Овечка долли клонирование

Долли (овца)

Долли

Дата рождения

5 июля 1996

Место рождения

  • Рослинский институт

Дата смерти

14 февраля 2003 (6 лет)

Место смерти

  • Рослинский институт

Названо в честь

Долли Партон

Метод изготовления

клонирование

Долли на Викискладе

Запрос «Долли» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Овечка До́лли (англ. Dolly, 5 июля 1996 — 14 февраля 2003) — первое клонированное млекопитающее животное, которое было получено путём пересадки ядра соматической клетки в цитоплазму яйцеклетки. Овца Долли являлась генетической копией овцы-донора клетки.

Генетическая информация для процесса клонирования была взята из взрослых дифференцированных (соматических) клеток, а не из половых (гамет) или стволовых. Исходное животное (прототип) на момент клонирования уже умерло. А часть его клеток, необходимая для эксперимента, была своевременно заморожена и хранилась в жидком азоте, чтобы сохранить и передать генетический материал.

Эксперимент был поставлен Яном Вилмутом и Китом Кэмпбеллом в Рослинском институте (англ. Roslin Institute), в Шотландии, близ Эдинбурга в 1996 году. Этот эксперимент после некоторых усовершенствований его технологии дал начало целой череде клонирования из соматических клеток различных животных в том числе помимо овец ещё и коров, кошек, оленей, собак, лошадей, быков, кроликов, крыс и обезьян.

Сама Долли стала самой известной овцой в истории науки. Она прожила 6,5 лет и оставила после себя 6 ягнят. Долли была усыплена в 2003 году после болезни.

В 2006 году о жизни Долли и судьбе эксперимента был снят научно-популярный фильм.

Клонирование Долли

Схема клонирования Долли

Попытки создать полноценные клоны теплокровных животных предпринимались ещё до успеха с Долли. Среди таких — получение овец Меган (англ. Megan) и Мораг (англ. Morag), созданных той же группой исследователей. Но, в отличие от Долли, эти овцы были получены из эмбриональных клеток. Статья о них была опубликована в журнале Nature в 1996 году. Тот эксперимент был важным шагом на пути к получению полноценного клона из взрослых животных.

Долли — первое теплокровное животное, которое было получено из ядра взрослой (соматической), а не половой или стволовой клетки. В естественных условиях каждый организм сочетает генетические признаки отца и матери. В случае с Долли генетический «родитель» был только один — овца-прототип.

В ходе эксперимента одна из соматических клеток (замороженная клетка вымени) уже умершей к тому времени овцы послужила источником генетического материала, который был соединён с половой клеткой (ооцитом) другой овцы. Собственный генетический материал из последней был полностью удалён. Сформированная таким образом яйцеклетка, содержащая генетический материал только первой овцы, была выношена овцой-суррогатной матерью. В результате родился ягнёнок, ставший известным как Долли. И была доказана возможность клонирования теплокровных животных, включая и уже умерших, если от них остался необходимый генетический материал.

В ходе эксперимента по получению Долли в 277 яйцеклеток были перенесены ядра, взятые из вымени животного-донора (англ. Finn Dorset). Примерно десятая часть из них развилась до состояния эмбрионов. И из этих 29 эмбрионов выжил только один. Пресса объявила о её рождении лишь через 7 месяцев — 22 февраля 1997 года. Это время было необходимо исследователям для того чтобы получить патент. Технология переноса генетической информации, использованная при клонировании Долли, стала известна как перенос ядра (англ. Nuclear transfer).

Жизнь и смерть Долли

Овца Долли, первое теплокровное животное-клон

Долли родилась 5 июля 1996 года в Шотландии. В начале у неё не было даже имени. Ей был присвоен только лабораторный идентификационный номер 6LL3. Имя Долли (англ. Dolly — Куколка) появилось позже, по предложению одного из ветеринаров, помогавших учёным при её рождении. Овца была получена из клетки вымени, поэтому она получила своё имя от американской певицы Долли Партон, любившей акцентировать внимание на своём крупном бюсте.

Долли жила как самая обычная овца. Умела выпрашивать лакомство у людей и родила шестерых ягнят. Её первый ягнёнок, Бонни, родился в апреле 1998 года. В следующем году родились ягнята Салли и Рози. А затем Долли родила тройню — Люси, Дарси и Коттон.

С осени 2001 года у Долли был обнаружен артрит, ей стало трудно ходить. Но заболевание успешно лечили противовоспалительным препаратом.

14 февраля 2003 на седьмом году её жизни Долли пришлось усыпить. Причиной послужили прогрессирующее заболевание лёгких, вызванное ретровирусом JSRV (англ. JSRV), и тяжёлый артрит. У овец, которых содержат в закрытом помещении, риск этого заболевания высок. А Долли из соображений безопасности мало выводили открыто пастись с другими овцами. Часть учёных объясняет смерть Долли причинами, никак не связанными с клонированием: у других овец были такие же болезни, как у неё. Вместе с тем другая часть специалистов предполагает, что причиной ранней смерти могли послужить теломеры. Ведь обычно овцы живут 10—12 лет. Позднее образовалась третья группа учёных, которая считала, что клонирование стало причиной ускоренного старения.

Долли стала самой известной овцой в истории науки. 9 апреля 2003 года чучело Долли было выставлено в Королевском музее Шотландии (англ. Royal Museum of Scotland).

Развитие и значение эксперимента

В последующем были клонированы из исходного материала (клетки молочной железы) ещё четыре овечки, которые также носят клички Dollies. Проведённое позднее исследование 13 клонированных овец достигших возраста 7-9 лет показало что все они находятся в полном здравии, признаков каких-либо болезней пока не выявлено (если не считать некоторые проявления остеоартрита у некоторых из них). Важным условием удачного клонирования, как выяснилось, является ингибирование деацетилазы гистонов с помощью таких веществ, как трихостатин А, а также некоторые другие исправления технологии пересадки ядер соматических клеток

В дальнейшем британскими и другими учёными были проведены эксперименты по клонированию различных млекопитающих, включая лошадей, быков, кошек, собак. В них также использовалась технология замещения ядер ооцита ядрами соматических клеток, взятых у живых взрослых теплокровных животных (мышь, коза, свинья, корова). Также проводились эксперименты по той же технологии с клонированием замороженных мёртвых животных. Но именно удача с Долли давала учёным обоснованные надежды на успех.

Намного труднее оказалось клонировать обезьян. При использовании в качестве донора ядра клеток от взрослых обезьян, полученные клонированные обезьяны умирали вскоре после рождения. Очевидно ядра клеток обезьян обладают высокой устойчивостью к переносу, особенно если они взяты из взрослых клеток. Лишь спустя 20 лет после клонирования Долли удалось создать жизнеспособных клонированных обезьян (Macaca fascicularis), используя ядра эмбриональных фибробластов и применяя эпигенетические модуляторы генов для повторной активации в ядре подавленных генов.

Важно отметить, что продолжительность жизни клонированных животных, если они достигают половозрелого возраста, как правило, не отличается сколь-нибудь существенно от продолжительности жизни обычных животных данного вида

Клонирование может быть использовано для воспроизводства трансгенных, искусственных видов и пород. Но такие простые методы, как те, что применялись при получении Долли, не могут решить проблему генетического многообразия. Для её решения необходимо разрабатывать более дорогие и гибкие подходы.

Клонирование может быть также использовано для восстановления вымерших животных. Так, в 2003 году было объявлено о клонировании одного из подвидов пиренейского козла, уже вымерших в неволе и в природе, однако клон умер спустя всего несколькл минут после рождения.

Группой учёных из Оксфордского университета под руководством Бет Шапиро (англ. Beth Shapiro) ведутся эксперименты по генетической реконструкции вымершей птицы дронта. Также планируют клонировать странствующего голубя, сумчатого волка, моа. В перспективе клонирование может быть использовано для восстановления даже таких животных, как мамонты и динозавры.

Реакция общества

Успех эксперимента с Долли вызвал моментальную и обширную реакцию общества. Диапазон мнений был очень широк: от уподобления удачи сотворению Евы из ребра Адама до трудов доктора Франкенштейна, способных погубить весь человеческий род.

В СМИ, массовой культуре и искусстве тема клонирования стала обсуждаться и обыгрываться сразу же и очень разнообразно. Клонирование Долли очень широко обсуждалось в США, в прессе и на телеканалах. В фильмах и компьютерных играх клоны не только животных, но даже и людей перестают быть необычным или исключительным персонажем.

Клонирование Долли поставило перед обществом ряд этических и философских вопросов. Последнее связано прежде всего с тем, что по прогнозам некоторых учёных оставалась дистанция лишь в десяток лет до клонирования человека.

Правительства некоторых стран ограничили финансирование и поддержку исследований по клонированию. А парламенты запретили исследования и разработки, прямо нацеленные на клонирование человека.

Авторы эксперимента с Долли выпустили книгу: ‘The second creation: Dolly and the age of biological control’. Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 2001.

Овечка Долли двадцать лет спустя: как проводился самый успешный генетический эксперимент

В век быстро развивающихся технологий вопрос клонирования — воспроизведения генетически идентичных родительскому организму особей — становится по-настоящему острым и дискуссионным. Но говорить о клонировании как о чём-то принципиально новом и противоестественном неверно. В природе размножение через воспроизведение генетически идентичных особей — явление весьма распространённое. Бактерии просто делятся надвое, грибы, водоросли и некоторые другие организмы размножаются спорами, а некоторые насекомые и даже позвоночные могут развиваться без участия мужских половых клеток, только при помощи женских. Во всех перечисленных случаях дочерний организм является клоном родительского. Не обошёл процесс естественного клонирования и человека: однояйцевые близнецы обладают абсолютно одинаковыми наборами генов.

Учёные задумали самостоятельно воспроизвести этот процесс. Разумеется, речь шла не о создании армии клонов, а о выращивании животных и растений с определёнными полезными качествами. Сельское хозяйство, лёгкая промышленность, медицина развивались бы быстрее, если бы клонирование было поставлено на поток. Растения и сами прекрасно воспроизводят свои копии, человеку остаётся только контролировать процесс, а вот вопрос с точным воспроизведением животных долгое время оставался весьма проблемным.

Клетка, дающая жизнь

Ответ на него был найден ближе к середине прошлого века. Учёные решили, что для клонирования нужно взять зиготу (оплодотворённую яйцеклетку) одного животного, удалить из неё генетический материал и вставить ядро соматической (не половой) клетки другого животного. При естественном половом размножении дочерний организм получает одинарный набор генов от половой клетки отца и такой же — от яйцеклетки. Клон в момент своего создания тоже получает двойной набор генов, но только от одного родителя. Правда, полной генетической копией получившийся организм всё-таки не будет: в каждом геноме есть определённое количество случайных мутаций, которые не совпадают даже у клонов.

Но мутации — это не главная проблема, с которой столкнулись учёные в середине XX века. Дело в том, что соматической является любая клетка тела, кроме половой, а любая клетка тела имеет свою дифференциацию. Иными словами, в каждой клетке работают только те гены, которые нужны ей для выполнения «служебных обязанностей», различных у каждого органа. Исследователи боялись, что, пересадив в зиготу такой специализированный генетический материал, они создадут нежизнеспособный клон. Эти сомнения развеял Джон Гёрдон, после того как в 1962 году смог клонировать лягушку описанным способом.

  • Биолог Джон Гёрдон
  • Reuters

Правда, некоторые учёные посчитали опыт не совсем чистым, потому что Гёрдон использовал клетки головастиков. Через восемь лет, в 1970 году, ему удалось повторить тот же эксперимент, но уже с клетками взрослых особей. Клоны выжили. Таким образом, учёные сделали определяющее в области клонирования открытие: специализированные соматические клетки могут дать жизнь новому организму.

Мышь и три овцы

Так был открыт путь клонированию млекопитающих. Однако здесь всё пошло совсем не так гладко: долгие годы исследователи разных стран не могли повторить опыт Гёрдона на более сложных животных. Тогда они решили упростить себе задачу: в зиготу помещали не ядро соматической клетки, а клетку эмбриона. Успеха здесь добились учёные из двух стран: советские генетики создали мышь Машу, а британские — овец Меган и Мораг.

Так почему не получалось создать клон с помощью соматических клеток? После первых неудавшихся опытов учёные решили, что провести такой эксперимент с млекопитающими просто невозможно, это мнение царило в научном мире практически до конца XX века. А потом в Рослинском университете (Великобритания) появилась Долли — первое млекопитающее, полученное в результате слияния яйцеклетки и специализированной соматической клетки. Что же группа Яна Вилмута изменила в опыте, чтобы Долли смогла появиться на свет?

  • Эмбриолог Ян Вилмут
  • Reuters

Исследователи совсем немного поменяли технологию: вместо зиготы они использовали неоплодотворённую яйцеклетку.

Но даже эти перемены не привели группу к абсолютному успеху. Долли появилась из одной из 277 яйцеклеток; 28 её близнецов успели развиться до состояния эмбрионов, а родилась только она. Вряд ли такую технологию можно назвать успешной и ставить на поток, но в конце 1990-х не это занимало умы учёных. Главным было доказать, что млекопитающих можно клонировать с помощью соматической клетки. С этой точки зрения появление Долли стало грандиозным успехом.

Идентификационный номер 6LL3

Овечка родилась 5 июля 1996 года под именем (точнее, номером) 6LL3. Идея дать первому млекопитающему-клону имя Долли пришла в голову фермерам, которые приглядывали за суррогатной матерью овцы (её настоящая мать умерла тремя годами ранее; использованный генетический материал был заморожен и заботливо сохранён до лучших времён).

Им показалось забавным то, что 6LL3 появилась из клетки, взятой из вымени, поэтому они дали родившейся овце имя кантри-певицы Долли Партон, которая своей славой отчасти была обязана крупному бюсту.

  • Reuters

Овца прожила шесть лет и родила шестерых ягнят. Правда, шесть лет — это маловато для овец, которые, как правило, умирают в возрасте 10—12 лет, но по официальной версии смерть Долли с последствиями клонирования никак не связана: два года овца страдала от артрита, а в конце жизни ещё и подхватила тяжёлый лёгочный вирус. 14 февраля 2003 года одно из самых знаменитых животных усыпили.

Мечты о парке Юрского периода

Но известной Долли стала не сразу: мир узнал о её существовании лишь спустя семь месяцев после её рождения, 22 февраля 1997 года. Всё это время учёные получали патент на методику переноса ядра, поэтому не могли объявить о своём невероятном успехе в прессе. А сёстры-близнецы у Долли всё-таки появились. На 2016 год 13 из них уже достигли солидного возраста в семь — девять лет. Технология, которая сначала не отличалась высокой результативностью, была доработана, что позволило проводить эксперименты и на других домашних животных.

Одна из основных целей, которую преследуют сейчас учёные, — это «возрождение» вымерших видов. Первопроходцами в этой области стали испанские исследователи: в 2009 году они клонировали пиренейскую козу, исчезнувшую с лица земли девятью годами ранее. Учёным повезло: в Исследовательском центре сельского хозяйства и технологий Арагона сохранился генетический материал животного, который и использовался при клонировании. Успех овечки Долли, однако, повторить не получилось: клон погиб через 7 минут после рождения из-за врождённого дефекта лёгких.

Также по темеВторая жизнь мамонтов и динозавров: ученые воссоздают древних животных по фрагментам ДНК Клонирование животных, умерших десятки или десятки тысяч лет назад — последний тренд в мире генетики. Для клонирования требуется…

Многие учёные считают, что говорить о клонировании вымерших видов пока очень рано. Во-первых, даже если получится выделить ДНК исчезнувшего животного из останков, неясно, что делать с яйцеклеткой. Группа из Оксфорда пытается решить эту проблему с помощью яйцеклетки родственного вида. Исследователи работают над воскрешением птицы Додо, исчезнувшей ещё в конце XVII века. Они выяснили, что ближайшим родственником этой большой нелетавшей птицы является голубь, а конкретнее Victoria crown pigeon, либо пилоклювый голубь. Состоятельность оксфордовской теории только предстоит выяснить.

Во-вторых, непонятно, как вымершие организмы отреагируют на изменившиеся условия окружающей среды. Скептики считают, что организмы клонов не смогут адаптироваться даже к современному составу атмосферы и погибнут.

Но подобные опасения не должны останавливать учёных. Научное сообщество не может сказать наверняка, как специализированные соматические клетки становятся клетками, дающими жизнь, или почему в клонировании нужно использовать яйцеклетку, а не зиготу. Предугадывать реакцию природы на воспроизведение вымерших видов — занятие неблагодарное. Ни одно сомнение не стоит того, чтобы отказаться от попыток.