Клонирование животных
Клоном называется популяция клеток или организмов — потомков одной клетки или организма, полученных неполовым путем. Таким образом, все особи в клоне имеют идентичный набор генов и должны быть точной копией взятого для размножения экземпляра (соответствующего прототипа).
У животных можно получить подобные клоны в том случае, когда используемые объекты размножаются путем партеногенеза, т. е. бесполым путем, без предварительного оплодотворения. В России блестящие работы по клонированию выполнены на шелкопряде академиком В.А. Струнниковым. Выведенные им клоны шелкопряда (партеноклоны мужского пола, дающие на 20 % больше шелка, чем женские) известны на весь мир.
Высшие животные в природе размножаются только половым путем. Клетки животных, дифференцируясь, лишаются тотипотентности. Поэтому для их клонирования в основном используют недифференцированные делящиеся клетки.
Для клонирования животных ядро оплодотворенной яйцеклетки заменяют ядром, взятым от другой особи (с другой генетической информацией). Оказалось, что тотипо-тентность (возможность развиваться во взрослую особь) сохраняют ядра из клеток очень ранних эмбрионов. Это позволяет проводить искусственное разделение четырех — восьми клеточных эмбрионов на отдельные клетки, культивировать их in vitro до стадии бластоцисты и имплантировать в матку суррогатной матери, где они развиваются до рождения. Таким путем можно получать генотипически одинаковые особи (однояйцевых близнецов).
Сенсационность работы доктора Я. Вильмута и соавторов из Шотландии (1997) заключается в том, что впервые для клонирования млекопитающих были использованы ядра соматических (дифференцированных) клеток взрослой овцы (клетки соединительной ткани — фибробласты) бело-мордой породы Финский дорсет, выделенные из вымени овцы.
Клонирорание овцы осуществлялось методом переноса ядра. Ядро яйцеклетки удаляли с помощью микропипетки. Затем культивировали эпителиальные клетки молочной железы взрослой особи, индуцировали их переход в фазу Go и провели слияние клеток в Go фазе и яйцеклеток, лишенных ядра овец шотландской черномордой породы. Выращивание восстановленных яйцеклеток осуществлялось в культуре или в яйцеводе до ранних стадий эмбриогенеза, а затем их имплантировали в матку суррогатной матери черномордых овец, где и происходило дальнейшее развитие. В результате появилась всемирно известная овца Долли, генотип и фенотип (беломордый ягненок) которой были полностью идентичны исходной матери. В эксперименте было проведено слияние 277 яйцеклеток с удаленными ядрами с клетками молочной железы в Go фазе; из 29 эмбрионов только один развился до жизнеспособного плода.
Перенос ядра соматической клетки в энуклеированную зиготу (безъядерную) успешно проведен на мышах японскими учеными. Имеются сообщения о клонировании свиньи, коровы, кошки. Таким образом, была доказана способность ядер соматических клеток обеспечивать нормальное развитие млекопитающих.
Исследования по клонированию животных имеют фундаментальное значение. Полная схожесть организмов дает возможность сравнивать влияние на них различных препаратов и внешних условий (например, оценивать мутагенность различных химических соединений); выяснить механизмы дифференцировки клеток в процессе онтогенеза и возможность управления этими процессами. Это открывает путь к генотерапии и искусственному созданию органов для трансплантации. Появление клонов важно и для испытания новых лекарств.