Давайте клонируем мамонта

Увидеть живого мамонта, наверное, хотелось бы каждому. Представьте, что бабушки вяжут носки из мамонтовой шерсти, а предприниматели зазывают вас поучаствовать в «сафари» на мамонта. А кому-то захочется просто погладить «возрожденное» животное. Реально ли все это в будущем? На прошлой неделе появилось сообщение о том, что ученые прочли 70-80% генома мамонта, что вызвало разговоры о реальности его клонирования и создания «Плейстоценового парка». На самом ли деле это так?

112Идея клонировать мамонта возникала и раньше. Так как в вечной мерзлоте ткани погибших мамонтов относительно хорошо сохраняются, ученые предполагали найти ядро клетки, которое могло бы оказаться «живым» после размораживания. Такое ядро можно было бы ввести в яйцеклетку слона с удаленным собственным ядром и клонировать мамонта. Осуществить подобный план пока не удалось, по-видимому, из-за плохой сохранности ядер, пролежавших в вечной мерзлоте тысячи лет.

Изменит ли что-то в этой ситуации полная расшифровка генома мамонта? Достаточно ли просто знать генетический код для клонирования вымершего животного? Некоторые размышления по этому поводу были опубликованы в журнале Nature (см. ссылку в конце). Там же рассматриваются этапы, которые необходимо пройти, прежде чем на свет появится «возрожденный» мамонтенок. Этапов, как минимум, восемь.

Правильная расшифровка генома

Прежде всего необходимо быть уверенным в точности расшифровки ДНК мамонта. Из-за того, что ДНК пролежала в мерзлоте тысячи лет, она распалась на мелкие фрагменты, поэтому правильное определение последовательности нуклеотидов затруднено. По некоторым оценкам, необходимо прочесть весь геном не менее 12 раз, чтобы число ошибок не превышало 1 на 10 тысяч пар нуклеотидов. К настоящему времени чтение генома не закончено даже один раз, так что впереди здесь еще много работы.

Кроме того, пока для генов мамонта известен только один вариант (аллель). Обычно у животных каждый ген представлен двумя вариантами: один передается от папы, а другой -от мамы, и если один «испорчен», то второй «выручает» в такой ситуации. Если оба варианта генов будут одинаковыми, то вероятность «полной испорченности» повышается — такой мамонтенок будет, скорее всего, нежизнеспособным. Поэтому необходимо знать геномы хотя бы нескольких мамонтов, чтобы было генетическое разнообразие. Что еще больше увеличивает количество работы.

Правильное распределение ДНК по хромосомам

ДНК в клетках организована и распределена по хромосомам. Количество хромосом у мамонта неизвестно, так как посчитать их в ядре клетки пока не удалось. У слона их 56. К 2009 г. ученые обещают точную расшифровку генома африканского слона. В этом случае геном мамонта можно будет сравнить с геномом слона и выявить различия в генах, точечные мутации, большие перестройки, а также возможное распределение по хромосомам. С этой точки зрения, более полезной была бы информация о геноме индийского слона, который является более близким родственником мамонта.

Такая часть хромосомы, как центромера (участок, с помощью которого хромосомы растаскиваются по дочерним клеткам во время деления), не должна вызвать трудностей. В частности, в этом году была создана полностью работающая искусственная центромера у хромосомы человека.

Синтез ДНК

Пока это все «ДНК» на бумаге (в компьютере). Теперь ее нужно синтезировать. Наибольший размер синтезированного к настоящему времени генома — для микроорганизма Mycoplasma genitalium — 582 970 пар нуклеотидов. Для мамонта нужно синтезировать 4,7 миллиарда пар нуклеотидов. Большой размер генома может вызвать непредвиденные трудности.

В пробирке сейчас можно синтезировать двойную спираль ДНК длиной около 8 тысяч пар нуклеотидов, затем эти фрагменты необходимо соединить. До сих пор это делали с помощью клеток кишечной палочки Escherichia coli и клеток дрожжей, но длина хромосом мамонта слишком велика для этих клеток, поэтому, возможно, придется искать новые пути для сборки больших хромосом.

Сегодня синтез генома — очень дорогой и медленный процесс. Но все может измениться. По словам ученых, точно так же можно было описать технологию секвенирова-ния (расшифровки) геномов десять лет назад, а сейчас мы видим огромный рывок вперед. То же может произойти и с технологией синтеза геномов.

Упаковка ДНК в ядро

Теперь все синтезированные хромосомы нужно поместить в ядро. Сборка ядра — достаточно естественный процесс, так как во время деления клетки ядро в ней исчезает, а затем снова собирается вокруг хромосом в дочерних клетках.

Как было уже замечено, у нас нет жизнеспособных ядер самого мамонта, поэтому нужно найти им замену. В этом качестве ученые предлагают использовать ядро лягушки. В 1980-х годах ученые заметили, что при добавлении в экстракт лягушачьей икры «голой» ДНК она самопроизвольно соединяется с белками и окружается ядерными структурами. Такое искусственное ядро обеспечивает нормальное удвоение ДНК и частично транскрипцию (работу) генов.

Если поместить такое искусственное ядро с ДНК мамонта в яйцеклетку слона, то лягушачьи белки постепенно заменились бы на белки
слона и мамонта, что сделало бы ядро более похожим на ядро млекопитающих. Использовать собственно ядро млекопитающих неудобно, потому что оно намного хуже собирается вокруг «голой» ДНК. Здесь основная сложность состоит в том, что в формирующемся ядре должны оказаться обязательно все хромосомы мамонта и не должно попасть лишних.

Получение яйцеклеток

Теперь искусственное ядро с хромосомами мамонта необходимо поместить в яйцеклетку слона. Для этого яйцеклетку необходимо взять у слонихи, что, оказывается, не такое простое дело из-за устройства ее половых путей. Самым реалистичным методом ученые считают взятие яйцеклеток у только что погибших слоних и хранение их в организме лабораторных мышей, у которых специальным образом подавлена иммунная система. Замораживание яйцеклеток возможно, но при этом они чаще теряют способность к формированию зародыша. 

Пересадка ядра в яйцеклетку

До сих пор для клонирования животных использовали яйцеклетки того же вида. Мамонт и слон — такие же разные виды, как волк и лисица, поэтому из яйцеклетки слона необходимо удалять не только собственное ядро, но и клеточные органеллы митохондрии, имеющие собственную, специфичную для слона ДНК.

В полученную яйцеклетку слона без ядра и митохондрий необходимо ввести искусственное ядро мамонта и его искусственные митохондрии. Геном митохондрий мамонта к настоящему времени уже известен, и синтезировать эти органеллы сравнительно легко. Тем не менее, к настоящему времени даже без этих сложностей перенос ядра в яйцеклетку у млекопитающих остается совсем не простой процедурой.

Перенос эмбриона в слониху

Начавший развиваться эмбрион на стадии четырех клеток необходимо поместить в матку слонихи. Судя по размерам найденных в вечной мерзлоте детенышей мамонтов, они были сравнимы с детенышами слонов, поэтому проблем с несовместимостью размеров матери и плода возникнуть не должно. Беременность слонов длится около двух лет. По-видимому, примерно через это время следует ожидать и рождения мамонтенка.

После рождения

111Один клонированный мамонт -это успех, но это далеко не восстановление вида. Должно появиться потомство, которое будет обладать достаточным генетическим разнообразием. Проблема не менее сложная -найти экосистему, в которой мамонты могли бы жить как вид. Пока этот вопрос серьезно никем не рассматривается, возможно, потому, что клонирование мамонта кажется таким далеким, таким дорогим и практически невозможным. Таким же, как клонирование собак и кошек 20 лет назад, которое сейчас кажется уже обычным делом. А мамонты — действительно ли они могут появиться снова на Земле? Возможно, лет так через пятьдесят? Или двести? Увидим.

Яна Войцеховская, по материалам статьи Nicholls H. Darwin 200: Let’s make a mammoth. Nature, 2008, v. 456, p. 310-314. http://www.nature.com/news/2008/081119/full/456310a.html

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 См. также:

  • У неандертальцев нашли мутацию, приведшею к их вымиранию09.12.2008 У неандертальцев нашли мутацию, приведшею к их вымиранию Британские ученые обнаружили мутацию в ДНК неандертальцев, свидетельствующую о том, что они были хорошо приспособлены к условиям холода. Возможно, именно эта мутация привела их к вымиранию. Неандертальцы (Homo neanderthalensis) - вид людей, населявший Европу, западную и центральную Азию в период от 230 до 24 тысяч лет назад. Причина их вымирания до сих пор остается предметом разногласий.
  • Экспедиция Мессершмидта по Сибири09.12.2008 Экспедиция Мессершмидта по Сибири Публикуем статью нашего постоянного автора, археолога, историка Льва Самуиловича Клейна, посвященную незаслуженно забытому пионеру археологических экспедиций в России.
  • В. Васнецов. Охота на мамонта23.04.2019 Семь тысяч лет стабильности Жизнь древних обитателей современного Подмосковья в верхнем палеолите менялась очень медленно. За семь тысяч лет древние охотники на мамонтов, обитавшие на стоянках в районе Зарайского кремля, не сильно изменили свои технологии и быт, однако замечательно преуспели в искусстве изображения крупных животных, обитавших в тундростепи. Как были устроены жилища первобытных людей и чем замечательны их скульптуры, Ольге Орловой в передаче «Гамбургский счет» рассказал начальник Зарайской археологической экспедиции Института археологии РАН Сергей […]
  • 26.03.2019 Ящер человеку не товарищ В 2019 году исполняется 35 лет со дня первого опубликования романа Гарри Гаррисона «Запад Эдема» — первой части знаменитой трилогии. Все, кто знаком с творчеством этого американского фантаста, отмечают особое положение «Эдема» среди его произведений. Конечно, сюжет здесь не так авантюрен и динамичен, как в большинстве его произведений крупной формы, но он потрясающе продуман до мелочей. Все три книги этого «райского» цикла повествуют об альтернативной истории развития жизни на Земле. Гаррисон предлагает пофантазировать на тему «А что, если бы не случилось массового вымирания рептилий в конце мезозойской […]
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментария(-ев)
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: