Наука воскрешения видов

Пока мы работали в поле, Дэн рассказал нам о серии экспериментов, которую он провел неподалеку от своего дома в Мичигане, чтобы узнать, как долго мясо остается пригодным в пищу, если хранить его в мелком пруду. Вначале он разделал ягненка и оленя и привязал мясо к якорю на дне неглубокого пруда в парке, примыкающем к его университету. В течение двух лет он время от времени доставал мясо и проверял, разлагается ли оно. Затем однажды, в середине февраля 1993 года, коллега отдал ему труп лошади-тяжеловоза, только что умершей естественной смертью. Это натолкнуло Дэна на новую идею. С помощью каменных инструментов, которые он изобрел сам, подражая, насколько возможно, охотникам на мамонтов, жившим когда-то в районе Великих озер, Дэн разделал тушу лошади. Стояла зима, и пруды были покрыты слоем льда. Поэтому он проделал во льду дыру и погрузил лошадиное мясо в холодную воду. Каждые две недели он доставал мясо и отрезал кусочек, чтобы проверить, как изменились его вкусовые качества и появились ли признаки разложения. К июню Дэн заметил, что мясо, хотя и сохранило в существенной мере питательные свойства, приобрело кислый вкус и сильный кислый запах. Во время вскрытия мамонтенка Любы в Санкт-Петербурге Дэн заметил тот же запах, исходящий от трупа.

Кислый запах вызвали микробы, называемыми молочнокислыми бактериями (или лактобактериями). Лактобактерии превращают лактозу и другие сахара в молочную кислоту и в норме присутствуют в кишечнике множества животных. Нарастание количества молочной кислоты в теле Любы эффективно «замариновало» его, что помогло мамонтенку сохраниться в похоронившей его вечной мерзлоте и защитило тело от распада даже после того, как его вытащили на поверхность.

К сожалению, хотя высокая кислотность способствует консервации мумий, она плохо влияет на сохранность ДНК. Такие мумии могут хорошо выглядеть, но кислая среда вызывает серьезные повреждения клеток и разрушает ничем не защищенную ДНК. Так что хотя на поверхностный взгляд эти мумии могут казаться наиболее вероятным источником нетронутых клеток, подходящих для клонирования, на самом деле все наоборот.

Однако не все ученые поддались отчаянию, и гонка за клонированным мамонтом продолжается в полную силу. Все так же каждое лето группы ученых разыскивают мумии мамонтов в надежде, что однажды им удастся найти в сибирской тундре исключительно хорошо сохранившийся и не замаринованный экземпляр.

Поднимаются ставки, и в дело вступает новый участник

В 2008 году Терухико Вакаяма из Центра биологии развития при институте RIKEN (Кобэ, Япония) клонировал мышей, которые были заморожены при температуре –20 ˚C в течение 16 лет. Это стало огромным и важным шагом на пути к возрождению вымерших видов – по двум причинам. Во-первых, клетки, которые использовал Вакаяма и его группа, были мертвы на момент, когда их ядра перенесли в подготовленные мышиные яйцеклетки. Это означает, что охотникам на мамонтов может не понадобиться искать непременно живые клетки, чтобы сработал ядерный перенос, поскольку иногда даже мертвые клетки содержат геном, достаточно сохранный для клонирования. Во-вторых, ученые обнаружили, что можно повысить шансы на успех ядерного переноса, добавив еще один шаг к протоколу клонирования. Полученные результаты свидетельствуют о том, что некоторым клеткам, в частности тем, чей геном имеет небольшие повреждения, может просто понадобиться дополнительный толчок, чтобы они смогли дедифференцироваться до конца.

Изначально группа Вакаямы следовала стандартному протоколу ядерного переноса: они извлекли ядра из замороженных клеток мышей и перенесли их в подготовленные мышиные яйцеклетки. Хотя не многие яйцеклетки начали развиваться, некоторые сделали это, а значит, яйцеклеткам удалось «перезапустить» отдельные соматические клетки. Однако ни одна из них не развилась до конца в полноценную мышь. Процесс застопорился после нескольких делений клеток, указывая на то, что дедифференцировка была успешной не до конца.

Затем у исследователей возникла идея. Они повторили весь процесс, но в этот раз остановили развитие эмбриона после нескольких циклов деления клеток. Затем они взяли эти начавшие развиваться клетки и создали из них так называемые клеточные линии – большие колонии идентичных клеток, выращенных в лаборатории. Затем они удалили из этих клеток ядра и поместили их в новые, только что подготовленные яйцеклетки. Таким образом, у яйцеклетки было два шанса вместо одного, чтобы перепрограммировать эти клетки, превратив их в полностью дедифференцированные стволовые. К изумлению научного сообщества, два эмбриона из полученных таким образом выросли в здоровых, взрослых мышей.