Учёные повысили эффективность клонирования, открыв путь к «массовому производству» ценных линий животных

Современная наука хорошо понимает генетику животных, а технология клонирования теоретически позволяет воспроизводить большое количество идентичных особей с желаемыми признаками. Однако на практике большинство попыток серийного клонирования терпели неудачу. Прорывной результат получила группа исследователей под руководством Терухико Вакаямы из Центра биологии развития RIKEN, показавшая возможность многопоколенного клонирования.

Преодоление ограничений соматического переноса ядра

Команда Вакаямы более десяти лет работает над серийным реклонированием мышей с помощью соматического переноса ядра (SCNT). Ранее никому не удавалось успешно провести непрерывное реклонирование более чем на шесть поколений из-за крайне низкой эффективности процесса.

Ключом к успеху стало использование ингибитора трихостатина А (TSA), который блокирует ферменты, удаляющие эпигенетические метки во время репрограммирования ядра в ооците. Обработка TSA повысила успешность SCNT до пяти раз.

25 поколений здоровых клонов

Применяя стратегию с TSA, команда за восемь лет успешно клонировала одну самку-донора через 25 и более поколений. Для каждого нового поколения ядро избиралось из кумулюсных клеток, окружающих ооцит клона, и переносилось в реципиентный ооцит.

• Эффективность варьировалась от 3% до 20% между и внутри поколений, но стабильных причин этой вариабельности (включая сезонный фактор) выявить не удалось.
• Здоровье клонов: все полученные мыши были физиологически нормальны, имели типичную продолжительность жизни. Клоны 20-го поколения были фертильны и давали здоровое потомство нормального размера.
• Генетическая стабильность: на клеточном уровне не обнаружено накопления генетических повреждений или аномалий в экспрессии генов по сравнению с клонами первого поколения. Вакаяма сравнивает процесс с копированием цифрового файла, а не аналоговой видеокассеты — качество не ухудшается.

Перспективы и будущее

Исследователи продолжают работу и уже получили клонов 27-го поколения. Результаты показывают, что при использовании TSA для обеспечения правильного репрограммирования ядра не существует присущего поколенческого предела клонирования. Прежние неудачи были следствием крайне низкой базовой эффективности SCNT, а не накопления клеточных дефектов.

Поскольку TSA и подобные вещества также повышают успешность SCNT у других видов, серийное реклонирование может стать осуществимым для крупных животных, таких как коровы или свиньи. Технология также открывает путь к возрождению утраченных популяций и даже вымерших видов — команда уже успешно создала клонов из замороженных мышей и работает с образцами чучел и шерсти.