Биологи из Университета Яманаси в Японии провели 20-летнее исследование, чтобы определить пределы серийного клонирования млекопитающих. Используя мышей, они смогли создать 58 поколений клонов, но обнаружили, что выживаемость резко падает после 27-го поколения, а 58-е поколение не прожило более суток.

Для улучшения успеха клонирования учёные применяли трихостатин А — вещество, которое подавляет активность мутаций в процессе клонирования. Этот реагент, известный как эпигенетический модификатор, снижает активность ферментов, вызывающих нежелательные изменения в ДНК.

В ходе эксперимента было создано более 1200 клонов из одной исходной мыши. Большинство поздних поколений, за исключением последнего, демонстрировали нормальную продолжительность жизни и здоровую репродуктивную систему, что открывает возможность для их размножения естественным путём.

Трихостатин А оказался эффективным даже для поздних поколений. Например, успех имплантации ядра донорской клетки в яйцеклетку для 51-го поколения составил 5,4% с использованием реагента против 1,6% без него. Это подтверждает потенциал реагента для продления жизнеспособности клонов.

Японские исследователи вводят ядро ??соматической клетки для клонирования после извлечения ядра из другой, ранее клонированной яйцеклетки мыши. Источник: University of Yamanashi

Однако исследователи зафиксировали накопление мутаций между поколениями. Каждое новое поколение приобретало около 70 однонуклеотидных вариантов и 1,5 структурных изменений в геноме. Эти изменения накапливались и со временем перевешивали адаптивные эффекты.

Учёные также обнаружили, что переход к половому размножению может исправить накопленные генетические дефекты. Потомство поздних поколений клонов, полученное естественным путём, не имело аномалий, характерных для их родителей, таких как дефекты плаценты.

Исследование подчёркивает важность полового размножения для поддержания генетического разнообразия и предотвращения накопления вредных мутаций. Это подтверждает теорию о том, что эволюция полового размножения помогла ранним видам защищаться от паразитов, накопления мутаций и других угроз.

Руководитель исследования, профессор Тэрухико Вакаяма, отметил, что дальнейшие эксперименты с реагентами, такими как трихостатин А, могут продлить число успешных поколений клонов. Однако без хромосомной рекомбинации, характерной для полового размножения, геном остаётся уязвимым к накоплению мутаций.

Работа японских учёных открывает новые горизонты для понимания ограничений клонирования и роли генетического разнообразия в эволюции. Эти результаты могут быть полезны для разработки методов улучшения клонирования и изучения генетической стабильности. Кроме того, исследование демонстрирует, что, несмотря на успехи в клонировании, природа накладывает ограничения на число поколений, которые можно создать без полового размножения. Это подчёркивает важность генетического разнообразия для выживания видов.

Подробнее на iXBT