мы пришли к выводу, что серийное клонирование можно продолжать бесконечно, поскольку частота успешного клонирования слегка улучшалась с каждым последующим поколением.
И действительно, всё шло гладко. Из одной исходной мыши-донора было получено более 1200 клонов, и большинство из них чувствовали себя прекрасно. Клоны поздних поколений, дожившие до рождения, оказались на удивление здоровыми, с нормальной продолжительностью жизни – несмотря на накопленные вредные мутации.
Проблемы начались между 25-м и 27-м поколениями. А к 58-му поколению мыши не выживали дольше одного дня.
Каждый новый раунд клонирования добавлял примерно 70 мелких однонуклеотидных вариантов и около 1,5 более существенных структурных вариантов в генетический код.
Сам по себе этот темп мутаций не выходил за рамки нормы, но структурные изменения накапливались с каждым новым поколением. Со временем, как выяснили исследователи, "накопление вредных вариантов перевесило адаптивные эффекты" – без хромосомной рекомбинации, свойственной половому размножению, отфильтровывать крупные и потенциально опасные генетические вариации было нечему.
Любопытно, что сами клоны поздних поколений рождались с нормальными репродуктивными органами, что открывало возможность продолжения рода естественным путём. И здесь обнаружился важный нюанс – даже минимальный возврат к половому размножению корректировал проблемы.
Например, клоны поздних поколений появлялись на свет с заметными аномалиями плаценты, но когда эти мыши спаривались естественным образом, плацента их потомства возвращалась в норму.
При этом трихостатин А оставался эффективным даже на поздних стадиях эксперимента. Частота успешной имплантации клеточного ядра донора в яйцеклетку у мышей 51-го поколения с использованием реагента составила 5,4% – втрое выше, чем без него (1,6%).
Исследование предполагает, что дальнейшие эксперименты с подобными реагентами могут ещё больше отодвинуть предел серийного клонирования.
- Учёные обнаружили, что тихоходки не могут жить в марсианском грунте
- Выращенная в лаборатории мозговая ткань мыши научилась балансировать шест – классическую задачу из ИИ-обучения
- Единственное насекомое Антарктиды научилось переваривать микропластик без значительных негативных последствий
Об авторе
