Горькая доля овечки долли. Клонирование Схема опыта клонирования овечки долли

5 июля 1996 года Долли стала первой в мире овечкой-суперзвездой. Она была первым млекопитающим, успешно клонированным из взрослой клетки, тем самым открыв эру, где каждый сможет заказать себе клон любимого щенка или элитных лошадей.

Однако ученые также были обеспокоены тем, что Долли могла оказаться назидательным предостережением: генетическое тестирование показало, что у её ДНК наблюдались признаки старения на один год и в 5 лет у неё диагностировали артрит. Было не ясно, связаны ли проблемы Долли с тем, что она была клоном.
В конце концов в 2003 году Долли умерла, подхватив вирус, прожив 6 лет - половину типичной продолжительности жизни овцы своего вида.
Как оказалось, Долли, возможно, просто не повезло. Ведь на днях исследователи из Университета Ноттингема объявили о том, что четыре клона, полученных из клеток Долли, живы и здоровы уже девять лет.

Знакомьтесь, клонированные овцы Дебби, Дэнис, Дианна и Дейзи.

Четыре «Ноттингемских Долли» являются единственными оставшимися в живых из группы из 10 клонов Долли, родившихся в 2007 году.
Они были созданы вместе с девятью другими клонами, не Долли, чтобы можно было сравнить состояние их метаболизма, сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата. Несмотря на, казалось бы, преждевременное старение суставов Долли, только у одного из четырех клонов, Дебби, развился умеренный артрит. «Их метаболическая и сердечно-сосудистая системы неотличимы от других овец этого возраста, - говорит ветеринарный врач Сандра Корр. - Мы выяснили, что здоровье большинства овец очень хорошее, с учетом их возраста».

Их вид невероятно успокаивает.

Овцы были клонированы с использованием того же метода, с помощью которого была создана Долли - соматической клеточной ядерной передачи.
Во время этого процесса ученые выделяют ДНК (которое находится в ядре клетки) из клетки исходного животного (в данном случае, из молочной железы исходной овцы), а затем переносят его в ядро яйцеклетки. Далее они дают этой новой яйцеклетке небольшой толчок - в случае выживших Долли кофеин - который запускает процесс деления, пока не образуется жизнеспособный зародыш.
После созревания клеток они дифференцируются, к примеру, клетка кожи отличается от клетки легкого. Успешное рождение Долли стало возможным благодаря тому, что ученым удалось «сбросить» эти дифференцированные клетки обратно в недифференцированное состояние, чтобы они могли вырасти в совершенно новую овечку.
Хорошое здоровье «Ноттингемских Долли» является отличным свидетельством того, что клоны могут жить долгой и здоровой жизнью.
«Если бы клонирование ускоряло старение, мы бы увидели его в этой группе», - говорят ученые.

Чучело овечки Долли в Королевском музее Шотландии

Wikimedia Commons

Вопрос клонирования животных связан со многими опасениями, в том числе, всегда вызывала вопросы ранняя смерть знаменитой овечки Долли - из-за артрита ее пришлось усыпить в шесть лет, и многие считали, что именно клонирование послужило причиной ее плохого здоровья. Британские ученые решили опровергнуть этот миф, и провели расследование, в результате которого выяснилось, что клонированные овцы не более предрасположены к артриту, чем обычные. Исследование опубликовано в Scientific Reports .

Овца Долли, первое клонированное млекопитающее, появилась на свет в 1996 году в Шотландии в лаборатории Яна Вилмута и Кита Кэмпбелла в Рослинском институте. Ядро соматической клетки из вымени ее «матери» пересадили в освобожденную от ядра цитоплазму яйцеклетки другой овцы, в результате чего необходимый двойной набор хромосом, который обычно достается ребенку от отца и матери, у Долли был получен только от матери. Долли являлась генетической копией своей матери (если не считать ДНК митохондрий, которые были в яйцеклетке суррогатной матери - поэтому о том, считать ли Долли настоящим клоном одного-единственного существа, можно спорить). Интересно, что на момент пересадки матери уже не было в живых, и ее клетки хранились замороженными в жидком азоте. В ходе эксперимента были использованы 227 яйцеклеток, десятая часть из которых развилась до состояния эмбрионов, из которых, в свою очередь, выжил только один. Эксперимент считался настоящим прорывом в естественных науках.

Долли прожила шесть лет и восемь месяцев и оставила после себя шесть ягнят. Ее усыпили в 2003 году из-за плохого состояния здоровья. За год до этого у нее обнаружили артрит, и ей стало трудно ходить, затем к нему добавилось ретровирусное заболевание легких. Обычно овцы живут 10-12 лет, и ранняя смерть Долли до сих пор служит предметом споров. Одни ученые полагают, что дело в том, что Долли много проводила взаперти и почти не паслась с другими овцами (поэтому у нее был, в том числе, слабее иммунитет); другие считают, что проблема была именно в клонировании. Хромосомы в клетках Долли были изначально короче, чем у «нормального» новорожденного ягненка, потому что они были взяты из клеток взрослой особи с уже укороченными за ее собственную жизнь концами-теломерами (клетки многих млекопитающих при каждом делении теряют часть длины своих хромосом). Это могло послужить причиной нарушения работы клеток, после того, как хромосомы укоротились еще сильнее за жизнь самой Долли. Другие ученые считают, что клонирование стало причиной ускорения направленных механизмов старения, которые запустили развитие раннего артрита у Долли.

Вопрос о том, не вызывает ли клонирование развития непредвиденных заболеваний, ассоциированных именно с клонированием, занимает ученых уже давно и связан со многими опасениями и мифами, касающимися данной области. Ученые Ноттингемского университета решили более детально исследовать, что именно произошло с Долли, хотя данных клинических и радиографических анализов, к сожалению, в институте не сохранилось. Вообще, об артрите Долли официально говорили всего лишь один раз, на одной конференции, и упоминался при этом один сустав.

Ученые исследовали четырех клонов, полученных из той же клеточной линии, что и Долли. На 2016 год им было уже восемь лет. Радиографический анализ показал, что у всех них есть артрит, но не тяжелый: у троих форма была признана легкой, у одной особи - средней степени тяжести. После этого ученые сделали радиографический анализ скелета Долли, а также ее дочери Бонни, зачатой естественным путем, и Меган и Мораг - первых двух овец, клонированных из дифференцированных клеток, но эмбриональных (в отличие от Долли, для создания которой брали клетки взрослого животного). Результаты сравнивали с обычными, неклонированными овцами. Выяснилось, что у Долли, в частности, на момент смерти не было остеоартрита в плечевых, запястных и скакательных суставов, и степень тяжести болезни ее соответствовала среднему состоянию неклонированных овец. У Бонни и Меган, умерших в гораздо более старшем возрасте, форма артрита была существенно тяжелее. Авторы отмечают, что для составления совершенно полной картины артрита требуется дополнительный анализ суставных капсул, синовиальных выстилок суставов, мышц животных и так далее, однако в их распоряжении были только скелеты давно умерших животных. Тем не менее, данные по этим скелетам позволяют понять меру распространения заболевания по организму и сделать соответствующие выводы.

Авторы заключают, что ни у Долли, ни у современных клонов не было сколько-нибудь необычного уровня предрасположенности к артриту, что риски в этом случае не отличаются от рисков обычных взрослых овец, и что возраст клона здесь не принципиален.

А о выращивании искусственных эмбрионов без яйцеклеток можно прочитать .

Анна Казнадзей

Почему биологам, которые первыми клонировали крупное млекопитающее, не дали Нобелевскую премию, зачем один из них неудачно инсценировал самоубийство, в чем причина недолгой жизни Долли и при чем тут пышный бюст американской певицы, сайт рассказывает в рубрике «История науки».

5 июля 1996 года в шотландском городе Мидлотиан близ Эдинбурга родилась овечка, которая уже одним фактом своего рождения стала звездой мирового масштаба, причем не только научной. Овечку, как читатель помнит и без напоминаний, назвали Долли, и вскоре она стала самым знаменитым клоном. Правда, статус мегазвезды Долли получила только через семь месяцев после своего рождения.

Ее создатели, профессора Рослинского университета Ян Вилмут и Кит Кэмпбелл, после множества неудачных попыток решили не дергать судьбу за хвост и молчали до тех пор, пока окончательно не убедились в том, что Долли не только родилась, но и представляет собой полноценную здоровую особь. Говорят, что эта отсрочка потребовалась ученым для того, чтобы получить патент. Так что только 22 февраля 1997 года и овечка, и ее создатели проснулись знаменитыми.

На самом деле Долли вовсе не была первой. Те же Вилмут и Кэмпбелл в 1996 году через журнал Nature объявили о появлении на свет овец Меган и Мораг. Это была не столько удачная попытка клонировать животное, сколько промежуточный шаг к истинному клону, поскольку обе этих овцы были получены из эмбриональных клеток, то есть у них были и папа, и мама. Долли же была копией своей матери, овцы Финн-Дорсет, которая к моменту рождения своей генетической копии давно умерла. Важнейшим отличием Долли от Меган и Мораг было то, что она появилась из соматических клеток взрослого животного, и ее геном почти в точности повторял геном матери. Об этом «почти» скажем чуть позже.

В ходе эксперимента по созданию Долли биологи перенесли клеточные ядра овцы-донора в 277 яйцеклеток, из которых предварительно были убраны собственные ядра с генетическим материалом. Все эти ядра до эксперимента хранились в замороженном состоянии, и только десятая часть из них после разморозки смогла развиться до состояния эмбриона. Из 29 эмбрионов выжил только один - тот, который был взят из вымени овцы-прототипа. В частности, утверждают, что именно поэтому она получила имя Долли. Дело в том, что один из ветеринаров, помогавших ученым, предложил назвать овцу именем Долли (Куколка) в честь американской кантри-певицы Долли Партон, которая прославилась не только своими песнями, но также своим бюстом, пышность которого она неизменно подчеркивала. Так что имя Долли Партон обессмертил вовсе не ее талант.

Американская певица Долли Партон

Fred Prouser/Reuters

К слову сказать, известный хит Луи Армстронга Hello, Dolly никакого отношения к Долли Партон не имеет, легендарный Сачмо исполнил ее для мюзикла по мотивам рассказа Торнтона Уайлдера «Сваха», героиня которого была тезкой певицы.

Один успех на 276 неудач - такое соотношение охладит кого угодно, но только не Вилмута и Кемпбелла, поскольку этот шанс при всей своей малости сулил исследователям Нобелевскую премию, которую они, впрочем, так и не получили. Кит Кемпбелл не дождался премии, скончавшись анекдотической смертью (будучи нетрезв, решил шокировать свое семейство фальшивым самоубийством через повешение, но не рассчитал и повесился всерьез), а еще живой Ян Вилмут тоже пока не получал известий из Швеции.

Овца Долли

Jeff J Mitchell UK/Reuters

Это достижение одни ученые сравнивают с расщеплением ядра, а другие - с открытием Уотсоном и Криком структуры ДНК. Однако не все ученые согласились считать Долли клоном одной-единственной матери, возможно, поэтому премию до сих пор и не дали. Дело в том, что у Долли целых три матери, ведь неоплодотворенные яйцеклетки, из которых извлекли ядра, были взяты у одной овцы, ядра - у другой, а выносила Долли третья - суррогатная - мать. Таким образом овечка Долли, не имея ни одного отца, умудрилась стать дочерью сразу трех мам.

Впрочем, отсутствие Нобелевского миллиона не помешало исследователям во всем мире начать производство клонированных животных по рецепту Вилмута и Кэмпбелла. Этот рецепт, получивший в науке название «перенос ядра» (nuclear transfer), со временем улучшался, и сегодня для клонирования животного по нему вовсе не требуются сотни замороженных ДНК, из которых сработает только одна.

Сразу же после появления информации о том, что можно клонировать теплокровных животных, во всем мире начался настоящий бум. Пользуясь шотландской технологией, ученые многих стран начали вовсю клонировать самых разных животных, включая лошадей, быков, кошек, собак, верблюдов и т. д. Также проводились, причем по той же технологии, попытки генетической реконструкции вымерших животных, тела которых продолжали храниться в замороженном виде. В перспективе, утверждают ученые, возможна даже реконструкция очень давно вымерших животных, таких, например, как мамонт или динозавр.

Единственное теплокровное животное, которое во многих странах решено было оставить в покое и не клонировать, - это человек. То есть понятно, что такое клонирование тоже технически выполнимо, хотя в этом случае возникает множество вопросов, затрагивающих как этику, так и религию. Однако и этот запрет постоянно нарушается то тем, то другим исследователем, каждый из которых в конце концов оказывался шарлатаном. Сегодня во многих странах, в том числе и в России, клонирование человека запрещено на законодательном уровне.

Сомнительное «отцовство» овечки Долли

Ян Вильмут и овечка Долли

С тех пор как в 1997 году в журнале «Нейчур» была опубликована статья о клонировании овечки Долли, вокруг нее не утихают скандалы. Под сомнение ставилась и научная чистота эксперимента, и его ценность, и этическая сторона клонирования. Даже после того как первое искусственно созданное млекопитающее скончалось, а его чучело было выставлено в Национальном музее Шотландии, Долли и ее создатели продолжают оставаться под прицелом журналистов.

Слово «клон» появилось задолго до того, как генетики произвели на свет первых искусственных животных. В переводе с греческого оно означает «потомок». Если опустить подробности, суть технологии клонирования такова: из яйцеклетки удаляется ядро, а на его место внедряется ядро другой клетки - соматической, и через некоторое время из нее образуется эмбрион. В половых клетках, как известно, набор хромосом половинный. Заменяя его полным набором из соматической клетки животного-донора, можно вырастить его точную копию. Во всяком случае так казалось до недавнего времени. Но, возможно, ученые поторопились объявить о новом достижении…

Долли родилась 5 июля 1996 года. Ее «прототипом» была овца породы Scottish Blackface (Шотландская Черномордая) по имени Финн Дорсет - именно из ее вымени была взята клетка, ставшая основой первого клона. А «суррогатной матерью» стала овечка той же породы Блейфекс. Следует отметить: Долли не была первым в мире клоном. Первые успешные опыты по клонированию животных были проведены еще в середине 1970-х годов английским эмбриологом Дж. Гордоном. Не была она и первым клоном млекопитающего: ученые из Рослинского института (Шотландия) дебютировали с двумя овечками, рожденными путем замены ядер яйцеклеток ядрами клеток эмбриона. Первенство Долли заключается в другом: группе ученых под руководством Яна (Иена) Вильмута впервые удалось клонировать млекопитающее, используя соматическую клетку взрослого животного. После того как была проведена сложнейшая операция по замене ядра яйцеклетки, она начала делиться. А через шесть дней эмбрион перенесли в матку Блекфейс. Результатом стало рождение абсолютно точной копии Финн Дорсет - по крайней мере, так утверждали ученые. Тем не менее, они не торопились обнародовать результат эксперимента - вначале нужно было убедиться, что клон развивается нормально и не имеет никаких отклонений. Ведь до того времени генетикам удавалось создать только клоны лягушек, но и они доживали лишь до стадии головастиков. Кроме того, ученые, видимо, побаивались общественного резонанса - ведь до сих пор создание новой жизни было покрыто завесой тайны, а вмешательство в этот процесс рассматривалось как святотатство.

Опасения оказались не напрасными. Как только результат эксперимента был обнародован, он стал настоящей сенсацией не только в научном мире, но и в популярных изданиях. И вслед за волной статей о революции в области биотехнологий начались ожесточенные споры об этической стороне клонирования. Главной причиной этих споров стало то, что рождение во всех религиях считалось актом божественного творения. Клонирование млекопитающего (никто не сомневался, что за овечкой Долли последуют другие животные, а позже - люди) могло серьезно отразиться на вере, заставив тысячи людей усомниться в истинности религии. Впрочем, настоящий скандал разразился только после того, как ученые заявили о желании клонировать человеческие клетки. Папа Римский однозначно высказался за запрет на подобные эксперименты. Его поддержали многие общественные деятели. Несмотря на выгоды, которые сулит клонирование (выращивание новых органов из тканей самого пациента, увеличение продолжительности жизни и т. д.), оно может создать огромные проблемы психологического и этического характера. В самом деле: если удастся клонировать человека, кем будут считаться его клоны? Полноценными людьми? Но тогда их нельзя «разбирать» на донорские органы. Искусственно выращенным набором клеток? Но клоны являются точной копией своих «доноров» и отличаются от них лишь отсутствием жизненного опыта. Это далеко не полный перечень вопросов, которые поставило перед человечеством рождение овечки Долли. Впрочем, вскоре верующие облегченно вздохнули: выяснилось, что человеку все еще далеко до Творца.

Клонирование Долли положило начало целой серии экспериментов. И серьезные ученые, и богатые любители вступили в негласное соревнование: кто больше удивит мир. Посыпались многочисленные сообщения о том, что учеными были успешно клонированы самые различные животные: поросята, свиньи, собаки. Однако при тщательной проверке оказалось, что в большинстве случаев речь шла вовсе не о клонировании.

Экспертов насторожила одна деталь: почти все (кроме появившегося в итальянском городе Кремоне жеребца Прометея) клонированные животные почему-то относились к женскому полу. Это дало почву для подозрений. Дело в том, что биологам известен метод получения генетических копий, не имеющий ничего общего с собственно клонированием. Речь идет о партеногенезе. Осуществить его несколько проще, чем клонирование: с помощью химических препаратов ученые стимулируют деление яйцеклетки и образование зародыша без оплодотворения (в природе это явление наблюдается у дафний, тлей и пчел). Правда, так на свет могут появиться только самки. Может быть, большинство клонов - результат партеногенеза?

Вопросы вызывал не только пол вновь созданных клонов, но и огромное количество сомнительных экспериментов. Так, американские ученые заявили, что им удалось клонировать трех поросят из уха взрослого кабана. Но независимых экспертов к ним так и не подпустили, а фотографии, публиковавшиеся в журнале, могли изображать любых поросят-близнецов, так что доказательством их считать нельзя. Еще более странный случай произошел с фирмой «Сору Cat», которая заявила любителям домашних животных о новой услуге. Они взялись за клонирование домашних любимцев. Но показанный по телевизору котенок отличался по окрасу и рисунку шкурки от своего «оригинала», что дало основания для сомнений в чистоте эксперимента. Правда, генетики объяснили расхождения тем, что «генотип на цвет не влияет».

В ходе проверок внимание ученых коснулось и Долли. И выяснилось несколько подробностей, которые заставили серьезно задуматься о будущем клонирования. Оказалось, что знаменитая овечка Долли все же отличалась от «оригинала», причем не в лучшую сторону. До русскоязычного научного мира эти сведения дошли благодаря ученому Герману Малиничеву, заявившему через год после сенсации: «Клонированная в прошлом году английскими учеными овца Долли становится монстром». Ученый, ссылаясь на шотландские источники, рассказал, что овечка Долли стала агрессивной, несколько раз кусала служащих, которые за ней ухаживали, а оставленную с ней в загоне молодую овечку едва не покалечила. Правда, в тот момент Долли была беременна, и ее поведение пытались объяснить именно этим. Хотя многие специалисты открыто заявляли о том, что такая агрессия никак не может объясняться «интересным положением» овечки. Кстати, Долли вполне успешно справилась с рождением ягнят, отцом которых (на сей раз - настоящим) стал валлийский горный баран Дэвид. В апреле 1998 года появился на свет Бонни, а в следующем году - еще три ягненка. Но после их рождения здоровье Долли стало ухудшаться.

В 2002 году ученые с удивлением обнаружили, что у Долли появились признаки артрита - заболевания, характерного для пожилых овец. Средняя продолжительность жизни овец составляет 11–12 лет, так что Долли находилась в самом расцвете сил. Анализы показали, что у клонированной овечки начался процесс преждевременного старения клеток. А в 2003 году у Долли обнаружили серьезное заболевание легких. После этого овечку решили усыпить. Она умерла 14 февраля 2003 года, прожив менее семи лет.

На экспериментаторов тут же посыпались вопросы: не связано ли преждевременное старение Долли с ее «искусственным» происхождением? Ян Вильмут, один из создателей клона, поначалу решительно отвергал это предположение: «Вряд ли заболевание Долли имеет отношение к самой технологии клонирования. Куда более очевидное объяснение - то, что в мире животных, так же как в мире людей, есть весьма неприятные и тяжелые заболевания. Вполне возможно, что инфекция попала в ее организм естественным путем». Но данные, полученные другими экспериментаторами, вскоре подтвердили печальный факт: клонированные животные, несмотря на почти полную генетическую идентичность, гораздо сильнее подвержены разным патологиям, чем их собратья, появившиеся на свет естественным путем. Самым ярким доказательством стали опыты по клонированию обезьян. Оказалось, что ядра клеток эмбрионов формируются неправильно: количество хромосом в них отличается от нормы. В результате уже на шестой-седьмой день эмбрионы начинают выглядеть ненормально. Якобы успешно клонированная американцами обезьяна - макак резус по имени Тетра - на поверку оказалась обычной макакой, а полученный после 724 попыток зародыш настолько серьезно отличался от обычных, что эксперимент прекратили.

Что заставило ученых пойти на подлог? Ответ прост и циничен: деньги. Сегодня подсчитали, что изготовление одного клона обходится в три-четыре миллиона долларов - учитывая затраты на «брак». Ведь далеко не все «прооперированные» клетки развиваются нормально. Когда ученые проводили эксперимент по клонированию Долли, они сделали пересадку 277 клеток, и лишь 29 эмбрионов сумели прожить больше шести дней. Одним из главных направлений работы исследовательских групп является поиск методов, способных снизить себестоимость клонов. И гранты на эти поиски выделяются немалые - миллионы долларов. Это серьезное искушение для нечистоплотных ученых: ведь, заявляя на весь мир об очередном успехе, они могут с полным правом требовать продолжения ассигнований.

После смерти овечки Долли статей о ней поубавилось. Но в 2006 году этот проект оказался в фокусе нового скандала, на сей раз связанного с Яном Вильмутом. Ученый предстал перед судом по довольно серьезному обвинению. Его бывший коллега Прим Сингх заявил, что Вильмут незаконно присвоил себе плоды коллективной работы. В ходе процесса прозвучали слова о преследовании по расовым мотивам, которые в современном мире считаются намного более серьезным нарушением закона, чем фальсификация результатов опытов. Вильмут категорически отверг это обвинение, но был вынужден признаться в том, что эксперимент по клонированию Долли на 66 % был заслугой другого специалиста. Впрочем, этим «другим» оказался не инициатор судебного процесса, Прим Сингх, а Кейт Кэмпбелл. Именно этому ученому, в настоящее время работающему в Ноттингемском университете, первому пришла в голову идея скоординировать циклы лишенной ядра клетки-реципиента и клетки, генетический материал которой был предназначен для клонирования.

Скандалы, связанные с авторством той или иной научной идеи, к сожалению, имеют давнюю традицию. Даже знаменитый Луи Пастер, создавший вакцину от сибирской язвы, как недавно выяснилось, воспользовался плодами труда своего коллеги - Шарля Шамберлена. Именно его вакцина, приготовление которой отличалось от пастеровской, помогла вылечить стадо овец от сибирской язвы. А «причесыванием» полученных результатов занимались и Ньютон, и основоположник учения о наследственности Мендель, и Зигмунд Фрейд. Возможно ли прекратить эту практику? Сегодня надежных методов, увы, не существует. И остается полагаться только на сознательность самих ученых и корпоративную этику. Что же касается овечки Долли, во всех справочниках ее «отцом» все еще считается Ян Вильмут, а не Кейт Кэмпбелл…