Первыми клонами приматов, полученными путем переноса ядер соматических клеток, стали две генетически идентичные длиннохвостые макаки, родившиеся недавно в Институте неврологии Китайской академии наук в Шанхае. Исследователи назвали новорожденных Чжун Чжун и Хуа Хуа, родившихся восемь и шесть недель назад соответственно, в честь китайского прилагательного «Чжунхуа», что означает китайскую нацию или народ. Техническая веха, представленная 24 января в журнале Cell, дает лабораториям реальную возможность проводить исследования с настраиваемыми популяциями генетически однородных обезьян.
«Есть много вопросов о биологии приматов, которые можно изучить с помощью этой дополнительной модели», - говорит старший автор Цян Сунь, директор Исследовательского центра нечеловеческих приматов в Институте неврологии Китайской академии наук. «Вы можете производить клонированных обезьян с тем же генетическим фоном, за исключением гена, которым вы манипулировали. Это создаст реальные модели не только генетически обусловленных заболеваний мозга, но и рака, иммунных или метаболических нарушений, и позволит нам проверить эффективность лекарств для эти условия до клинического использования."
Zhong Zhong и Hua Hua не являются первыми клонами приматов - титул принадлежит Tetra, макаке-резус, родившейся в 1999 году с помощью более простого метода, называемого расщеплением эмбриона (Chan et al., Science 287, 317-319). Этот подход заключается в том, что близнецы возникают естественным образом, но могут производить только до четырех потомков за раз. Чжун Чжун и Хуа Хуа являются продуктом переноса ядра соматической клетки (SCNT), метода, который использовался для создания овечки Долли более 20 лет назад, при которой исследователи удаляют ядро из яйцеклетки и заменяют его другим ядром из дифференцированных клеток тела.. Эта реконструированная яйцеклетка затем развивается в клон того, кто пожертвовал замещающее ядро.
Дифференцированные ядра клеток обезьян по сравнению с другими млекопитающими, такими как мыши или коровы, оказались устойчивыми к SCNT. Сан и его коллеги преодолели эту проблему прежде всего за счет введения эпигенетических модуляторов после переноса ядра, которые включают или выключают гены, подавляющие развитие эмбриона. Исследователи обнаружили, что вероятность успеха увеличивается за счет переноса ядер, взятых из эмбриональных дифференцированных клеток, таких как фибробласты, тип клеток соединительной ткани. Чжун Чжун и Хуа Хуа являются клонами одних и тех же эмбриональных фибробластов макаки. Также использовались взрослые донорские клетки, но эти клоны жили всего несколько часов после рождения.
«Мы испробовали несколько разных методов, но сработал только один», - говорит Сан. «Было много неудач, прежде чем мы нашли способ успешно клонировать обезьяну».
Первый автор Чжэнь Лю, докторант, провел три года, практикуя и оптимизируя процедуру SCNT. Он испытал различные методы быстрого и точного удаления ядерных материалов из яйцеклетки и содействия слиянию клетки-донора ядра и энуклеированной яйцеклетки. С помощью дополнительных эпигенетических модуляторов, которые повторно активируют подавленные гены в дифференцированном ядре, он смог добиться гораздо более высоких показателей нормального развития эмбриона и наступления беременности у суррогатных самок обезьян.
«Процедура SCNT довольно деликатная, поэтому чем быстрее вы ее выполняете, тем меньше повреждений яйцеклетки, и у доктора Лю есть зеленый палец для этого», - говорит Муминг Пу, соавтор. по исследованию, который руководит Институтом неврологии Центра передового опыта в области наук о мозге и интеллектуальных технологий Института неврологии CAS и помогает контролировать проект. «Это требует большой практики. Не все могут быстро и точно провести процесс энуклеации и слияния клеток, и вполне вероятно, что оптимизация процедуры переноса во многом помогла нам добиться этого успеха."
Исследователи планируют продолжать совершенствовать технику, которая также выиграет от будущей работы в других лабораториях, а также наблюдения за физическим и интеллектуальным развитием Чжун Чжуна и Хуа Хуа. Младенцы в настоящее время находятся на искусственном вскармливании и растут нормально по сравнению с обезьянами их возраста. Группа также ожидает, что в ближайшие месяцы родится больше клонов макак.
Лаборатория следует строгим международным рекомендациям по исследованиям на животных, установленным Национальным институтом здравоохранения США, но Сан и Пу призывают научное сообщество обсудить, какие методы должны или не должны быть приемлемыми, когда речь идет о клонировании неживотных. человеческие приматы. «Мы прекрасно понимаем, что будущие исследования с использованием нечеловеческих приматов в любой точке мира зависят от ученых, которые будут соблюдать очень строгие этические стандарты», - говорит Пу.