Станом на минулий рік цю мишу повторно клонували понад 1200 разів.
“Копіювання зображення на фотокопіювальному апараті призводить до дещо нижчої якості зображення. Повторне копіювання цієї копії погіршує якість”, – каже Вакаяма. «Ми хотіли побачити, чи станеться це з клонованою мишею».
Тепер результати, опубліковані в Nature Communications, допомагають вченим зрозуміти жорсткі обмеження цієї технології, яка стає важливим інструментом у природоохоронній діяльності та сільському господарстві, а також її значення для порятунку видів із межі вимирання. Як виявилося, так, клон клону клону справді є розмитою копією.
Протягом 20 років Вакаяма та його команда намагалися клонувати понад 30 000 разів, успішно клонуючи близько 1200 мишей, у яких щороку народжувалося до чотирьох поколінь. Загалом вони створили 58 поколінь, використовуючи техніку клонування, відому як перенесення ядра соматичної клітини, яка витягує ядро з донорської клітини та вводить його в клітину без ядра, відому як яйцеклітина без ядра, створюючи кілька клонованих ембріонів.
Спочатку рівень успіху, виміряний кількістю народжених мишей по відношенню до кількості клонованих ембріонів, переданих сурогатам, здавалося, зростав із покоління в покоління, піднявшись із 7 відсотків на початку до 15,5 відсотків у 26-му поколінні. Але потім сталося щось несподіване, каже Вакаяма. Починаючи з 27-го покоління, рівень успішності почав знижуватися, досягнувши 0,6 відсотка в 57-му та 58-му поколіннях.
Щоб з’ясувати, чому рівень успіху різко падає, дослідники секвенували геном мишей різних поколінь і виявили, що під час кожного повторного клонування накопичувалися шкідливі генетичні мутації. Вакаяма каже, що попередні дослідження передбачали, що більшість клонів не мають мутацій. До 27-го покоління процес досяг переломного моменту, спричинивши постійне зниження.
Результати показують, що, клонуючи ссавця, вчені не обов’язково створюють ідеальну копію оригіналу. «Ми були дуже здивовані, тому що вважали, що клон був таким самим, як оригінальний донор», — каже Вакаяма. Насправді клоновані миші розвинули втричі більше мутацій, ніж звичайні миші, зазначає він.
Мутації можуть бути спричинені відсутністю статевого розмноження, що природним чином обмежує накопичення шкідливих мутацій, але вони також можуть виникнути в результаті самого процесу клонування.
«Той факт, що повторно клоновані тварини матимуть більше мутацій, ніж організми, виведені природним шляхом, цілком очікуваний», — каже Бен Новак, фахівець із біотехнологій збереження дикої природи в Revive & Restore, який фінансує дослідження із застосування біотехнологій для вирішення завдань збереження. «Клони повторно клонуються із соматичної тканини, і ми знаємо, що соматична тканина протягом життя організму накопичує мутації… Але це просто здорово нарешті побачити статтю, яка аналізує такі дані, особливо через стільки поколінь». З невеликою допомогою клонування
З часу народження вівці Доллі в 1996 році було клоновано багато ссавців, від котів і собак до коней і свиней, і деякі експерти вважають, що клонування ссавців може бути ключем до вирішення деяких життєвих проблем.
Наприклад, клонуючи певну худобу, фермери можуть «скопіювати» найбільш плідних членів своїх стад або найбільш стійких до хвороб. Ентузіасти клонували найкращих коней, а також клонують домашніх тварин. Але навколо цих практик існують суперечки; наприклад, деякі критики стверджують, що клонування домашніх тварин є неетичним, враховуючи велику кількість притулкових тварин, які щороку піддаються евтаназії.
З іншого боку, клонування може сприяти збереженню, посилюючи генетичне різноманіття, яке може бути низьким у невеликих популяціях, що знаходяться під загрозою зникнення, і часто є критичною проблемою для виживання виду. Біобанки по всьому світу зберігають генетичний матеріал як рятувальний круг, який можна використовувати для відновлення або відродження видів.
Наприклад, дослідники клонують чорноногих тхорів, використовуючи генетичний матеріал тхора, який помер близько 30 років тому. Вони сподіваються, що нащадки, після того як вони будуть повторно інтродуковані в дику природу, посилять генетичне різноманіття зникаючих видів.
І якщо люди колись мігруватимуть на інші планети, клонування може стати в нагоді, каже Вакаяма, оскільки ви можете уникнути транспортування великих тварин у космосі, а замість цього клонувати їхній геном.
«Клонування вже є окремою індустрією», — каже Катажина Малін, ендокринолог із розвитку в лабораторії VetART при Каліфорнійському університеті в Девісі, яка не брала участі в дослідженнях Вакаями. «Це більше те, що етичні проблеми мають нюанси, а застосування має бути відповідальним і витонченим».
Вона каже, що нове дослідження має стимулювати зусилля щодо збереження, засновані на профілактиці, замість того, щоб покладатися на клонування прямо зараз. «З оптимізму серійне клонування одного разу може стати шлюзом для підтримки розмноження певної тварини протягом певних періодів або кількох життєвих циклів», — пояснює вона. «Це дослідження підкреслює, однак, що всупереч очікуванням дослідників, серійне клонування не працює нескінченно».
Незважаючи на те, що повторне клонування не є загальноприйнятою практикою, Новак каже, що дослідження допомагає вченим розширити знання про технологію, яка все ще знаходиться на ранніх стадіях.
«Я вважаю, що вивчення подібних клонів насправді є дуже потужним і важливим для майбутнього з’ясування того, як працюють геноми та яка толерантність до кількості мутацій, які ви можете накопичити, перш ніж це стане поганим», — каже Новак. «Якщо ми проводимо такі дослідження… тоді ми можемо вести справжні, обґрунтовані розмови, а не спекуляції».
