Исследователи впервые в мире создали клонированных мышей из замороженных лиофилизированных клеток кожи, что позволит специалистам по охране природы возродить популяции исчезающих видов.
Это открытие открывает странам путь к хранению клеток кожи животных в качестве страхового полиса, поскольку клетки могут быть использованы для создания клонов, которые повысят генетическое разнообразие видов, если в будущем им будет угрожать вымирание. Многие сокращающиеся виды страдают от близкородственного скрещивания, которое повышает риск врожденных дефектов, но потеря генетического разнообразия может также сделать животных более уязвимыми для других угроз, таких как заболевания, которые усугубляют давление, с которым они сталкиваются.
Хотя ученые и ранее использовали замороженные клетки для получения клонов в рамках проектов по сохранению, клетки хранились в жидком азоте, что дорого и рискованно: при перебоях в электроснабжении или нерегулярном пополнении запасов жидкого азота клетки могут стать непригодными для использования. Для создания клонов можно также использовать лиофилизированную замороженную сперму, но ее можно получить не от всех животных.
"Если клетки можно хранить без жидкого азота с помощью технологии сублимационной сушки, это позволит дешево и безопасно хранить генетические ресурсы со всего мира", - говорит профессор Терухико Вакаяма, возглавлявший работу в Университете Яманаси в Японии. "Развивающиеся страны смогут хранить свои собственные ценные генетические ресурсы у себя дома. Кроме того, даже в исчезающих видах, где выживают только самцы, эта технология может быть использована для создания самок, чтобы возродить вид".
В работе исследователи заморозили высушенные клетки кожи из хвостов мышей и хранили их до девяти месяцев, прежде чем попытаться создать из них клоны. Процесс сублимационной сушки убил клетки, но ученые обнаружили, что они все еще могут создавать клонированные эмбрионы ранней стадии, вставляя мертвые клетки в мышиные яйцеклетки, у которых были удалены собственные ядра.
Эти эмбрионы мыши на ранней стадии (бластоцисты), были использованы для создания запасов стволовых клеток, которые были подвергнуты еще одному раунду клонирования. Стволовые клетки были введены в мышиные яйцеклетки, лишенные собственных ядер, что привело к появлению эмбрионов, которые суррогатные мыши вынашивали до конца беременности. За первой клонированной мышью, названной Дорами в честь робота - любителя дынного хлеба из серии манга "Дораэмон", последовали еще 74. Чтобы проверить, была ли у клонов здоровая фертильность, девять самок и три самца были скрещены с нормальными мышами. Все самки дали приплод.
Несмотря на достигнутые результаты, процесс не очень эффективен - сублимационная сушка повреждает ДНК в клетках кожи - и процент успешного рождения здоровых детенышей мышей женского и мужского пола составил всего от 0,2 до 5,4%. В некоторых клетках была потеряна Y-хромосома, что привело к рождению мышей-самок из клеток, полученных от животных мужского пола. "Если бы такую же процедуру можно было провести у вымирающих видов, где выживают только самцы, можно было бы производить самок и естественным образом сохранять вид, - пишут авторы в журнале Nature Communications.
Работа появилась в тот момент, когда ученые готовятся вывести потомство от первого в мире клонированного черноногого хорька в попытке увеличить генетическое разнообразие вида. Животное было клонировано из клеток, глубоко замороженных в жидком азоте 35 лет назад.
Алена Пэнс из Университета Хартфордшира говорит, что возможность хранения генетического материала "чрезвычайно важна" для сохранения образцов видов, а также их генетической вариативности. Но, по ее словам, "первостепенное значение" имеет доказательство того, что лиофильно замороженные клетки могут храниться неограниченное время, если мы хотим, чтобы они стали эффективным долгосрочным решением.
