Як взагалі працює клонування? Ваш путівник по реплікації в реальному світі

Загальновідомо, що клонування розірвало межі наукової фантастики, і що лабораторії по всьому світу експериментують з методами клонування. Але як саме працює клонування, і чому ми не чули про нього більше? Точніше, чому нас досі не захопили армії клонів? Розповідаємо, як дослідники клонують живі організми, і чому це залишається складним процесом.

Види сучасного клонування

“Клонування” – не дуже наукове слово, тому не дивно, що існує кілька різних методів, які можна назвати клонуванням. Це і звичайне клонування генів, коли відтворюються біологічні матеріали – і використовуються для медичних технологій або навіть для задоволення попиту на червоне м’ясо – і терапевтичне клонування, яке передбачає обмін ДНК ядра між яйцеклітинами для скорочення процесу розвитку.

Але для справжнього клонування в стилі “саме це я і мав на увазі”, ми повинні говорити про перенесення ядер соматичних клітин (SCNT). Це тип клонування, при якому береться ДНК дорослої особини і відтворюється, так що створюється ембріон з тією ж ДНК. Це наука, яка надихнула штурмовиків і динозаврів у наших улюблених фільмах, і, ймовірно, це саме те, про що ви думали. Тож давайте поговоримо про те, як працює перенесення ядер соматичних клітин.

Крок 1: Виділення ДНК у донора

По-перше, вченим потрібні здорові, довговічні клітини донора – тобто організму, який вони хочуть клонувати. У середньостатистичному статевому організмі є різні типи клітин, але соматичні клітини – це “нейтральний” тип клітин, які просто тусуються, виконуючи свою роботу з типовими двома повними наборами хромосом.

Соматичні клітини не можна знайти серед еритроцитів, але білі кров’яні клітини є соматичними і є загальним джерелом продуктів ДНК. Клітини шкіри і традиційний мазок з щоки також працюють, але клітини повинні бути здоровими і неушкодженими. Ось чому, як правило, недоцільно намагатися клонувати древніх заморожених або виловлених тварин: Їхні клітини майже завжди сильно пошкоджені.

Крок 2: Підготовка яйцеклітини

Поки одна частина команди наукового клонування працює над отриманням великої кількості соматичних клітин від донора, інша частина працює над підготовкою життєздатної яйцеклітини. Це не обов’язково повинна бути яйцеклітина того ж виду, але для більших шансів на успіх, чим ближче, тим краще.

Коли вчені знаходять відповідні неушкоджені яйцеклітини, вони обережно витягують ядро клітини. Ядро – це те, що містить єдиний набір хромосом, який сприяє розмноженню. Але для клонування їм не потрібна ця ДНК – їм потрібна неушкоджена, порожня оболонка, яка може вмістити ембріон. Тому ядро і вся його ДНК видаляються, а решта яйцеклітини делікатно зберігається.

Крок 3:

Мета полягає в тому, щоб знову об’єднати їх в одну клітину, що нелегко. Сучасні успішні методи використовують дуже легкий, спрямований потік електрики, щоб ядро і яйцеклітина з’єдналися разом і, як ми сподіваємося, погодилися на своє нове місце проживання.

Крок 4: Переконати яйцеклітину, що вона запліднена і імплантувати її

Тепер у нас є клонована яйцеклітина, готова почати рости! Але, хоча яйцеклітина має два набори хромосом і, теоретично, все необхідне для того, щоб вирости в копію донорського організму, вона фактично не була запліднена – і її не можна запліднити, не зруйнувавши процес клонування.

Тому вчені намагаються переконати яйцеклітину, що вона запліднена і повинна почати рости. Це ще одна сфера, де відбувається багато експериментів з новими методами: Зазвичай яйцеклітину піддають хімічним коктейлям, призначеним для запуску процесу росту, часто під час цього її б’ють струмом (іноді наука дійсно схожа на кіно).

Коли клітина починає ділитися, вчені швидко переходять до наступного етапу, утримуючи яйцеклітину в умовах, подібних до реального репродуктивного процесу. Якщо яйцеклітина починає розвиватися в ембріон, який виглядає здоровим, вони зазвичай імплантують цей ембріон в живий жіночий організм для розвитку. Це краще для яйцеклітини і набагато дешевше, ніж намагатися виростити ембріон ззовні в лабораторії.

Крок 5: Повторювати до досягнення життєздатності

Як ви, напевно, помітили, всі попередні кроки пов’язані з певною часткою невизначеності і делікатною роботою. Навіть невеликі пошкодження клітин можуть бути катастрофічними, і немає ніякої гарантії, що підроблена яйцеклітина буде правильно розвиватися як всередині, так і поза організмом-носієм. Іншими словами, життєздатність є основною проблемою. Існує багато невдалих спроб і ембріонів, які просто не розвиваються правильно (часто все йде не так, коли ембріон є лише невеликою колекцією клітин), тому для створення успішного клону потрібні величезні ресурси, багато часу і сотні спроб. Успішні живі народження – велика рідкість.

Та й то, як правило, процес не є добрим до успішних клонів. Вони, як правило, страждають від скорочення тривалості життя та інших проблем, які можна назвати “ДНК-хлистом”. Однак ці проблеми зменшилися з розвитком технологій.

Де знаходиться клонування сьогодні

Хуан Гертнер/123RF

Перше справжнє клонування за допомогою SCNT відбулося в 1996 році після 276 спроб: Знаменита овечка Доллі. За нею швидко послідували клоновані телята в Японії, а потім до цього списку додалася низка інших тварин, включаючи кішок, собак, кроликів, щурів, коней і навіть макак-резус.

Крім чуток, немає жодних доказів того, що людину коли-небудь клонували – приматів клонувати особливо складно, а людину – найскладніше з усіх через складний спосіб поділу наших клітин. Повідомлення про людські клони були або розвінчані, або припинені через відсутність доказів.

Повне клонування, подібне до цього, також поки що має відносно невелику цінність для наукового співтовариства. Клонування генів набагато вигідніше, коли я

Source: digitaltrends.com