Кадр из мульта "Мать для мамонтенка"
В один прекрасный момент в недалеком будущем, когда генетические технологии станут чуток более совершенными, чем на данный момент, ученым получится вырастить в лаборатории динозавров, мамонтов и других старых жителей Земли. По последней мере, так считают создатели умопомрачительных романов и сценаристы кинофильмов. Третьего ноября по новостным агентствам прошло сообщение, что японским ученым удалось создать технологию, которая поможет приблизить это недалекое будущее.
Неуж-то мы вправду скоро сможем узреть в зоопарках мамонтов?
В чем разница меж овцой и мамонтом До того как ответить на этот вопрос, нужно разобраться, отчего до сего времени тираннозавры и саблезубые тигры не являются такими же обычными жителями зоопарков, как слоны либо тюлени. 1-ое клонированное млекопитающее – именитая овечка Долли – появилась на свет 12 годов назад. Почему ученые могут клонировать овцу, но не могут мамонта?
Принципная разница меж овечкой Долли и мамонтом состоит в том, что требующиеся для клонирования зверька клеточки (зверек – это 2-ой вариант термина "млекопитающее", а не "просторечное" слово, как считают многие) были получены от живой овцы, а все сохранившееся до наших дней ткани мамонта пролежали в замерзшей земле несколько тыщ лет. Образовавшиеся в клеточках кристаллы льда повреждают их внутренние структуры, а именно, ядро.
Невзирая на то, что останки мамонтов "хранятся" при температуре около минус 20 градусов по Цельсию, ферменты, разрушающие нуклеиновые кислоты (а ДНК – это дезоксирибонуклеиновая кислота), сохраняют остаточную активность. На 1-ый взор, био активность при таких низких температурах кажется необычной, но по сути многие читатели сами сталкивались с этим явлением, когда навечно забывали мясо в морозильной камере. Через пару лет мясо тухнет, невзирая на то, что все это время находилось фактически в критериях нескончаемой мерзлоты. И хотя в этом случае "повинны" ферменты, разрушающие белки, ДНК подвергается деградации аналогичным образом.
Не считая ферментативного разрушения, ДНК в палеонтологических образчиках "портится" от механического воздействия. Для того чтоб предупредить повреждения ДНК при продолжительном хранении в лаборатории, клеточки замораживают равномерно и добавляют к ним так именуемые криопротекторы – вещества, препятствующие образованию ледяных кристаллов. Не считая того, клеточки замораживаются в присутствии веществ, препятствующих работе ферментов.
Числилось, что из-за бессчетных повреждений ДНК, приобретенная из клеток, пролежавших в земле долгие и длительные годы, неприменима для клонирования. Японские ученые из Исследовательского института RIKEN в Иокогаме решили попробовать использовать такую ДНК. Чтоб прирастить возможность хорошего результата, они малость изменили стандартную технологию.
Упрощенно схема клонирования смотрится конкретно так. Из яйцеклетки организма-донора (понизу) убирают ядро. Ядро клеточки организма-реципиента вводят на "свободное" место. Яйцеклетка с новым ядром делится, образуя зародыш. Изображение с веб-сайта wonderquest.com
Клонирование в том смысле, в каком мы осознаем этот термин, говоря, к примеру, об овечке Долли, является способом получения схожей копии организма с внедрением его клеток. Чтоб "копировать" живое существо, ученые берут одну из его клеток, выделяют из нее ядро, а потом вводят его в за ранее лишенную ядра яйцеклетку другого организма. Деление яйцеклетки с новым ядром запускается любым стимулом снаружи. Приобретенный зародыш подсаживают в матку суррогатной мамы, которая и рождает клонированного детеныша.
Длительно и трудно Измененная разработка Терухико Вакаямы (Teruhiko Wakayama) и коллег содержала несколько дополнительных шагов. Конфигурации начинались на стадии подсадки зародыша. Заместо того чтоб подсадить зародыш, приобретенный конкретно из яйцеклетки с "чужим" ядром, в матку будущей "маме", ученые получали из него так именуемую внутреннюю клеточную массу. Это маленькая группа клеток, которая дает начало эмбриональным стволовым клеточкам, которые, в свою очередь, образуют все другие клеточки грядущего организма (подробнее об эмбриональных стволовых клеточках можно прочесть тут).
Из внутренней клеточной массы исследователи "выращивали" несколько линий стволовых клеток. Ядра этих клеток также помещали в безъядерные яйцеклетки, приобретенные от живой мыши. И только зародыши, выращенные из этих яйцеклеток, подсаживали в матку суррогатным матерям.
Почему японские биологи избрали таковой непростой путь с созданием клеточных линий. Дело в том, что при клонировании главные "руководящие" функции берет на себя яйцеклетка. Конкретно ее цитоплазма (фактически содержимое клеточки, окружающее ядро) "принуждает" помещенное в яйцеклетку ядро вести себя как ядро яйцеклетки, а не как ядро уже "взрослой" клеточки, откуда оно было получено. Практически, помещенное в яйцеклетку ядро вновь становится юным.
Эмбриональные стволовые клеточки – самые "юные" и "перспективные" клеточки грядущего организма. Они дают начало всем остальным его клеточкам. Вырастив поначалу линию эмбриональных стволовых клеток, ученые дополнительно "омолодили" приобретенные от замороженного трупа мыши клеточки, облегчив тем "воскрешение" животного.
Из 13 зародышей только двое смогли дожить до зрелого возраста. Клонированная мышь слева. Фото (c)AFP
Всего ученые под управлением Вакаямы получили 46 линий стволовых клеток замороженной мыши и 13 нормально развивающихся зародышей. Четыре из их "дожили" до рождения, правда, один скоро погиб из-за заморочек в респираторной системе, а второго сожрала собственная "приемная мама". Две мышки достигнули зрелости, и в их развитии ученые не нашли каких-то аномалий. До того как получить таковой превосходный итог (одна из "воскрешенных" мышей – поточнее один – даже стал папой), ученые перепробовали клеточки практически всех органов замороженной мыши.
Идеальнее всего сложные манипуляции клонирования перенесли клеточки мозга. Пока создатели работы не могут разъяснить этот итог. По одной из гипотез, клеточки мозга лучше сохраняются при заморозке, потому что они защищены специфичной оболочкой из сахаров.
Казалось бы, приобретенные в Иокогаме результаты обосновывают, что клонирование мамонтов всего только вопрос последнего времени. Но сами создатели исследования и спецы в области клеточной биологии очень аккуратны в прогнозах. Во-1-х, повреждения клеток (и клеточной ДНК) мамонтов за 10 тыщ лет, проведенных в промерзлой земле нельзя сопоставить с повреждениями, приобретенными за 16 лет в морозильной камере.
Во-2-х, для того чтоб из клеточного ядра старого зверька подросло настоящее животное, нужно не только лишь ядро. В животных клеточках находится еще одна органелла, содержащая ДНК – это митохондрия (либо митохондрии – их число находится в зависимости от типа клеток). До сего времени все клонированные существа, которые достигали зрелого возраста, получали методом вставки ядра в яйцеклетку организма такого же вида. В случае с мамонтом, разумеется, таковой вариант не пройдет. Непонятно, окажут ли чужеродные митохондрии существенное воздействие на развитие организма. Но пока непонятно даже, вероятна ли обычная реализация заложенной в ядре программки в неродной цитоплазме. Самыми близкими родственниками мамонтов являются современные слоны, но по сути эти животные довольно далеки друг от друга в генетическом плане. Так что максимум, на что пока могут рассчитывать биологи – это получение линий клеток вымерших животных.
Возможно, новенькая разработка окажется более полезной докторам, чем палеонтологам. С ее помощью они (на теоретическом уровне) сумеют растить для пациентов новые органы из замороженных клеток. Не считая того, работа Вакаямы и коллег дает надежду активистам экологических движений. Они сумеют заморозить эталоны тканей вымирающих видов, и может быть когда-нибудь ученые воссоздадут исчезнувших животных, используя эти эталоны.
Ира Якутенко
