Я — не моя ДНК. Генетика предполагает, эпигенетика располагает

Эстейер Манель

Миссис Донован заранее заморозила клетки своей питомицы, и теперь они хранились в надежном месте — в главном здании биотехнологической компании, находящейся в Калифорнии, которая авторитетно заявляла, что сможет клонировать ее любимую Супер-Баффи.

Спустя тридцать тысяч долларов собака снова была дома. На первый взгляд она была прежней, но, конечно, Супер-Баффи не была абсолютно такой же, как ее прототип. Она не обладала ни той естественностью в работе на камеру, которую искали режиссеры, ни тем взглядом, который смешил детей, сидящих на первых рядах кинотеатров. Миссис Донован старательно ничего не замечала и, казалось, игнорировала происходящее,

пока собака не укусила ее белую, почти прозрачную руку, чего Супер-Баффи никогда бы не сделала. Именно тогда, смотря на кровь, текущую из раны, миссис Донован пробормотала: «Эта Супер-Баффи совершенно точно не моя Супер-Баффи».

На следующий день собаку вернули в компанию, которая ее создала, и адвокаты со всего мира до сих пор спорят, нужно ли возмещать сумму, запустившую процесс.

Клонирование эпигенетики — сложная задача

Мораль этой выдуманной истории очевидна: возможно, мы способны создать живое существо с той же самой последовательностью ДНК, что и у первоначальной особи, то есть с той же самой генетикой, но в лабораторных условиях мы ни на йоту не приблизимся к воспроизведению эпигенетики.

Так, в гипотетическом случае создания клонов они были бы всего лишь плохими копиями первоначальных особей просто потому, что клон обладает тем же самым геномом, что и донор, но их эпигеномы различаются, а разная эпигенетика обусловливает разное поведение, разные черты характера и разные болезни. А если вы не согласны, то скажите это несчастной овечке Долли, которая отличалась от своей мамы ожирением, диабетом и артритом.

Позвольте мне рассказать вам в более академической форме, что с ней случилось, что было до нее и что произошло после.

Овечка Долли — первое клонированное животное?

В феврале 1997 года клонирование овцы Долли, млекопитающего (как и мы, люди), развязало полемику, и сегодня, двадцать лет спустя, мы так и не смогли прийти к соглашению.

Отправимся на двадцать лет назад и остановимся на моменте, когда Иэн Уилмут из института Рослина в Эдинбурге объявил, что получил овцу, рожденную 5 июля предыдущего года, из одной взрослой тканевой клетки другой овцы.

Несмотря на то что Долли не была первым клонированным животным, ее рождение послужило началом новой эпохи, так как впервые клонирование было произведено из дифференцированной клетки взрослого животного. Как сам Уилмут впоследствии заявил, можно было сказать, что Долли «родилась» в возрасте шести месяцев и семи недель.

Как это объясняется?

Мы знаем, что млекопитающие обычно размножаются половым путем, при котором сперматозоид самца оплодотворяет яйцеклетку самки и образовывается новый эмбрион. Долли же была клонирована путем пересадки ядра клетки молочной железы взрослой овцы в яйцеклетку другой овцы. После создания эмбрион был помещен в матку суррогатной матери.

Как создаются клоны?

Как была создана Долли?

Процедура клонирования овечки Долли основана на ядерной пересадке, и ее концепция довольно проста. Ученые заменили ядро яйцеклетки, стимулировали развитие эмбриона и внедрили его в матку таким образом, чтобы в процессе вынашивания появилась особь, генетически идентичная особи, ядро клетки которой она получила. В случае с Долли процедура была следующей:

1. Во-первых, были извлечены клетки молочной железы овцы породы дорсет белого окраса. Эти клетки, как и все остальные

в организме особи, содержат полный набор генов. Однако так как это специализированная клетка (клетка молочной железы), активны только те гены, которые необходимы для выполнения ее функции.

2. Когда клетки были извлечены, их переместили в специальную питательную среду, которая позволила им расти и делиться, — таким образом была выведена популяция копий клеток-прототипов.

3. Далее одну из этих клеток переместили в другую питательную среду, где клетка вошла в так называемую фазу покоя, в которой клеточное деление приостанавливается. Эта фаза необходима, так как зарождение жизнеспособных эмбрионов требует времени для перепрограммирования генома ядра и замены функции, которую изначально клетка выполняла (в данном случае часть молочной железы), на новую функцию — эмбриональную, и это перепрограммирование оказалось более эффективным в случае, когда оно начиналось в фазе покоя, а не в фазе деления.

4. Следующий шаг заключался в том, чтобы извлечь не-оплодотворенную яйцеклетку другой овцы, в нашем случае шотландской черномордой, которая отличается от породы финн-дорсет черным окрасом головы, о чем мы можем догадаться из названия. Из этой

яйцеклетки было извлечено ядро, то есть она осталась без собственного генома (хромосом, содержащихся в ядре), но с метаболическими механизмами, необходимыми для формирования здорового эмбриона.

5. После этого извлечения была произведена ядерная трансплантация, которая заключалась в том, чтобы поместить ядро клетки-донора в яйцеклетку, лишенную собственного генетического материала (для ясности: ядро породы финн-дорсет в яйцеклетку породы Шотландской Черномордой). Клетку-донор поместили рядом с яйцеклеткой, лишенной ядра, и направили на них слабый электронный импульс. Разряд привел к слиянию двух клеток в единую форму, как два мыльных пузыря сливаются в один (добавим метафоричности нашему повествованию). Стоит отметить, что ядерная трансплантация может быть достигнута и другими способами, например введением ядра в яйцеклетку с помощью очень тонкой иглы.

Рис. 1. Процесс «создания» Долли — первого в истории клонированного крупного млекопитающего

В случае «создания» Долли вслед за первым электрическим разрядом, приведшим к слиянию яйцеклетки и клетки молочной железы в одно целое, последовал второй разряд, целью которого было моделирование естественного оплодотворения и включение механизмов, запускающих перепрограммирование ядра, которое с этого момента перешло в фазу клеточного деления и формирования эмбриона.

Когда мы говорим о процессе клеточного перепрограммирования, то имеем в виду сложный и практически не изученный механизм. Известно только, что в процессе перепрограммирования имеет значение макромолекулярная структура цитоплазмы яйцеклетки.

Когда в журнале Nature была опубликована статья Иэна Уилмута с пошаговым описанием клонирования Долли, большая часть научного сообщества не признала достоверность его выводов. Но на тот момент Долли уже была неотвратимой реальностью (мы помним о том, что Уилмут опубликовал свою статью в феврале 1997 года, восемь месяцев спустя после рождения овечки в июле 1996 года) — реальностью, которая неожиданно стала одной из незыблемых догм биологии.