Овечка Долли и ее три "мамы": удивительная история легендарного клона

Позже кто-то из команды ученых предложил назвать получившуюся особь в честь американской кантри-певицы Долли Партон, известной своим выдающимся бюстом – дело в том, что клетка для клонирования животного была взята из овечьего вымени. С этого момента новорожденная прославилась на весь мир как овечка Долли.

Пресса объявила о ее рождении лишь через 7 месяцев – в последних числах февраля 1997 года. Таким образом, в этом году исполняется 27 лет со дня публикации этих сенсационных заголовков в СМИ.

Краткая история клонирования

Клон – это организм, ДНК которого идентична ДНК другого организма, а клонирование — получение генетически идентичных живых организмов бесполым путем. Этот биотехнологический способ принципиально отличается от искусственного оплодотворения.

Фото: © Squidonius (talk)

При искусственном оплодотворении in vitro, то есть в пробирке, соединяются две половые клетки: мужская и женская. При клонировании в яйцеклетку с удаленным ядром пересаживается ядро другой клетки. Пол так называемого ядерного донора при этом не имеет значения.

История клонирования началась почти 200 лет назад. Отправной точкой можно считать появление клеточной теории, которая была выдвинута Теодором Шванном еще в 1839 году. Ее суть выражается всего в нескольких словах: каждая клетка происходит от клетки.

На исходе XIX века, в 1892 году, Ганс Дрейш смог вырастить отдельных особей морского ежа из разделенных эмбриональных клеток. Накануне Первой мировой войны Ханс Шпеман пересадил ядро из одной клетки в другую. 

В 1962 году будущий нобелевский лауреат по медицине Джон Гердон взял генетическую информацию из клетки кишечника лягушки и поместил ее в лягушачью икринку, из которой потом развилась нормальная особь.

Название идентичных особей – "клоны" – было предложено Джоном Холдейном только год спустя.

Фото: © Global Look Press

Вклад в науку о клонировании российских и советских ученых

В ряд ученых, делавших первые шаги на пути к клонированию, по праву могут встать и наши соотечественники. Опыты в этом направлении проводились еще в Российской империи и СССР. Сначала зоолог Александр Тихомиров, а затем биолог Борис Астауров экспериментировали с тутовыми шелкопрядами.

Тихомиров открыл явление искусственного партеногенеза (однополого размножения у животных, обычно размножающихся с помощью оплодотворения), Астауров же смог получить генетические копии шелкопряда с помощью радиационного и термического воздействия на яйца. Однако полученные в ходе экспериментов эмбрионы не отличались высокой жизнеспособностью.

В 1940-е годы советский эмбриолог Георгий Лопашов выделил ядро соматической (неполовой) клетки и имплантировал его в обезъядренную (энуклеированную) яйцеклетку. В 1948 году он написал статью, посвященную пересадке ядер у амфибий, которая суммировала результаты его работы.

Однако в августе того же года состоялось заседание Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук, утвердившее "лысенковщину", или запрет на проведение генетических исследований в СССР, после чего Лопашову, как и многим его коллегам, пришлось приостановить работу. Статья ученого так и не была опубликована.

Фото: © Global Look Press/imagebroker/Stefan Klein

Ученые смогли вернуться к работам по клонированию только в 1970-х. В 1987 году группа советских специалистов из Института биологической физики в Пущино и Научно-исследовательского института физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных клонировала мышь-альбиноса, пересадив ядро эмбриональной клетки в неоплодотворенную клетку. Клона назвали Машей. Соответствующая научная статья была опубликована в журнале "Биофизика" в том же году.

Как родилась овечка Долли

Овечка Долли появилась на свет 5 июля 1996 года в Рослинском институте Эдинбургского университета.

Ее рождению предшествовала почти двухлетняя череда неудачных опытов по клонированию: подсаженные эмбрионы погибали, у овец случались выкидыши, новорожденные ягнята оказывались неспособными к жизни. Всего было проведено несколько сотен исследований, которые почти не давали результатов.

Впрочем, в научном мире считается, что называть Долли первой клонированной овечкой не совсем корректно. Почти на десять лет ученых из Шотландии опередил датчанин Стин Вилладсен. В 1984 году он впервые клонировал овцу, пересадив ядро из эмбриональных клеток.

Однако ученым Иэну Уилмуту и Киту Кэмпбеллу из Рослинского института всемирная слава досталась совсем не случайно. Им, настоящим фанатикам от науки, вместе со своей командой действительно удалось почти невозможное: если раньше исследователи пытались выращивать особей с идентичным генетическим материалом из эмбриональных клеток, то Уилмут и Кэмпбелл смогли проделать то же самое с клетками взрослой особи.

Фото: © commons.wikimedia.org/dun_deagh

В чем уникальность овечки Долли

Овечка Долли уникальна еще и тем, что у нее сразу три "мамы" и ни одного "папы". От одной самки была получена неоплодотворенная яйцеклетка, из которой впоследствии изъяли ядро, где находится генетическая информация.

У другой взяли клетку молочной железы (которая является соматической, а не половой) и также извлекли ядро. Соединив его с яйцеклеткой, эмбриологи подсадили получившуюся клетку суррогатной матери.

Долли получилась точной генетической копией второй мамы.

Всемирная известность овечки Долли

В восемь месяцев Долли пережила еще одно рождение — ее представили общественности. Вначале в небольшой статье, опубликованной 27 февраля 1997 года в журнале Nature. Публикация буквально взорвала научный мир.

Как вспоминал Робин Маккай, журналист британского издания The Observer, одним из первых рассказавший о клонировании уже массовому читателю, он сразу почувствовал будущую сенсацию.

Фото: © commons.wikimedia.org/Mike Pennington

Однако, признавался Маккай, он опасался, что недопонял научную статью и на деле все может оказаться не столь грандиозным. Тревоги были напрасными, новость тут же подхватили коллеги и разнесли по всему миру.

На следующий день на всех первых полосах газет были кричащие заголовки: "Здравствуй, Долли!", "Это чудо или чудовище?", "Секс устарел?", "О дивный новый мир" (с намеком на сюжет одноименного антиутопического романа Олдоса Хаксли, по сюжету которого люди не рождаются, а появляются из пробирки), "Научимся ли мы клонировать человека?".

В скромный загон в гости к овечке началось настоящее паломничество, поток журналистов из разных стран не прекращался ни на минуту.

Ученые из Рослинского института рассказывали, что Долли была вполне фотогеничной, чувствовала свою популярность и позировала с ничем не скрываемым удовольствием на мордочке. Она даже научилась выпрашивать угощение и пользовалась этим умением напропалую.

Короткая жизнь овечки Долли

Самая известная в истории науки овца прожила всего семь неполных лет — почти вдвое меньше положенного срока. За свою непродолжительную жизнь клонированная овечка принесла шестерых ягнят, зачатых естественным путем от валлийского горного барана по кличке Дэвид.

Фото: © commons.wikimedia.org/Manfred Werner - Tsui

Осенью 2001 года, когда Долли было 5 лет, у нее обнаружили артрит, который пытались лечить противовоспалительными препаратами. Но ходить овечке становилось все труднее, а к артриту добавилось прогрессирующее вирусное заболевание легких, и в феврале 2003-го Долли усыпили.

Почему умерла овечка Долли

Если верить данным статистики, то у овец, которых содержат в закрытом помещении, действительно высок риск заболевания легких. А Долли всю жизнь по соображениям безопасности провела в загоне в стенах института, вела малоподвижный образ жизни научного экспоната и была лишена возможности прогуливаться по просторным зеленым пастбищам Шотландии.

С этой версией согласилась большая часть ученых — у других овец, живших в подобных условиях, развивались те же болезни.

Однако еще одна группа ученых выдвинула предположение, что причиной ранней смерти Долли явились теломеры — концевые участки хромосом. В каждом цикле деления теломеры клетки укорачиваются. Этот феномен назван "недорепликацией" и является важной причиной биологического старения.

Ученые сделали неутешительное предположение, что природу обмануть не удалось, и генетический возраст Долли при рождении уже был равен возрасту донора (клетка для клонирования была взята из молочной железы шестилетней овцы).

Сегодня отдать дань уважения знаменитой овце можно, зайдя в Национальный музей Шотландии в Эдинбурге и посмотрев на ее чучело. Кстати, Долли — всего лишь одна из многих диковин, которые можно увидеть в этом музее.