Кошки и гены - Бородин Павел Михайлович - Страница 21

Можем ли мы как-то влиять на этот процесс, управлять им, направленно и необратимо менять проявление генов у потомков, предсказывать судьбу переносимых генов в зависимости от места их интеграции? Не знаю. Но узнать это чрезвычайно важно.

Судите сами, мы сейчас уже можем выявлять носителей генов наследственных заболеваний. Но задача исправить дефектный ген пока невыполнима. И я боюсь, что она еще долго останется таковой. А может быть, и не надо его исправлять, а можно вмешаться в его модификацию при прохождении его через родителя, перехватить его по дороге и модифицировать таким образом, чтоб он не смог оказать своего вредного действия? Или, наоборот, усилить экспрессию нормального гена? Та же проблема с чужими генами, которые мы сейчас пытаемся переносить лабораторным и сельскохозяйственным животным.

Ведь вопрос часто не в том, чтоб выделить нужный ген, и внести его в яйцеклетку и получить его проявление у животного, которое разовьется из этой яйцеклетки, а в том, чтобы он передался в активном состоянии потомкам. Может быть, можно снабдить этот вносимый ген какими-то метками, которые обеспечат его модификацию в нужном нам направлении? Конечно, не следует сразу браться за человека. Начинать бы следовало с кошки, которая больше, чем мышь, похожа на человека и имеет очень сходный с ним спектр наследственных заболеваний (см. главу 2).

Принципиально здесь то, что мы могли бы не вмешиваться в первичную последовательность гена, а пытаться влиять на механизм его модификации в онтогенезе. Вернее, мы сможем попытаться повлиять, если поймем, как он модифицируется, и что управляет этим процессом, и почему управляет по-разному в мужском и женском зародышевых путях.

Сейчас мы можем с уверенностью сказать, что у человека родительская модификация генов происходит точно так же как и у всех остальных млекопитающих. Это было убедительно показано в целом ряде исследований. Более того, было установлено, что набор генов, которые по-разному метилируются при образовании мужских и женских гамет, очень сходен у всех исследованных млекопитающих.

И набор этот весьма показателен. Оказалось, что отцовская модификация направлена на активацию генов эмбриона, обеспечивающих ему (эмбриону) интенсивный рост. Материнская модификация, напротив, активирует гены эмбриона, которые тормозят рост. Было много попыток объяснить смысл этих различий в отношении отцов и матерей к собственному потомству.

Одно из объяснений выглядит так. Абсолютное большинство млекопитающих относится к многоплодным животным, т.е. в матке, как правило, одновременно развивается несколько эмбрионов. Все эмбрионы, развивающиеся в одной матке, естественно являются потомками той самой матери, которая их вынашивает. Однако, разные эмбрионы, вынашиваемые одной матерью, могут быть потомками разных отцов. Те из них, что растут быстрее, потребляют больше ресурсов, часто в ущерб матери и другим эмбрионам, которые растут медленнее. Поскольку отец никогда не может быть абсолютно уверен, что все эмбрионы, которые развиваются в матке его супруги, являются его потомками, он так модифицирует гены своих потомков, чтобы максимизировать темпы их эмбрионального роста. Судьба остальных эмбрионов его не волнует. Материнская модификация направлена на выравнивание шансов на жизнь всех ее потомков. По существу, это противодействие отцовской модификации генома потомков, направленной на получение незаконных преимуществ.

Вообще, это довольно типично для самцов - решать свои проблемы за счет самок. И естественно, у самок эта тактика вызывает обоснованные возражения. В том же Лондоне я видел огромный плакат феминисток с таким текстом: «Если они отправили одного мужчину на Луну, отчего бы не отправить туда же их всех?»

У меня было много дебатов с британскими феминистками по разным аспектам их освободительного движения, в том числе и по этой проблеме. Я ставил им беспощадный вопрос:

А как же вы, голубушки, будете размножаться, если вы нас всех выселите на Луну?

Партеногенезом, — гордо отвечали они.

А не выйдет у вас ничего! — злорадно говорил я и рассказывал о печальной судьбе партеногенетических мышей.

Ну и ладно, — легкомысленно отвечали они, — а мы тогда расклонируемся.

Тогда клонирование млекопитающих было далекой мечтой, но сейчас оно стало реальностью. Нет, человека пока никто не клонировал, и я надеюсь, что этого никогда не будет. А вот кошку уже клонировали.

Первая клонированная кошка по имени СС (Carbon Сору) или Копирка родилась 22 декабря 2001 года в США. Оригиналом для копирования выбрали черепаховую кошку с белым пятном (0oS_) по имени Радуга. Их яичника Радуги выделили яйцеклетки и кумулюсные клетки. Из каждой яйцеклетки удалили ядро и заместили его ядром, выделенным из кумулюсной клетки. Реконструированная яйцеклетка была затем стимулирована к развитию электрошоком и трансплантирована в матку серой полосатой суррогатной матери. От нее и родилась Копирка.

По генотипу она была точной копией кошки по имени Радуга, но вот по фенотипу она отличалась от оригинала: у нее не было рыжих пятен. Авторы статьи о создании Копирки довольно уклончиво объясняли это отличие копии от оригинала: «Характер пигментации у многоцветных животных определяется не только генетическими факторами, но факторами развития, не

контролируемыми генотипом». Это можно понимать как угодно.

Я это понимаю так. В кумулюсной клетке, из которой было взято ядро для создания Копирки была инактивирована X хромосома несущая аллель рыжей окраски, а нормальная X хромосома была активна. Мы с вами уже говорили о том, что состояние X хромосомы стойко передается в ряду соматических клеток. В случае с копиркой поразительно то, что перенос ядра соматической клетки в яйцеклетку не привел к реактивации X хромосомы. Следовательно, процедура клонирования не приводит к полному репрограммированию ядра. Может быть, с этим и связаны проблемы со здоровьем и размножением у клонированных животных. Правда, Копирка на здоровье не жалуется. Ей сейчас уже 7 лет. В 2006 году она произвела естественным путем трех котят.

Компания Genetic Savings & Clone, которая финансировала создание Копирки, попыталась сделать на этом бизнес. К сожалению, клиент не пошел. Компании удалось продать одну клонированную кошку за 50000 долларов, другую за 32000 и на этом дело закончилось. В 2006 г компания закрылась.

Однако клонирование кошек продолжалось в Южной Корее. Там первую кошку клонировали в 2004 году. Корейские исследователи рассматривали ее не как самоцель, а как промежуточный этап в решении другой, гораздо более амбициозной задачи. Их интересовало получение GM (генетически модифицированных) * кошек. Они выделили клетки соединительной, ткани - фибробласты - из кусочка уха белого ангорского кота.' Фибробласты культивировали в питательной среде, в которую был добавлен мобильный генетический элемент. Этот элемент содержал ген синтеза красного флуоресцентного белка. После того, как мобильный элемент проник в ядра фибробластов и встроился в хозяйскую ДНК, эти ядра выделили и перенесли в яйцеклетки, из которых предварительно удалили собственные ядра. Из этих реконструированных яйцеклеток развились два GM котенка, у которых красный флуоресцентный белок синтезируется практически во всех клетках тела. В ультрафиолете эти коты светятся мистическим красным светом. Статья об этих котах была опубликована в 2007 году в журнале Biology of Reproduction (Биология размножения). Интересна последняя фраза в этой статье. «Данная технология будет полезна для направленного создания моделей наследственных болезней человека и «дизайнерских котов».

Мне трудно представить, сколько будут стоить такие дизайнерские коты и кому они понадобятся. При этом меня ничуть не пугают генетически модифицированные кошки. Ведь если подумать, то все кошки в мире генетически модифицированные. В следующих главах я расскажу вам о том, как они были модифицированы эволюцией и селекцией.

Глава 5 ПРОИСХОЖДЕНИЕ КОШЕК ПУТЕМ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА, ИЛИ СОХРАНЕНИЕ ИЗБРАННЫХ В БОРЬБЕ ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ