История клонирования

Среди всей шумихи о клонировании теряется тот факт, что в клонировании нет ничего нового: его богатая научная история насчитывает более 100 лет. Приведенные ниже знаковые примеры отправят вас в путешествие во времени, где вы сможете больше узнать об истории клонирования.

Морской еж
Ганс Адольф Эдуард Дриш
Морской еж — относительно простой организм, полезный для изучения развития. Дрейш показал, что, просто встряхивая двухклеточные эмбрионы морского ежа, можно разделить клетки. После отделения каждая клетка превратилась в полноценного морского ежа.
Этот эксперимент показал, что каждая клетка раннего эмбриона имеет свой собственный полный набор генетических инструкций и может вырасти в полноценный организм.

Саламандра
Ганс Спеманн
Первой задачей Спемана было выяснить, как разделить две клетки эмбриона, гораздо более липкие, чем клетки морского ежа. Спеманн смастерил крошечную петлю из пряди детских волос и затянул ее между двумя клетками эмбриона саламандры, пока они не разделились. Каждая клетка превратилась во взрослую саламандру. Спеманн также пытался разделить более продвинутых эмбрионов саламандр, используя этот метод, но он обнаружил, что клетки этих эмбрионов не так успешно развиваются во взрослых саламандр.
Этот эксперимент показал, что эмбрионы более сложного животного также могут быть «сдвоены» для образования множества идентичных организмов, но только до определенной стадии развития.

Саламандра
Ганс Спеманн
Снова используя прядь детских волос, завязанную в петлю, Спеманн временно сжал оплодотворенное яйцо саламандры, чтобы вытолкнуть ядро ​​​​на одну сторону цитоплазмы. Яйцеклетка разделилась на клетки, но только на стороне с ядром. После четырех клеточных делений, в результате которых получилось 16 клеток, Спеманн ослабил петлю, позволив ядру одной из клеток соскользнуть обратно в неделящуюся сторону яйца. Он использовал петлю, чтобы отделить эту «новую» клетку от остальной части эмбриона. Единственная клетка превратилась в новый эмбрион саламандры, как и остальные клетки, которые были отделены.
По сути, это первый случай переноса ядра, этот эксперимент показал, что ядро ​​из ранней эмбриональной клетки направляет полный рост саламандры, эффективно заменяя ядро ​​в оплодотворенной яйцеклетке.

Лягушка
Роберт Бриггс и Томас Кинг
Бриггс и Кинг перенесли ядро ​​раннего эмбриона головастика в энуклеированное яйцо лягушки (яйцо лягушки, из которого было удалено ядро). В результате клетка превратилась в головастика.
Ученые создали множество нормальных клонов головастиков, используя ядра ранних эмбрионов. Но точно так же, как эксперименты Спемана с саламандрой, клонирование было менее успешным с донорскими ядрами от более развитых эмбрионов: несколько выживших клонов головастиков росли ненормально.
Что наиболее важно, этот эксперимент показал, что перенос ядра является жизнеспособным методом клонирования. Это также подтвердило два предыдущих наблюдения. Во-первых, ядро ​​направляет рост клеток и, в конечном счете, развитие организма. Во-вторых, эмбриональные клетки на ранней стадии развития лучше подходят для клонирования, чем клетки на более поздних стадиях.

Лягушка
Джон Гердон
Гердон пересадил ядро ​​кишечной клетки головастика в энуклеированное яйцо лягушки. Таким образом он создал головастиков, генетически идентичных тому, из которого была взята кишечная клетка.
Этот эксперимент показал, что, несмотря на предыдущие неудачи, ядра соматических клеток полностью развитого животного могут быть использованы для клонирования. Важно отметить, что предполагалось, что клетки сохраняют весь свой генетический материал, даже когда они делятся и дифференцируются (хотя некоторые задавались вопросом, была ли донорская ДНК получена из стволовой клетки, которая может дифференцироваться в несколько типов клеток).

Кролик
Дж. Дерек Бромхолл
Яйцеклетки млекопитающих намного меньше, чем у лягушек или саламандр, поэтому ими труднее манипулировать. Используя стеклянную пипетку в качестве крошечной соломинки, Бромхолл перенес ядро ​​из клетки эмбриона кролика в энуклеированную яйцеклетку кролика. Он считал процедуру успешной, когда через пару дней развилась морула, или продвинутый эмбрион.
Этот эксперимент показал, что эмбрионы млекопитающих могут быть созданы путем переноса ядер. Чтобы показать, что эмбрионы могут продолжать развиваться, Бромхоллу пришлось поместить их в матку крольчихи. Он никогда не проводил этот эксперимент.

Овца
Стин Вилладсен
Вилладсен использовал химический процесс, чтобы отделить одну клетку от 8-клеточного эмбриона ягненка. Он использовал небольшой электрический шок, чтобы сплавить его с энуклеированной яйцеклеткой. Как назло, новая клетка начала делиться.
К этому времени уже были разработаны методы экстракорпорального оплодотворения, которые успешно использовались для помощи парам в рождении детей. Поэтому через несколько дней Вилладсен поместил эмбрионы ягненка в матку суррогатной матери-овцы. Результатом стало рождение трех живых ягнят.
Этот эксперимент показал, что можно клонировать млекопитающее путем переноса ядра и что клон может полностью развиваться. Несмотря на то, что донорские ядра были взяты из ранних эмбриональных клеток, эксперимент был признан большим успехом.

Корова
Нил Ферст, Рэндал Пратер и Уиллард Айстоун
Используя методы, очень похожие на те, что использовались Вилладсеном на овцах, Ферст, Пратер и Айстоун получили двух клонированных телят. Их имена были Fusion и Copy.
Этот эксперимент добавил коров в список млекопитающих, которых можно клонировать путем переноса ядра. Тем не менее, клонирование млекопитающих ограничивалось использованием эмбриональных клеток в качестве доноров ядер. Клонирование с использованием ядер дифференцированных взрослых соматических клеток все еще считалось невозможным.

Овца
Ян Уилмут и Кит Кэмпбелл
Во всех предыдущих экспериментах по клонированию использовались донорские ядра из клеток ранних эмбрионов. В этом эксперименте донорские ядра были получены из несколько иного источника: культивированных клеток овцы, которые сохраняли живыми в лаборатории.
Уилмут и Кэмпбелл перенесли ядра из культивируемых клеток в энуклеированные яйцеклетки овцы. Ягнят, рожденных в результате этой процедуры, назвали Меган и Мораг.
Этот эксперимент показал, что культивируемые клетки могут поставлять донорские ядра для клонирования путем переноса ядер. Поскольку ученые уже научились переносить гены в культивируемые клетки, этот эксперимент показал, что можно использовать такие модифицированные клетки для создания трансгенных животных, таких как коровы, которые могут производить инсулин для диабетиков в своем молоке.

Овца
Ян Уилмут и Кит Кэмпбелл
В этом знаковом эксперименте Уилмут и Кэмпбелл создали ягненка, перенеся ядро ​​из клетки вымени взрослой овцы в яйцеклетку без ядра. Никогда прежде млекопитающее не клонировали из взрослой соматической клетки. В чем была проблема?
Ядро каждой клетки содержит полный набор генетической информации. Однако в то время как эмбриональные клетки готовы активировать любой ген, дифференцированные взрослые клетки отключили гены, которые им не нужны для их специфических функций. Когда ядро ​​взрослой клетки используется в качестве донора, его генетическая информация должна быть сброшена до эмбрионального состояния. Часто процесс восстановления неполный, и эмбрионы не развиваются.
Из 277 попыток только одна произвела эмбрион, который был доношен суррогатной матерью. Эта знаменитая овечка по имени Долли привлекла внимание к клонированию. Ее прибытие положило начало разговорам о последствиях клонирования, привлекая внимание общественности к спорам о клонировании человека и исследованиях стволовых клеток.