Кошки, гены и эволюция - Павел Михайлович Бородин

жидком азоте до получения запроса на клонирование. Некоторые даже берутся за клонирование умерших питомцев. На этот случай у них есть особый протокол, который предусматривает немедленное охлаждение усопшего животного, завернутого во влажную ткань, до +2–8 градусов Цельсия, срочный запрос на пробирку со средой и дальше по процедуре, описанной выше. Как это ни странно, но даже в мертвом теле отдельные клетки могут оставаться живыми несколько суток. И если их поместить в питательную среду, они просто продолжат жить.

По этой схеме в 2019 году клонировали британского короткошерстного кота Чеснока273. Клетки его кожи культивировали, и в результате переноса их ядер в яйцеклетки нескольких кошек получили 40 эмбрионов. Их трансплантировали четырем суррогатным матерям. Три из них забеременели. У двух случились выкидыши. Третья суррогатная мать через 66 дней после трансплантации родила Чеснока 2.0. Вот такая эффективность клонирования котов достигнута на сегодня. Что касается наружности Чеснока 2.0, то он чуть-чуть отличается от оригинала цветом глаз и отсутствием черного пятна на подбородке. Те из наших читателей, которые еще не забыли историю о том, как формируется окраска кошек и какую роль в этом играет миграция меланобластов, легко найдут объяснения этим несоответствиям.

Клонированием котов люди занимаются, когда им по тем или иным причинам нужно получить точную генетическую копию этих котов. Причины бывают разные. Научные, как в случае с Копиркой, сентиментальные, как в случаях Маленького Ники и Чеснока 2.0, и еще, мы подозреваем, несколько случаев, оставшихся неизвестными. Нам не удалось найти статистику по числу клонированных котов и порядку цен за это удовольствие. Клонировщики собак более откровенны. Одна из фирм, которые этим занимаются, утверждает, что она одна с 2005 по 2015 год клонировала 700 собак по цене 100 тысяч долларов за каждую274.

Слухи о возможности клонирования мертвых животных питают надежды на клонирование давно вымерших животных: мамонтов, саблезубых тигров и прочих животных из “Парка юрского периода” и “Ледникового периода”. Мы полагаем, что эти надежды имеют мало оснований. ДНК – очень хрупкая молекула. Отдельные ее фрагменты, как правило, очень короткие, могут сохраняться десятки и сотни тысяч лет в подходящих условиях (сухо, холодно и стерильно). Но для клонирования нужны не фрагменты, а полностью сохранная ДНК, и не просто чистая ДНК, а ДНК в составе хромосом. Так что на успех возрождения саблезубого тигра путем клонирования пока рассчитывать не приходится. Есть идеи о том, как его воссоздать путем редактирования генома современного тигра, но об этом чуть позже.

На-многое-способные (плюрипотентные) клетки котов

Кроме научного и сентиментального клонирования существует еще терапевтическое клонирование. В этом случае клонируют не весь организм, а его клетки определенного типа. Например, кроветворные клетки. Понятно, зачем это нужно. В случае раковых заболеваний крови радикальное исцеление возможно, если целиком элиминировать собственные кроветворные клетки (облучением или химиотерапией) и заместить их здоровыми донорскими клетками. Но подбор донора со сходным геномом – это огромная и очень дорогая проблема. Идеальным было бы замещение раковых клеток больного его же клетками, но здоровыми.

Вот только где их взять: свои, но здоровые? Как вы помните, процесс развития человека и кошки начинается с оплодотворенной яйцеклетки, которая, простите за тавтологию, способна развиться в человека или в кошку соответственно. Зигота делится, и ее дочерние, внучатые и правнучатые клетки, если их микрохирургически разделить, еще сохраняют тотипотентность – способность развиваться в целый нормальный организм. Дальше, по мере развития, клетки начинают специализироваться и утрачивают тотипотентность. Однако они еще некоторое время сохраняют плюрипотентность – способность давать начало многим типам клеток. Если плюрипотентные клетки извлечь из одного эмбриона и внести в другой, то образуется химера – мозаичное животное, состоящее из смеси клеток двух организмов. Плюрипотентные клетки можно долгое время поддерживать в культуре, тормозя их дифференцировку определенными белками. Если эти белки убрать, то плюрипотентные клетки начинают дифференцироваться во что попало, образуя так называемые эмбриоидные тельца, в которых мышечные клетки сердца могут соседствовать с клетками мозга и клетками кишечника. Добавляя специфические белки, можно запускать дифференцировку плюрипотентных клеток в нужном направлении и получать из одной и той же колонии клоны нейронов, мышечных клеток, клеток кожи и т. п. Эти клоны потом можно трансплантировать во взрослый организм и замещать поврежденные группы клеток. В особых условиях из них можно вырастить даже мини-органы: мини-мозг, мини-почку, мини-кишечник.

Это все, конечно, замечательно и духоподъемно, но много ли в этих упражнениях пользы, если для применения нужно, чтобы клетки были идентичны клеткам пациента, чужие не подойдут? А из пациента их не получить, потому что эмбрионом он был много лет назад, и вообще из одного эмбриона можно получить либо пациента, либо культуру клеток.

В 2006 году эту проблему решили японский ученый Синъя Яманака и его аспирант Казутоси Такахаси. Они показали, что дифференцированные соматические клетки можно превратить в плюрипотентные, активировав в них несколько транскрипционных факторов275. За это свое гениальное решение Яманака получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине. И абсолютно справедливо, потому что оно открыло новую эру в биологии, фармакологии и регенеративной медицине. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) могут быть получены от пациентов с болезнетворными мутациями и использованы для моделирования этих заболеваний, для тестирования лекарств. Сейчас, когда открылась возможность направленного редактирования этих мутаций (об этом чуть ниже), здоровые клоны их производных, дифференцированных в нужную ткань, можно использовать в заместительной терапии.

У кошек тоже удалось получить ИПСК276. Мы не уверены, что их будут использовать для заместительной терапии, уж больно это дорогое удовольствие. Но кошачьи ИПСК точно пригодятся для изучения механизмов кошачьих наследственных болезней, которых, как вы уже знаете, огорчительно много. ИПСК будут, безусловно, полезными для тестирования реакции кошачьих клеток на вирусные и бактериальные инфекции, для тестирования лекарств против этих болезней.

ИПСК получили не только для кошек, но и для их величественных родственников, находящихся на грани вымирания: бенгальского тигра, африканского сервала, американского ягуара277 и снежного леопарда278. Эти клетки предполагается сохранять для последующего репродуктивного клонирования. Они же могут пригодиться для воссоздания саблезубых тигров, о котором мы говорили выше.

Трансгенные коты

Клонирование давно уже перестало быть самоцелью. Оно стало этапом в создании трансгенных и генетически модифицированных животных. В том число ГМ-котов.

Первых трансгенных котят сделали в Южной Корее в 2004 году. Статью об этих котах опубликовал в 2007 году журнал Biology of Reproduction (“Биология размножения”)279. Авторы этой работы выделили клетки соединительной ткани – фибробласты – из кусочка уха белой ангорской кошки по имени Бродяжка. Фибробласты Бродяжки культивировали в питательной среде, куда добавили ретровирус, в который предварительно вставили ген красного флуоресцентного белка. После того, как ретровирус проник в ядра фибробластов и встроился в хозяйскую ДНК, ученые под флуоресцентным микроскопом отобрали