Сумма биотехнологии. Руководство по борьбе с мифами о генетической модификации растений, животных и людей

История искусственного клонирования началась в 1885 году, когда немецкий эмбриолог Ганс Дриш показал, что, если взять ранний эмбрион морского ежа, состоящий из двух клеток, и потрясти, он распадется на две отдельные клетки, каждая из которых впоследствии может развиться в целый организм. Таким образом, каждая клетка эмбриона содержит весь набор инструкций, необходимый для его дальнейшего развития.

В 1902 году другой немецкий эмбриолог Ганс Шпеман создал клоны саламандры. В эмбрионе саламандр клетки прилипают друг к другу лучше, чем у морских ежей, поэтому для их разделения пришлось использовать тонкий человеческий волос. Шпеман обнаружил, что, начиная с определенного этапа развития эмбриона, из отдельных его клеток становится гораздо сложнее вырастить саламандру. Кроме того, Шпеман показал, что именно клеточное ядро управляет развитием эмбриона. Если клетку перетянуть пополам, то часть клетки, которая содержит ядро, будет размножаться, а та часть, которая ядра не содержит, – не будет. Из опытов Шпемана следовало верное предположение, что наследственная информация находится в ядре.

В 1952 году Роберт Бриггс и Томас Кинг осуществили первый перенос ядра из одной клетки в другую, а именно из клетки эмбриона лягушки в ооцит (яйцеклетку). Ядро ооцита было предварительно удалено. Оказалось, что после пересадки ядра ооцит начинает развиваться как эмбрион. Это было первое клонирование позвоночного животного в лаборатории. Вероятность успеха клонирования была тем выше, чем более ранним был этап развития эмбриона, из которого брали перенесенное ядро.

В 1958 году Джон Гордон показал, что возможно клонирование головастиков, даже если использовать клетку взрослого организма, а не эмбриональную. Было совсем не очевидно, что эксперимент даст именно такой результат, ведь существовал и противоположный сценарий: ядро клетки взрослого организма могло превратить ооцит во взрослую клетку, а не в эмбриональную. В этом случае клонирование оказалось бы сильно затруднено.

В 1975 году Дерек Бромхолл использовал стеклянную пипетку, чтобы впервые перенести ядро в безъядерную яйцеклетку млекопитающего. Ядро было взято из эмбриона кролика. Яйцеклетки у млекопитающих меньше, чем у лягушек и саламандр, поэтому работать с ними значительно сложнее. Однако Бромхолл не переносил делящийся эмбрион в матку кролика, где он получил бы возможность продолжить развитие и стать взрослой особью. Клонирование млекопитающего тогда не было завершено – клонировать кролика удалось лишь в 2002 году[394].

В 1996 году Иэн Уилмут и Кэйт Кемпбелл клонировали овечку Долли. В качестве источника ядра они использовали клетки взрослого организма[395]. Клонировать овечку было достаточно сложно: из 277 попыток создать здоровый эмбрион успехом увенчалась только одна. Долли часто называют первым клонированным млекопитающим, но на самом деле это не совсем так. Первым клоном млекопитающего была домовая мышка Машка, полученная советскими учеными еще в 1987 году[396]. Клонирование осуществили биологи из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и Института проблем передачи информации РАН Левон Чайлахян, Борис Вепринцев, Татьяна Свиридова и Владимир Никитин. Они опубликовали свою статью на русском языке, интернета в те времена не было, а общение с западными коллегами было затруднено по экономическим, техническим и политическим причинам. Кроме того, статья имела довольно скромное название «Электростимулируемое слияние клеток в клеточной инженерии». В результате это научное достижение не получило широкой известности.

Как упомянуто в названии статьи, исследователи применили метод электрослияния клеток, при котором для облегчения доставки ядра в яйцеклетку используется электрический разряд, создающий пробой в клеточной мембране. Тридцать яйцеклеток с новым ядром были имплантированы по нескольку штук восьми домовым мышам, и три мыши родили здоровых клонов. Впрочем, стоит отметить, что если у Чайлахяна и его соавторов ядра для пересадки брались из эмбриональных клеток, то Долли была клонирована из клеток взрослого организма, что несколько сложнее.

На Долли создание клонированных животных не закончилось. В 1997 году удалось перенести ядро из эмбриональных клеток в яйцеклетки макак и получить первых клонированных приматов[397]. На сегодняшний день также удалось успешно клонировать крыс[398], повторно мышей[399], коров и быков[400], мулов[401], лошадей[402], кошек[403], собак[404] и ряд других животных. В случае с клонированными быками, коровами и лошадьми было отдельно изучено и показано, что они обладают нормальной фертильностью^{400, 402}.