От овечки Долли до шерстистого мамонта: как до Луны пешком?

Идея возродить шерстистого мамонта, которого считают первым животным, павшим от руки человека, очень красива и амбициозна. Человек истребил мамонта, теперь человек его вернет на Землю. Поскольку ученые уже освоили клонирование нескольких видов животных и, с другой стороны, имеют в распоряжении ДНК мамонта, отчего бы не клонировать мамонта?

Я тебя убил, я тебя и возрожу

В этом направлении работают якутские ученые, заключившие соглашение с южнокорейским генетиком Хван У Суком. Их не смущает скандальная репутация Хван У Сука, который был уличен в фальсификации научных данных по якобы клонированию человеческих клеток. Его статьи отозваны из Science и Nature, а сам он даже получил реальный срок. Впрочем, после этого Хван У Сук успешно занимается клонированием собак в исследовательском центре Sooam и недавно получил патент США на работу со стволовыми клетками.
Ученые из Северо-Восточного федерального университета в Якутске в 2012 году заключили соглашение с южнокорейским центром Sooam по изучению мамонта.

Вероятность найти живую клетку не больше, чем вероятность того, что человек взлетит

Для начала напомним, что такое клонирование. Применительно к животным
это получение генетически идентичной особи из клетки взрослого животного. Для этого из клетки берут ядро с генетическим материалом и пересаживают его в обезъядерную яйцеклетку, которую затем подсаживают суррогатной матери. Рождается генетический клон. После всемирно известной овечки Долли, которая, кстати, безвременно погибла из-за ускоренного старения, ученые уже клонировали довольно много разных млекопитающих: мышь, козу, свинью, корову, кошку, собаку.

Идея путем клонирования возродить вымерших животных овладела умами
биологов уже довольно давно, но пока к успеху эти попытки не привели.

Теперь про то, что мы знаем про шерстистого мамонта. Его митохондриальный геном был прочитан российским ученым Евгением Рогаевым, а генетики из Пенсильванского университета в 2008 году прочитали ядерный геном мамонта, правда, полному секвенированию подверглось 70% ДНК.

Идея клонирования мамонта заключается в том, что ДНК из клеток мамонта

наибольшей сохранности будет перенесена в яйцеклетки индийской слонихи

Показано, что индийский слон, несмотря на меньшие размеры, больший родственник мамонта, чем африканский.
Именно индийской слонихе выпадет честь родить мамонтенка. Называют также конкретного кандидата на клонирование — Малоляховского мамонта, останки которого были найдены в прошлом году на Новосибирских островах.

Но это в теории. А как на практике?

Если полтора метра молекулы ДНКраспадется хотя бы пополам,
она уже не будет работать.

«Хотя говорят, что в останках мамонта сохранились мягкие ткани и даже кровь, совершенно непонятно, есть ли там живые клетки, — сказал доктор биологических наук Сергей Киселев, руководитель отдела эпигенетики Института общей генетики РАН. — А если клетка погибла, то в ней сразу начинаются процессы распада, ДНК разваливается.
Вероятность того, что в останках сохранилась целая молекула ДНК, чрезвычайно мала. Так же мала, как то, что в результате броуновского движения все молекулы начнут двигаться вверх и человек взлетит.

Вы покупаете рыбу в магазине? Мороженую рыбу замораживают, размораживают, она становится склизкой, потому что разрушается клеточное содержимое. Кристаллы льда раздирают клетки, и если при заморозке не предпринять специальных мер против образования кристаллов льда, то они полтора метра ДНК просто порвут. Сохранить ДНК в мертвой клетке можно, но только специальными лабораторными методами».

О том, что в останках мамонта не может быть живых клеток, неоднократно говорил и Евгений Мащенко, специалист по мамонтам Палеонтологического института РАН.
«Второй вопрос, — продолжает Сергей Киселев, — насколько сильно разрушена ДНК и можно ли ее будет собрать? Крейгу Вентеру удалось собрать самый маленький геном бактерии, а это в миллион раз меньше, чем нам надо. На сегодня это задача нереализуемая».

Это же сколько слонов надо отловить?

Но если ДНК мамонта не годится, чисто теоретически существует и другой путь

— взять геном слона и сделать из него геном мамонта

«Теоретически это могло бы получиться, если бы мы все это умели, — говорит доктор биологических наук Светлана Боринская, ведущий научный сотрудник лаборатории анализа генома Института общей генетики. — То есть взять геном слона и ввести с него все мутации, которые есть в геноме мамонта. Но технически это невероятно сложно. Можно «промутировать» несколько участков генома, и это уже делалось на мышах. Но изменить весь геном — этого никто не делал, хотя гораздо проще было бы превратить мышку в крысу.

Если мы попытаемся сделать это с геномом мамонта, то получим

колоссальное количество ошибок. И это будет уже не геном мамонта

Кроме того, нам надо будет сделать диплоидный геном, содержащий два набора генов. Как это сделать?
К тому же слон — это очень неудобный лабораторный объект. И совершенно не отлажена технология искусственного оплодотворения у слона. А беременность у слонихи продолжается два года.

Овечку Долли делали из живых клеток, и примерно 300–400 эмбрионов было загублено. Но пересадка ядер на каждом виде требует специальной отладки. Отладка пересадки ядер у слона — это трудно себе даже представить. Это же сколько слонов надо отловить?»
«Нет оснований считать этот проект технически выполнимым, — считает Боринская. — Для отработки методик потребуются не годы, а десятилетия. Впрочем, еще Насреддин говорил о таких проектах, что либо ишак сдохнет, либо финансирующее агентство».

Эта высокая цель позволит создать много нужного и полезного

Однако представим, исключительно гипотетически, что все манипуляции с ДНК благополучно пройдены и ДНК мамонта загрузили в слоновью яйцеклетку. Но и это еще не гарантия успеха.
«Возникает вопрос: а насколько можно использовать для мамонта яйцеклетку другого вида? — продолжает Сергей Киселев. — В общем-то, это пока не получается. Самое большее, что на сегодня удалось сделать, — это перенести генетический материал от одного к другому виду у каких-то двух видов кошачьих. И это же штучный материал. Допустим, что нам удалось подсадить 10 клеток, а у слонихи беременность длится два года. С чего бы должно все получиться?
Но допустим даже, что получилось. Родился мамонтенок, который должен есть какую-то траву для развития своей микробиоты. Для него наша микросреда окажется патогенной, а для нас его микробиота может быть патогенной. И это будет опасно и для него, и для нас.
Ну а кроме того, нужно иметь в виду, что южнокорейский ученый Хван У Сук, который работает с якутскими учеными, уже попадался на фальсификациях, и неизвестно, не является ли этот проект очередной его аферой.
Но это все не значит, что не надо разрабатывать технологии клонирования, хотя бы даже на мамонтах. Обязательно надо искать пути создания целых геномов.

Это как Великая Китайская стена, это как БАМ, как полет в космос.
Вроде бы никому не нужно, но движет на подвиги.

Это идея, которая будет стимулировать разработки.

Поэтому надо ставить перед собой такие цели, как клонирование мамонта, хотя надо понимать, что, скорее всего, мы его не клонируем. Но эта высокая цель позволит нам создать на пути достижения ее много всего нужного и полезного, что мы будем использовать в других вещах».

На данном этапе шансы довольно небольшие

О том, как продвигается работа над возрождением мамонта, «Газете.Ru» рассказал Семен Григорьев, директор Музея мамонта в Якутске.
— Вы беседовали с нами два года назад, после того как было подписано соглашение с южнокорейскими учеными о работе над мамонтом. Что сделано за это время в рамках этого соглашения?
— Почти все пункты его выполняются. Проводятся экспедиции. В прошлом году мы раскопали мамонта, который нам кажется перспективным для наших целей, — Малоляховского мамонта, с мягкими тканями, с кровью. Корейцы закупили нам оборудование, и мы открываем лабораторию — Международный центр молекулярной палеонтологии — где-то в конце октября – начале ноября. Она будет работать как центр коллективного пользования, открытый не только для наших южнокорейских коллег, но и для ученых из других стран.
— Нашли ли в останках Малоляховского мамонта живые клетки?
— Нет, исследования только начались в середине июля, сейчас поиск клеток активно ведется, но пока их не нашли.
— Вы считаете, что клонирование мамонта реально?

— Я считаю, что на данном этапе шансы на это довольно небольшие.
Потому что найти живую клетку даже в таком уникальном материале
будет очень и очень сложно. Хотя и возможно.

Но если не получится, мы намерены искать других мамонтов. А если опять не получится, то идти другим путем, но это очень долгий путь, и в ближайшее десятилетие результат явно не светит.
— Расскажите вкратце про второй путь.
— Второй путь — это создание искусственной молекулы ДНК на основе измененной ДНК индийского слона.

Это теоретически. Сейчас наука еще не может этого сделать.

Для этого надо расшифровать геном мамонта, и, зная всю последовательность нуклеотидов, заменяя их в ДНК индийского слона, можно теоретически получить ДНК мамонта. Но и дальше очень много сложностей.
— Насколько я знаю, сейчас геном мамонта расшифрован на 70%.
— Да, это было сделано в Университете Пенсильвании еще в 2008 году, и сборка была достаточно грязной. С тех пор больших подвижек не было. Очень много зависит от качества материала. К нам обращалось много зарубежных ученых после находки Малоляховского мамонта. Одно дело — выделять ДНК из кости, другое дело — из хорошо сохранненного мышечного материала. Но мы им всем отказали в предоставлении материала, чтобы работать со своими российскими учеными из Красноярска.
— Получается, что ваша первая задача — полностью прочитать ядерный геном мамонта?
— Нет, мы сейчас про второй путь не думаем, мы пытаемся идти по первому пути. Если ничего не получится, то будет другой проект и с другой командой. Наши корейские коллеги — специалисты по клонированию традиционным способом.
— Вас не смущает сотрудничество с ученым, который был уличен в фальсификации данных?

— Хван У Сук — очень большой ученый, и его работы в области клонирования
животных никем не оспариваются. Он впервые сумел клонировать собаку,
что до него пытались сделать американцы, японцы, а он это сделал.

Его данные перепроверялись, и было доказано, что все клонированные собаки — действительно клоны. В январе этого года Science и Nature одновременно опубликовали статьи, где признали, что он восстановил свою научную репутацию. Это редкий случай, когда иностранцы готовы вложиться в российскую науку.

Источник: Газета.ру