Состояние клонирования домашних животных: обзор

Исследователи могут клонировать домашних животных с помощью различных методов, включая расщепление эмбриона и перенос ядра. Однако высокая стоимость и низкая эффективность большинства процессов клонирования ограничивают их применение научными исследованиями и некоторыми сельскохозяйственными задачами. Кэрол Л. Кифер из Университета Мэриленда в своей статье для Proceedings of the National Academy of Sciences дает обзор инноваций и вклада клонирования, задаваясь вопросом: если клонирование непрактично и неэффективно для производства животных, а трансгенные продукты не приняты обществом, как же оно используется?

Неэффективность основного метода

Основной метод — перенос ядра соматической клетки (SCNT), при котором донорское ядро имплантируют в лишенную ядра яйцеклетку для получения жизнеспособного эмбриона. Именно так в 1996 году была клонирована овца Долли. Это достижение стало прорывом, но и выявило главный недостаток SCNT: Долли была единственным живым потомством из 29 пересаженных эмбрионов. Множество барьеров, включая эпигенетические изменения в развитии, которые наука только начинает понимать, делают метод нежизнеспособным для эффективного производства животных.

Реальное применение клонирования

Вопреки образам из научной фантастики, массовое производство идентичных животных пока невозможно. На практике клонирование используют для воспроизводства племенного скота с ценными генотипами и получения фертильных клонов от стерильных животных. Например, в Техасе «воскрешали» мясных быков на основе характеристик их туш. Однако лишь 5–15% пересаженных эмбрионов в среднем приводят к рождению живого потомства.

Роль в создании трансгенных животных

SCNT оказался весьма полезен для производства трансгенных животных. С его помощью создают трансгенных мышей для исследований, а также коров, овец и свиней, экспрессирующих полезные промышленные белки (например, паучий шелк) или повышенное содержание питательных веществ в молоке. В одном из исследований методом SCNT у трансгенных коров «выключили» ген прионного белка, вызывающего коровье бешенство.

Несмотря на это, в США для продажи одобрен лишь один продукт от трансгенных животных — биотехнологический белок антитромбин. «Будут ли трансгенные животные когда-либо соответствовать производственным ожиданиям исследователей, зависит от принятия обществом и пересмотра регуляторных норм», — пишет Кифер. Основная ценность трансгенных животных сегодня — научные исследования, например, использование клонированных свиней в качестве контроля и реципиентов нейральных стволовых клеток в работе по восстановлению спинного мозга.

Вклад в фундаментальную науку

Низкая эффективность SCNT стимулировала исследования по его улучшению, что, в свою очередь, дало ответы на фундаментальные вопросы биологии развития и репродукции. Например, с помощью SCNT определили роль чужеродных отцовских антигенов в установлении и поддержании беременности: кобыла смогла выносить беременность, инициированную ее идентичным клоном, что доказывает ненужность таких антигенов для успешной беременности.

Подчеркивая ценность SCNT для фундаментальной науки, Кифер заключает: «Будущие исследования, использующие уникальные возможности SCNT, могут помочь ответить на вопросы и решить технические проблемы в репродуктивной медицине и регенеративных исследованиях».