Кошки, гены и эволюция - Павел Михайлович Бородин

Наши мозги (пока не крионированные) от таких перспектив просветлели и наконец поняли, зачем космическому консорциуму нужно наложить друг на друга ДНК кошки и ДНК человека. На кого равняются наши космические консорциумы с корпорациями? Кого они норовят догнать и перегнать? Правильно, Илона Маска!

Ну конечно же, они решили создать кошкодевочку раньше, чем злодейский Илон Маск сделает свою! Пока он там обсуждает со своим фанклубом, стоит ли делать кошкодевочку-робота[113], наш консорциум, как мы подозреваем, планирует создать генномодифицированного супергероя.

Давайте пока оставим на совести консорциума этические проблемы этого проекта (если мы правильно поняли ход мыслей его главы). Обсудим, что могут сделать с кошками современные геномные и клеточные технологии.

Клонированные коты

Современный мир полон клонированных животных. Все началось с овечки Долли в 1996 году. За ней последовали клонированные мыши, коровы и прочие копытные. На сегодняшний день клонировано более 20 видов животных, включая муху дрозофилу, верблюда и два вида мартышек.

Суть клонирования заключается в том, что из оплодотворенной яйцеклетки удаляют ее собственное ядро и вносят ядро специализированной соматической клетки. В случае Долли это была клетка молочной железы. Эта процедура приводит к совершенно поразительным результатам. Попав в цитоплазму яйцеклетки, соматическое ядро как будто окунается в фонтан молодости. Оно забывает о своем прошлом, о множестве делений и специализаций, которые оно прошло в прошлой жизни, стирает все метки, напоминающие об этих событиях, и оказывается готовым дать чистый старт новой жизни.

Рис. 15–1. Происхождение Копирки.

Первая клонированная кошка по имени CC (Carbon Copy), или Копирка, появилась на свет в 2001 году271. Материалом для копирования послужили ядра питающих клеток яичника черепаховой кошки с белым пятном по имени Радуга (рис. 15–1).

Наши читатели уже достигли 80-го левела в своих генетических скиллах, и для них не составит труда определить генотип Радуги. Если она черепаховая, то, стало быть, одна ее Х-хромосома содержала аллель рыжей окраски, а другая – нормальный аллель. Наши читатели также помнят, что в ходе развития кошек (и самок всех остальных плацентарных млекопитающих) одна из Х-хромосом инактивируется, и в результате в каждой клетке тела работает только одна из них. В части пигментных клеток Радуги инактивировалась нормальная Х-хромосома, а в остальных – мутантная, несущая аллель рыжей окраски. В тех районах шкурки, где большинство пигментных клеток несли активную мутантную хромосому, выросла рыжая шерсть, а в остальных – нормальная. Кроме тех районов, где шерсть была вовсе не окрашена. На груди у Радуги было большое белое пятно. Из этого мы заключаем, что была она гетерозиготой по аутосомному гену Ws, который тормозит миграцию пигментных клеток. До груди Радуги пигментные клетки не дошли. Никакие не дошли, ни нормальные, ни рыжие. Оттого ее грудь осталась белой.

Из яичника Радуги выделили питающие клетки. Из яйцеклетки микропипеткой удалили ядро и заместили его ядром, выделенным из питающей клетки. Реконструированную яйцеклетку стимулировали к развитию электрошоком и трансплантировали в матку серой, полосатой, без рыжих и белых пятен суррогатной матери. В должный срок родилась Копирка.

По генотипу она была точной копией Радуги – донора соматического ядра, но по фенотипу отличалась от оригинала: у нее не было рыжих пятен. Авторы статьи о создании Копирки довольно уклончиво объясняли это отличие копии от оригинала: “Характер пигментации у многоцветных животных определяется не только генетическими факторами, но факторами развития, не контролируемыми генотипом”. Это можно понимать как угодно.

Мы это поняли так. В питающей клетке, из которой было взято ядро для создания Копирки, была инактивирована Х-хромосома, несущая аллель рыжей окраски, а нормальная Х-хромосома была активна. Мы с вами уже говорили о том, что состояние Х-хромосомы стойко передается в ряду соматических клеток. В случае с Копиркой интересно то, что перенос ядра соматической клетки в яйцеклетку не привел к реактивации Х-хромосомы. Следовательно, процедура клонирования не привела к полному репрограммированию[114] ядра.

Павел Бородин все это понял, как только прочитал статью про Копирку. Но журналы тогда были бумажные и приходили в Россию небыстро. Этот журнал пришел через год. Поэтому, когда Бородин послал комментарий про свое понимание в журнал Nature, где была опубликована статья про Копирку, то журнал его поблагодарил, но печатать комментарий не стал, потому что с момента публикации прошел уже год. Из деликатности редактор не спросил, не хочет ли Бородин прокомментировать “Происхождение видов”.

Журнал, конечно, поступил неправильно. Потому что ответ на вопрос о том, почему Копирка не имела рыжих пятен, касается не только Копирки и не только кошек. Эта история показывает, что при переносе ядра соматической клетки в яйцеклетку не происходит полного репрограммирования генома. Некоторые метки сохраняются. Дальнейшие исследования на мышах и коровах надежно подтвердили этот вывод. Может быть, именно с неполным репрограммированием и связаны проблемы со здоровьем и размножением у некоторых клонированных животных. Правда, Копирка обладала завидным здоровьем. Она прожила долгую (18 лет) и счастливую жизнь. В 2006 году она произвела естественным путем трех живых котят и одного мертвого котенка.

История со второй клонированной кошкой (на самом деле это был кот по имени Маленький Ники) вообще загадочная. Про нее мы знаем не из научных статей, а из статьи в газете Guardian272. Согласно этой статье, у женщины по имени Джулия (40 лет) умер любимый мейн-кун по имени Ники (17 лет). Она отправила образцы его кожи генным инженерам компании, которая до этого клонировала Копирку. Те растворили внешнюю оболочку ядра клетки покойного Ники и удалили некоторые регуляторные белки, связанные с его хромосомами. После этого клетку с растворенной ядерной оболочкой соединили с донорской яйцеклеткой, из которой предварительно удалили собственное ядро. Дальше все было по той же схеме, что и с Копиркой, и в срок родился Маленький Ники. Он, по словам Джулии, был точной копией большого Ники. “Когда Маленький Ники зевнул, я даже увидела два пятна у него во рту – прямо как у Ники”, – сообщила она корреспонденту Associated Press. “Маленький Ники любит воду, как и Ники, и он уже прыгнул в ванну, как это делал Ники”.

Нам эта история кажется очень мутной – деталей нет, эксперты сомневаются в том, что можно сохранить живое ядро в кусочке кожи без специальных процедур, и еще сильнее сомневаются в реальности клонирования из мертвых тканей.

Немедленно после смерти структура ядер необратимо нарушается и ДНК начинает деградировать. Поэтому современные клонировщики домашних животных рекомендуют заранее озаботиться сохранением материала для клонирования. Обычно они посылают клиентам пробирку с физраствором и инструкцию о том, как провести биопсию. Клиент возвращает образец в фирму. Там клетки культивируют, замораживают и хранят в