Эксперимент, который японские исследователи вели больше двадцати лет, показал, что у последовательного клонирования живых существ есть предел. Ученые дошли до 58 поколения мышей, после чего продолжить эту цепочку уже не удалось. Судя по результатам работы, ключевой причиной стало накопление крупных генетических повреждений. Подробности об этом — в статье.
Как был устроен эксперимент
Терухико Вакаяма из Университета Яманаси занимается клонированием мышей с конца 1990-х и за это время успел провести много нестандартных экспериментов с разными типами клеток. Но в этой работе задача была другой — исследователи хотели понять, можно ли сохранять одну и ту же мышиную линию исключительно за счет последовательного клонирования и как долго такая схема вообще способна работать.
Для этого они выстроили длинную цепочку повторных клонирований. У каждой новой мыши брали клетки и использовали их для получения следующего поколения. Так одна линия поддерживалась снова и снова, без обновления генетического материала.
Эксперимент растянулся больше чем на двадцать лет, включил свыше 30 тысяч процедур клонирования и дошел до 58 поколений.
Интересно, что клоны развивались нормально и жили примерно столько же, сколько обычные мыши. Предел был обнаружен не по внешнему виду животных, а по тому, как со временем менялась сама способность продолжать эту цепочку клонов.
К 2013 году специалисты смогли довести линию до 25 поколения, и тогда у них появилось предположение о том, что такой способ воспроизводства может сохраняться долго. Однако дальше эксперимент показал, что запас прочности у этой схемы все же конечен.
Что пошло не так
После 27 поколения получать новые поколения становилось все сложнее. Количество успешных попыток снижалось, несмотря на то что условия эксперимента оставались теми же. К 58 поколению последовательное клонирование этой линии фактически остановилось, и воспроизвести её дальше уже не получалось.
Исследователи проверили несколько возможных объяснений, в том числе изменения в регуляции генов, но причину нашли в самой ДНК. По мере накопления поколений в геноме стали появляться нарушения, которые не устранялись и переходили дальше по цепочке.
Эти изменения не влияли на внешний вид или жизнеспособность животных, но постепенно снижали стабильность линии. В какой-то момент это отразилось уже на самом процессе клонирования — стало трудно получать новые эмбрионы, способные нормально развиваться.
Мутационная перегрузка
Авторы работы, опубликованной в Nature Communications, считают, что частота мутаций у клонов была примерно в три раза выше, чем у обычных мышей.
В поздних поколениях фиксировались крупные нарушения — участки хромосом удалялись, меняли положение или структуру, в одном из случаев была утрачена целая Х-хромосома. Такие изменения не исчезают и переходят дальше вместе с каждой новой попыткой клонирования.
В обычном размножении геном постоянно «перемешивается», и часть ошибок не закрепляется. В цепочке последовательного клонирования этого механизма нет, поэтому любые возникшие нарушения сохраняются и накапливаются.
Исследователи отмечают, что этот эффект, скорее всего, характерен не только для мышей, но и для людей. Это значит, что надежнее работать с исходными клетками, а не строить длинные цепочки из повторных клонов.
А как вам такой результат? Согласились бы на клонирование себя?
Читайте также: