ЖАНУАРЛАРДЫ ЭКСПЕРИМЕНТТІК КЛОНДАУ

Клондау - бұл жануарлар клондарын қолдан жасау (өсімдіктерді клондау жағдайында «вегетативті көбею», «меристемалық мәдениет» терминдері жиі қолданылады). Жоғары сатыдағы жануарлар вегетативті жолмен көбейе алмайтындықтан, клон алу үшін негізінен үш әдісті қолдануға болады:

• ұрықтанбаған жұмыртқа жасушасындағы хромосомалар жиынын екі есеге көбейту, осылайша диплоидты жұмыртқа алу және оны ұрықтандырусыз дамытуға мәжбүр ету;

• дами бастаған эмбрионды бөлу арқылы монозиготалы егіздерді жасанды түрде алу;

• соматикалық жасушаның диплоидты ядросымен алмастыра отырып, жұмыртқадан ядроны алып тастаңыз, сонымен қатар мұндай «зиготаны» дамытуға мәжбүрлеңіз.

Ғалымдар осы үш мүмкіндікті жануарларды клондау үшін қолданды.

Бірінші әдіс барлық жануарларға қолданыла бермейді. 30-шы жылдары. ХХ ғасыр. Б.Л. Астауров ұрықтанбаған жібек құртының жұмыртқасын мейоздың бірінші бөлінуінің өтуіне тосқауыл қойып, термиялық әсер ету арқылы дамыта алды. Әрине, ядро ​​диплоидты күйінде қалды. Мұндай диплоидты жұмыртқа жасушасының дамуы анасының генотипін дәл қайталай отырып, дернәсілдердің шығуымен аяқталды. Әрине, тек аналықтар алынды. Өкінішке орай, аналықтарды өсіру экономикалық тұрғыдан тиімсіз, өйткені жемнің қымбаттауынан олар сапасыз піллаларды шығарады. В.А. Струнников бұл әдісті тек аталықтардан тұратын жібек құрты клондарын алу әдісін жасау арқылы жетілдірді. Ол үшін жұмыртқаның ядросына гамма сәулелері мен жоғары температура әсер етті. Бұл ядроларды ұрықтандыруға қабілетсіз етті. Мұндай жұмыртқаға енген сперматозоидтардың ядросы екі есе көбейіп, бөліне бастады. Бұл әкенің генотипін қайталайтын ер адамның дамуына әкелді. Рас, алынған клондар өндірістік серия өсіруге жарамсыз, бірақ олар гетерозис әсерін алу үшін селекцияда қолданылады. Бұл өнімділік бойынша көрнекті ұрпақ өндіруді жеделдетуге және жеңілдетуге мүмкіндік береді. Қазір бұл әдістер Қытай мен Өзбекстанда крекшілікте кеңінен қолданылады.

Өкінішке орай, жібек құртының жетістігі - бұл басқа жануарларда клондарды мұндай жолмен алу мүмкін емес. Зерттеушілер ұрықтанған жұмыртқадан пронуклеидің бірін алып, екіншісінің хромосомаларының санын екі есеге көбейтуге тырысты, оларды шпиндельдің микротүтікшелерін бұзатын заттармен өңдеді. Нәтижесінде барлық гендер үшін гомозиготалы диплоидты жасушалар пайда болды (құрамында екі аналық немесе екі аталық геном бар). Мұндай зиготалар бөліне бастады, бірақ даму ерте кезеңдерде тоқтады, сондықтан сүтқоректілер клондарын алу мүмкін емес болып шықты. Пронуклейді бір ұрықтанған жұмыртқадан екіншісіне трансплантациялау әрекеттері жасалды. Осындай жолмен алынған эмбриондар қалыпты түрде бір пронуклеус жұмыртқаның ядросы, ал екіншісі сперматозоид болған жағдайда ғана дамиды. Бұл тәжірибелер көрсеткендей, сүтқоректілердің эмбриондарының қалыпты дамуы үшін екі түрлі геном - аналық және аталық геномдар қажет. Шындығында, жыныс жасушаларының түзілуі кезінде геномдық импринтинг жүреді - ДНҚ аймақтарын метилдеу, бұл метилденген гендердің тоқтауына әкеледі. Бұл өшіру өмір бойы қалады. Еркек пен аналық жыныс жасушаларында әртүрлі гендер өшірілгендіктен, екі геном да организмнің қалыпты дамуы үшін қажет - геннің бір жұмыс көшірмесі болуы керек.

Екінші әдіс - эмбриологияның эмбриологияның бөлінуінің алғашқы кезеңдерінде бөлінуі, негізінен теңіз кірпілері мен бақаларында болса да, өте ұзақ уақыт қолданылған. Дәл осы жолмен эмбрионнан оқшауланған бластомерлердің толыққанды ағзаны құра алатындығы туралы мәліметтер алынды. Сүтқоректілердің монозиготалы егіздерінің клоны кейінірек алынды, бірақ эмбриондарды жасанды бөлу және оларды «суррогат анаға» имплантациялау қазірдің өзінде асыл тұқымды ауылшаруашылық жануарларында ерекше құнды ата-аналардан көптеген ұрпақ алу үшін қолданылады. 1999 жылы осындай жолмен маймылды клондайды. Ұрықтандыру in vitro жағдайында жүргізілді. Сегіз жасушалы эмбрион төрт бөлікке бөлініп, әрбір екі жасушалы бөлік басқа маймылдың жатырына салынды. Сонымен бірге үш эмбрион дамымады, төртіншісінен маймыл дүниеге келді, оны Тетра (Ширек) деп атады.

Ең әйгілі клондалған жануар - Долли қойын клондау үшінші әдіс - соматикалық жасушадан генетикалық материалды жұмыртқаға айналдыру, өз ядросынан айыру арқылы жүзеге асырылды.

Ядролық трансплантация әдісі 40-жылдары дамыған. ХХ ғасыр. Орыс эмбриологы Г.В. Лопашов, ол бақа жұмыртқасымен жұмыс істеген. Рас, ол ересек бақа алмады. Кейінірек ағылшын Дж.Гурдон шетелдік ядролары бар бақаның жұмыртқаларын ересек болғанға дейін дамытуға мәжбүр етті. Бұл керемет жетістік болды, өйткені ол ересек организмнің дифференциалданған жасушаларының ядроларын жұмыртқаға ауыстырды. Ол жүзу қабығының жасушаларын және ішек эпителий жасушаларын қолданды. Бірақ ересек жасқа дейін де ондай жұмыртқалардың 2% -дан аспайтыны дамыған, ал олардан өсіп шыққан бақа әдеттегі әріптестеріне қарағанда аз және өміршең емес болған.

Ядроны сүтқоректілердің жұмыртқасына ауыстыру әлдеқайда қиын, өйткені ол бақа жұмыртқасынан 1000 есе кіші. 1970 жылдары. біздің елде, Новосібірдегі цитология және генетика институтында, керемет ғалым Л.И. Корочкин. Өкінішке орай, оның жұмысы қаржыландыру қиындықтарына байланысты жалғасқан жоқ. Шетелдік ғалымдар өз зерттеулерін жалғастырды, бірақ ядролық трансплантация операциясы тышқанның жұмыртқасы үшін тым жарақаттық болып шықты. Сондықтан эксперименттер басқа жолмен жүрді - олар жұмыртқаны өз ядросынан айырылған, бүтін соматикалық жасушамен біріктіре бастады.

Доллиді клондаған Дж.Уилмут бастаған Шотландиядағы Росслин институтының зерттеушілер тобы электрлік импульсты жасушаларды біріктіру үшін қолданды. Олар жетілген жұмыртқалардан ядроларды алып тастады, содан кейін микропипетканы қолданып, қойдың сүт безінен оқшауланған соматикалық жасушаны жұмыртқа қабығының астына енгізді. Электр тоғының көмегімен жасушалар балқып, олардың бөлінуі ынталандырылды. Содан кейін жасанды жағдайда 6 күн өсіргеннен кейін, морула сатысында дами бастаған эмбрион басқа тұқымның арнайы дайындалған қойының жатырына имплантацияланды (генетикалық материалдың донорынан фенотиптік түрде өзгеше). Долли қойының туылуы сенсацияға айналды, ал кейбір ғалымдар оның шынымен клон екеніне күмәнданды. Алайда, арнайы ДНҚ зерттеулері Доллидің нақты клон екенін көрсетті.

Кейіннен сүтқоректілерді клондау техникасы жетілдірілді. Гонолулу Университетінің бір топ ғалымдары Рюзо Янагимачидің басшылығымен соматикалық жасушаның ядросын өздері ойлап тапқан микропипетканың көмегімен жұмыртқаға тікелей өткізіп үлгерді. Бұл оларға электрлік импульссіз жасауға мүмкіндік берді, бұл тірі жасушалар үшін қауіпті. Сонымен қатар, олар аз дифференциалданған жасушаларды қолданды - бұл кумулярлық жасушалар (жұмыртқаны қоршап тұратын және жұмыртқа түтікшесі арқылы қозғалған кезде оны сүйемелдейтін соматикалық жасушалар). Осы уақытқа дейін басқа сүтқоректілер де - сиыр, шошқа, тышқан, мысық, ит, жылқы, қашыр және маймыл клондалған.