В России впервые получили потомство от клонированной коровы

Исследования проводили ученые лаборатории экспериментальной эмбриологии ФИЦ животноводства им. Л.К. Эрнста. Заведующая лабораторией кандидат биологических наук Галина Николаевна Сингина. 

От саламандры до овцы

Слово «клон» в переводе с греческого означает «веточка», «побег». Изначально так назывались новые растения, развившиеся из побегов растения-прародителя и полностью сохранившие его свойства. Например, прикорневые побеги яблони или усы клубники. В животном мире естественные клоны – это однояйцевые близнецы, у которых совпадают все генетические характеристики: цвет глаз, волос, группа крови и т.д.

Клонировать живых существ биологи начали в начале прошлого века. Немецкий исследователь Ханс Шпеман в 1901 году разделил двухклеточный зародыш саламандры пополам, и из каждой половины вырастил полноценный организм. Так ученые поняли: все, что нужно для создания нового существа, имеется в каждой клетке эмбриона.

В первой трети XX века установили, что вся необходимая для развития жизни информация сосредоточена в клеточном ядре. А в 1948 году советский ученый Георгий Лопашев разработал метод, благодаря которому стало возможно пересадить ядро клетки одного организма в безъядерную яйцеклетку другого. Однако научная работа Лопашева не была опубликована – в СССР начались гонения на генетиков.

Решающий шаг был сделан в 1996 году. Группа эмбриологов в Шотландии клонировала овцу, взяв ДНК из обычной соматической клетки, а именно из клетки вымени. Так на свет появилась известная на весь мир овечка Долли.

Именно с этого начался новый этап в науке. Эксперимент доказал, что ДНК практически любой взрослой клетки может быть использована для создания совершенно нового организма. Поэтому теперь в основном ученые используют для клонирования соматические клетки.

При соматическом клонировании количество клонов фактически не ограничено в отличие от эмбрионального. Можно получить от животного большое количество клеток, заморозить их и длительно хранить. При эмбриональном клонировании ядра как правило не морозят.

Как создавали Цветочка

Опыты по клонированию животных ведут в институте им. Эрнста с 2006 года. За эти годы ученые добились серьезных успехов. Обыватели поймут это по «живым» результатам: клонированным ягненку и коровы. К клонированию коровы ученые приступили в 2019 году. Выбор пал на симментальскую породу.

- Соматическую клетку будущей коровы, обладающим полным набором хромосом будущего животного подсадили в предварительно освобожденную от генетического материала яйцеклетку, – рассказывает Галина Николаевна Сингина. – Чтобы она слилась с цитоплазмой этой, по сути, чужой для нее клетки, на нее воздействовали электрическим импульсом. В итоге ядро соматической клетки фактически стало ядром яйцеклетки, которая начала успешно делиться. Потом прошло еще семь дней, в течение которых эмбрион достиг стадии, подходящей для пересадки его в организм суррогатной матери. Эта суррогатная мать и родила теленка Цветочек.

Клонированные семидневные эмбрионы (всего 81) были пересажены 31 реципиенту (суррогатному животному). В качестве реципиентов использовали половозрелых телок симментальской породы. После трансплантации клонированных эмбрионов 14 из 31 реципиентов были стельными, но только одна беременность завершилась отелом – остальные плоды остановились в развитии на ранних сроках. В итоге 10 апреля 2020 года на свет появилась первая в России клонированная корова по имени Цветочек весом 63 кг.

Декабристка

Рождение здорового клона – радостное событие. Но эксперимент нельзя считать завершенным, пока от клонированной коровы не получили живое потомство. Ведь как показывает опыт, не всегда клонированное животное способно к репродукции.

Поэтому в возрасте 23 месяцев Цветочка искусственно осеменили. Беременность и отел прошли спокойно.

- Наша система сложилась в цепочку, и она работает: от момента получения эмбриона и его пересадки животному-реципиенту до постнатального развития, родов, рождения клона, а также его роста, взросления и способности к репродукции, - говорит Галина Сингина.

Важно, что ученые не рассматривают клонирование как замену традиционным селекции и воспроизводству. У этой технологии другие цели.

- Клонирование – это основная платформа для геномного редактирования. А это, в свою очередь, создание технологий будущего. Редактирование генома позволяет заложить в животное нужные человеку характеристики: устойчивость к болезням, большую мясистость – или получить породу, дающую молоко, безвредное для аллергиков. Нужные изменения в геноме происходят на уровне соматических клеток и навсегда остается в клонированных животных и их потомках, - поясняет Галина Николаевна. - Кроме того, животные-клоны могут использоваться как доноры органов, в первую очередь для человека, как поставщики белков для фармацевтической промышленности или для иных пока не определенных целей. Генное редактирование поможет нам быть готовыми даже к неизвестным пока вызовам.