Введение
Первый клонированный млекопитающий (1996–2003)
Использование взрослых соматических клеток вместо эмбриональных стволовых клеток для клонирования берет начало в основополагающих работах Джона Гурдона, который в 1958 году клонировал африканских когтистых лягушек, используя этот подход. Успешное клонирование Долли привело к значительным достижениям в области исследований стволовых клеток, включая открытие индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Долли прожила всю жизнь в Институте Рослин и произвела на свет несколько ягнят. Она родилась 5 июля 1996 года и умерла 14 февраля 2003 года от прогрессирующего заболевания легких, которое, как считалось, не было связано с тем, что она была клоном. Такие источники, как BBC News и Scientific American, назвали ее «самой известной овцой в мире». Клетка, использованная в качестве донора для клонирования Долли, была взята из молочной железы, и, таким образом, получение здорового клона доказало, что клетка, взятая из определенной части тела, способна воссоздать целый организм. Говоря о имени Долли, Уилмут заявил: «Долли названа в честь клетки молочной железы, и мы не могли придумать более впечатляющую пару желез, чем у Долли Партон».
Рождение
Долли родилась 5 июля 1996 года и имела трех матерей: одна предоставила яйцеклетку, другая – ДНК, а третья выносила клонированный эмбрион. Она была создана с использованием техники переноса ядра соматической клетки, при которой ядро клетки взрослого организма переносится в неоплодотворенную ооцит (развивающуюся яйцеклетку), из которой предварительно удалено собственное ядро. Затем гибридную клетку стимулируют к делению электрическим разрядом, и когда она развивается в бластоцисту, ее имплантируют суррогатной матери. Долли стала первым клоном, полученным из клетки взрослого млекопитающего. Создание Долли продемонстрировало, что гены в ядре такой зрелой, дифференцированной соматической клетки все еще способны вернуться в эмбриональное тотипотентное состояние, создавая клетку, которая впоследствии может развиться в любую ткань или орган животного. О существовании Долли было объявлено общественности 22 февраля 1997 года.
Жизнь
Долли прожила всю свою жизнь в Институте Рослина в Мидлотиане. Там её скрестили с валлийским горным бараном, и она произвела в общей сложности шесть ягнят. Её первый ягнёнок, по имени Бонни, родился в апреле 1998 года. В конце 2001 года, в возрасте четырех лет, у Долли развился артрит, и она начала ходить скованно. Это лечили противовоспалительными препаратами.
Смерть
14 февраля 2003 года Долли была подвергнута эвтаназии из-за прогрессирующего заболевания легких и тяжелого артрита. У овец финской дорсетской породы, таких как Долли, продолжительность жизни составляет около 11–12 лет, но Долли прожила 6,5 лет. Вскрытие показало, что у нее была форма рака легких, называемая аденокарциномой легких овец, также известная как Яагсикте, довольно распространенное заболевание овец, вызванное ретровирусом JSRV. Ученые из Рослинского института заявили, что не видят связи между смертью Долли и тем, что она была клоном, и что другие овцы из той же стаи умерли от той же болезни. Некоторые в прессе предположили, что причиной смерти Долли могло стать то, что она родилась с генетическим возрастом в шесть лет, соответствующим возрасту овцы, из которой она была клонирована. Рослинский институт заявил, что тщательное медицинское обследование не выявило у Долли каких-либо отклонений, которые могли бы быть связаны с ускоренным старением. В 2016 году ученые сообщили об отсутствии дефектов у тринадцати клонированных овец, включая четырех, полученных из той же клеточной линии, что и Долли. В первом исследовании, посвященном долгосрочным последствиям клонирования для здоровья, авторы не обнаружили доказательств позднего развития неинфекционных заболеваний, за исключением незначительных случаев остеоартрита, и заключили: «Таким образом, мы не обнаружили доказательств негативного долгосрочного эффекта клонирования методом SCNT на здоровье стареющих потомков в нашей когорте». После смерти тело Долли было забальзамировано и в настоящее время экспонируется в Национальном музее Шотландии в Эдинбурге.
Наследие
После того, как клонирование было успешно продемонстрировано на примере создания Долли, было клонировано множество других крупных млекопитающих, включая свиней, оленей, лошадей и быков. Попытка клонировать аргали (горного барана) не привела к получению жизнеспособных эмбрионов. Попытка клонировать быка-бантенга оказалась более успешной, как и попытки клонировать муфлона (вид дикой овцы), обе из которых привели к рождению жизнеспособного потомства. Процесс перепрограммирования, который клетки должны пройти в процессе клонирования, не является совершенным, и эмбрионы, полученные путем переноса ядра, часто демонстрируют аномальное развитие. В 1996 году Долли была единственной овцой, дожившей до взрослого возраста из 277 попыток. К 2014 году китайские ученые, по сообщениям, достигли 70–80% успеха в клонировании свиней. Уилмут, возглавлявший команду, создавшую Долли, заявил в 2007 году, что техника переноса ядра, возможно, никогда не станет достаточно эффективной для применения у людей. Клонирование может быть полезно для сохранения исчезающих видов и может стать действенным инструментом для возрождения вымерших видов. В январе 2009 года ученые из Центра пищевых технологий и исследований Арагона на севере Испании объявили о клонировании пиренейского ибикса, вида дикой горной козы, который был официально объявлен вымершим в 2000 году. Хотя новорожденный ибикс умер вскоре после рождения из-за физических дефектов легких, это первый случай клонирования вымершего животного, что может открыть возможности для спасения исчезающих и недавно вымерших видов путем их воскрешения из замороженной ткани. В июле 2016 года четыре идентичных клона Долли (Дейзи, Дебби, Дианна и Дениз) были живы и здоровы в возрасте девяти лет. В 2016 году журнал Scientific American пришел к выводу, что главным наследием Долли стало не клонирование животных, а прогресс в области исследований стволовых клеток. После Долли исследователи поняли, что обычные клетки можно перепрограммировать в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, из которых можно вырастить любую ткань. Первое успешное клонирование примата было зарегистрировано в январе 2018 года с использованием того же метода, который использовался для создания Долли. Два идентичных клона макаки, Чжун Чжун и Хуа Хуа, были созданы исследователями в Китае и родились в конце 2017 года. В январе 2019 года китайские ученые сообщили о создании пяти идентичных клонированных обезьян с отредактированными генами, вновь используя этот метод, а также технику редактирования генов CRISPR Cas9, предположительно использованную Хэ Цзянькуем при создании первых в мире генетически модифицированных человеческих младенцев Лулу и Наны. Клоны обезьян были созданы для изучения ряда медицинских заболеваний.