Техника Гонолулу может быть более жизнеспособным средством для производства наркотиков - клоны могут быть сделаны из клонов
ГОНОЛУЛУ, 22 июля 1998 г. - Международная группа ученых сообщила о первом воспроизводимом клонировании млекопитающего из клеток взрослого организма, в результате которого были успешно получены три поколения и более 50 идентичных клонированных мышей., под руководством Рюдзо Янагимати, доктора философии, из Гавайского университета.
Отличительная технология клонирования, описанная как метод Гонолулу, может быть более жизнеспособной для производства лекарств с использованием трансгенных животных, чем более ранние методы, из-за ее эффективности воспроизводимости и, при использовании в исследованиях генетического и эмбрионального развития, потеряет новый взгляд на клеточную и молекулярную активность, связанную со старением и такими заболеваниями, как рак, СПИД, диабет и рассеянный склероз. Лицензия на технологию была передана биотехнологической компании ProBio America, Inc. для коммерциализации и тестирования для расширенного использования.
Исследователи ожидают, что из-за сходства развития млекопитающих этот метод будет применим к более крупным животным. Например, эффективное и точное клонирование может повысить надежность и безопасность размножения трансгенных млекопитающих, таких как крупный рогатый скот, свиньи и овцы, которые можно использовать в экономичном производстве более дешевых фармацевтических препаратов на основе белка. Этот метод также может быть полезен для клонирования диких или находящихся под угрозой исчезновения видов в контролируемой среде.
Наше исследование подтверждает клонирование животных, которое мы провели с использованием метода инъекций и взрослых клеток. Наш метод существенно отличается от предыдущих методов. Более ранние процедуры генерировали клоны либо путем инъекции или слияния эмбриональных или фетальных клеток, либо путем слияния взрослые клетки, именно так была создана овечка Долли», - объясняет доктор. Янагимати, старший автор статьи. Он профессор кафедры анатомии и репродуктивной биологии в Медицинской школе Джона А. Бернса Гавайского университета.
В эксперименте, опубликованном в журнале Nature от 23 июля, ученые использовали клетки взрослых мышей для создания новых мышей, генетически идентичных родительской мыши. Терухико Вакаяма, доктор философии, исследователь с докторской степенью, работающий в лаборатории доктора Янагимати, впервые применил метод клонирования в Гонолулу.
С помощью специальной пипетки донорское ядро микроинъецируется в яйцеклетку, ядро которой ранее было удалено. Исследователи культивировали полученную клетку, помещали ее в суррогатную мышь и позволяли клону развиваться. Повторив процедуру, команда создала второе и третье поколения клонированных мышей, которые генетически совпадают с их сестрой/родителем, сестрой/дедушкой и сестрой/прадедушкой..
«Нам удалось использовать новый метод и новый тип клеток для клонирования мышей из взрослых клеток, а также повторить его для получения клонов клонов клонов, по существу идентичных мышей, рожденных с разницей в поколении или более», - сказал доктор Вакаяма., ведущий автор исследования.
Донорские ядра были получены из клеток кумулюса, которые окружают развивающиеся яйца в яичниках самок мышей. Каждое ядро содержит все генетические инструкции, необходимые для создания взрослой особи. Однако для существования специализированных взрослых клеток не нужны и не используются все инструкции. Напротив, эмбриональные клетки еще не адаптировались к своей взрослой судьбе и, следовательно, все еще используют многие из своих генетических инструкций.
«Нам пришлось повернуть время взрослой клетки вспять, чтобы она вела себя как только что оплодотворенный эмбрион, который развился бы в нормальную взрослую особь», - говорит соавтор Энтони Перри, доктор философии, постдокторант. исследователь в лаборатории доктора Янагимати.
В течение пяти минут после удаления донорского ядра исследователи с помощью специальной инъекционной пипетки ввели его в развивающуюся яйцеклетку, называемую ооцитом. Ооциты, извлеченные из взрослых самок мышей, уже прошли первую часть двухэтапного процесса созревания. Второй этап обычно происходит при стимуляции оплодотворяющей спермы.
В исследовании введение донорского ядра предшествовало второму этапу созревания, и ученые задержали это созревание от одного до шести часов. Эта задержка увеличивала вероятность того, что, когда ооцит продолжит свое созревание, процесс, называемый активацией, он будет делиться и развиваться нормально.
После активации клетки многократно делятся, чтобы достичь многоклеточной стадии, на которой эмбрион называется бластоцистой. Клетки в бластоцистах начинают массироваться, готовясь к формированию первых тканей эмбриона мыши.
«Мы обнаружили, что относительно большая часть ооцитов развилась в бластоцисты, а затем развилась дальше, когда мы включили задержку между ядерной инъекцией и активацией ооцита», - объясняет доктор Янагимачи. «Воздействие после инъекции донорских ядер на цитоплазму ооцита, которая так богата факторами, способствующими клеточному делению, по-видимому, способствует ядерным изменениям, необходимым для развития. Мы изучим молекулярные события этого периода задержки в дальнейшей работе».
Четверка экспериментов проверяет технику
В серии из четырех экспериментов команда исследовала развитие трансплантированных бластоцист у суррогатных самок мышей.
Во-первых, они пересадили 142 бластоцисты в 16 суррогатных матерей. Между 8,5 и 11,5 днями после введения ядра (dpc) ученые обнаружили пять живых и пять мертвых зародышей.
Во втором эксперименте исследовательская группа поместила 800 бластоцист 54 приемным матерям. Кесарево сечение в 18,5 и 19,5 дня рождения выявило 17 живых плодов. Из них 10 выжили, шестеро умерли после родов и один умер через неделю. Все выжившие потомки, в том числе первенец по имени Кумулина, выросли во взрослых особей, были скрещены, родились и вырастили нормальное потомство. Несколько потомков были протестированы, и подтверждено, что они способны к деторождению.
В третьем эксперименте ученые генетически доказали, что потомство, полученное в ходе исследований, было клоном. Путем введения ядер мышей агути, чья шерсть имеет кофейный цвет, в ооциты генетически черных мышей, исследователи получили мышей с окраской агути. Ученые подтвердили, что клоны были чистыми мышами агути, проведя генетический анализ их плацентарной ткани. Из 298 бластоцист, переданных 18 приемным матерям-альбиносам (белым), шесть развились к 19,5 дням рождения в живые плоды. Все, кроме одного, выжили.
«Результаты нашего ДНК-типирования предоставили убедительные доказательства того, что потомство действительно было клоном и что их генетический состав был идентичен донорам клеток кумулюса самок и не содержал ДНК, полученную ни от доноров ооцитов, ни от приемных матерей-хозяев», - говорит Кеннет. Р. Джонсон, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Джексона в Бар-Харборе, штат Мэн, который также внес свой вклад в исследование.
Клоны, полученные в этой третьей экспериментальной серии, сами использовались в качестве доноров ядра в четвертой серии экспериментов. Эти эксперименты показали, возможно, впервые для любого вида, что клоны могут быть получены из клонов.
В целом, д-р Янагимачи и его команда обнаружили, что высокая частота имплантации бластоцисты до 71 процента приводит к скорости развития плода от 5 до 16 процентов и доношенных мышей от 2 до 3 процентов. Авторы отмечают, что эта работа ясно подтверждает, что млекопитающие могут быть воспроизводимо клонированы из взрослых клеток.
Этот метод переноса ядер представляет собой готовую модель для исследователей. В частности, ученые могут использовать клонированных мышей для оценки молекулярных механизмов, регулирующих перепрограммирование генетического материала взрослых клеток, а также влияния генов и их активации во время эмбрионального развития.
«Доступ к клонированным лабораторным мышам, генетическое развитие которых известно, позволяет, например, проводить такие исследования, как роль данного гена в развивающемся организме или в процессе болезни», - говорит доктор Перри. «Мы действительно очень мало знаем о механизме раннего развития, и эта техника клонирования должна помочь нам узнать гораздо больше."
Национальный институт детского здоровья и развития человека (NICHD), входящий в состав Национальных институтов здравоохранения США, и ProBio America, Inc. частично финансировали исследование. Японское общество содействия науке и Европейская организация молекулярной биологии предоставили стипендии.
«Это очень важное достижение, которое пролило свет на некоторые тонкости технологии, которые необходимо освоить, чтобы сделать технологию переноса ядер эффективной», - говорит Майкл Э. МакКлюр, доктор философии, руководитель отделения репродуктивных наук NICHD. «Это тот случай, когда правильный тип клетки, правильный дизайн исследования и правильный технический опыт сошлись вместе с большим успехом».
Доктор. Среди соавторов Янагимати из Гавайского университета доктора. Вакаяма, Перри и Маурицио Зуккотти, доктор философии. Доктор Вакаяма также работает на кафедре ветеринарной анатомии Токийского университета в Японии. Доктор Зуккотти, научный сотрудник лаборатории доктора Янагимати, назначен на работу в Отделение биологии животных Университета Павии в Италии. Доктор Перри также является старшим научным сотрудником отдела сигнализации в Институте Бэбрахама в Кембридже, Англия.
Гавайский университет - это система государственного высшего образования штата, состоящая из 10 кампусов. Главный кампус Маноа, в котором обучается 17 000 студентов, является исследовательским университетом Карнеги I с международным авторитетом, который предлагает широкий спектр программ бакалавриата, магистратуры и профессиональных степеней. Исследовательская программа Университета, которая ежегодно привлекает более 160 миллионов долларов внешнего финансирования, широко известна своими сильными сторонами в области тропической медицины, эволюционной биологии, астрономии, океанографии, вулканологии, геологии и геофизики, тропического сельского хозяйства, электротехники и исследований Азии и Тихого океана.
Лаборатория Джексона, основанная в 1929 году, является мировым лидером в исследованиях генетики млекопитающих. Это некоммерческое независимое учреждение, в котором работает более 850 сотрудников, выполняет три задачи: проводить фундаментальные генетические и биомедицинские исследования, обучать настоящих и будущих ученых и предоставлять генетические ресурсы исследователям по всему миру. Информацию о лаборатории Джексона можно найти в Интернете по адресу www.jax.org..
ProBio America, Inc. - биотехнологическая компания из Гонолулу, целью которой является помощь в разработке и коммерциализации исследований в области репродуктивности и сохранения ДНК для фармацевтических и сельскохозяйственных целей. ProBio приобрела лицензионные права и обязательства по финансированию исследований у Гавайского университета и владеет патентами в области исследований млекопитающих и технологий в смежных областях. Более подробная информация о компании доступна на
Примечание редактора: Исходный выпуск новостей со ссылками на сопроводительную графику и другие вспомогательные материалы доступен по адресу https://www2.hawaii.edu/~ur/News_Releases/NR_July98/cloning.html или (для журналистов) через