От греч. klon – ветвь, отпрыск, росток. 1. В клеточной биологии* – получение генетически однородного потомства путём переноса в энуклеированную (лишённую ядра) яйцеклетку ядра соматической клетки (технология SCNT). Процесс клонирования млекопитающих сильно осложняется неполным деметилированием диверсифицированных генов. Это означает, что часть генов, необходимых для развития зародыша, в подсаженном в яйцеклетку ядре соматической клетки остаются “выключенными”. Поэтому клонирование следует рассматривать как первый способ перепрограммирования генетического материала соматических клеток. Интересно отметить, что клонировать мышей проще, чем крыс, а человека (для получения эмбриональных стволовых клеток) проще, чем обезьяну.
Первые эксперименты по пересадке в ооцит ядер, взятых из клеток эмбрионов лягушки, находящихся на разных стадиях развития, были проведены в 1948 г. Георгием Лопашовым (СССР). К сожалению, эти эксперименты оказались малоизвестными, и статья о результатах работы не была принята к публикации в преддверии проведения печально известной августовской сессии ВАСХНИЛ, решениями которой клевреты Трофима Лысенко и Исайи Презента окончательно добили российскую генетику. И только в 1953 г. американские эмбриологи Бриггс (R. Briggs) и Кинг (T. King) на леопардовых лягушках (Rana pipiens), а в 1962 г. англичанин Джон Гёрдон** (J. Gurdon) на южноафриканской шпорцевой лягушке (Xenopus laevis) повторили и развили опыты Лопашова по пересадке ядер соматических клеток в энуклеированные яйцеклетки. Воистину, Россия – родина невидимых слонов! Первый крупный успех в клонировании млекопитающих был достигнут в 1997 г. шотландскими учёными из Рос(з)линского института в Эдинбурге, которые получили знаменитую на весь мир овечку по имени Долли***. Работу проводили Ян Вильмут (Ian Wilmut, руководитель) с коллегами путём переноса ядра, взятого из клетки молочной железы цукотной**** шестилетней ноттингемской овцы с белой шерстью, находившейся в последнем триместре беременности (при этом суррогатная овца-мать имела чёрную морду). Оригинальность подхода авторов заключалась в том, что все клетки-доноры ядер предварительно культивировали in vitro, а затем переводили их в состояние пролиферативного покоя. По-видимому, этот подход облегчил задачу “перепрограммирования” генома соматических клеток (“стирания” информации о соматическом происхождении хромосом). Результаты показали, что, по крайней мере, в клетках этого типа не происходит необратимая модификация генетической информации, необходимой для полного развития организма, хотя целый ряд проблем эпигенетического характера разрешить так и не удалось, по крайней мере, если говорить о безопасном клонировании человека. Что же касается клонирования домашних и сельскохозяйственных животных (телят, кошек, собак и др.), то оно уже поставлено на широкую ногу, особенно это касается крупного и мелкого рогатого скота. Появилось даже понятие “клонированное мясо”, которое, возможно, непроизвольно мы все уже пробовали. В журнале Cell (январь, 2018) была опубликована статья, сообщающая о том, что китайские учёные из шанхайского Института нейронаук, используя технологию SCNT, получили два жизнеспособных клона макаки-резус из 79 эмбрионов, подсаженных суррогатным матерям. Следует отметить, что макаку-резус клонировали ещё в конце XX века, но только методом раздробления эмбриона, находящегося на ранних стадиях развития.
2. В молекулярной биологии, клонирование ДНК.
*В настоящее время вместо термина “клонирование” (англоязычное “cloning”) предпочтительнее использовать термин “пересадка ядер” (“nuclear transplantation”, или “somatic cell nuclear transfer”, SCNT).
**Джон Гёрдон – зоолог из Оксфордского университета (в то время ещё аспирант), который проводил опыты с южноафриканскими шпорцевыми лягушками (Xenopus laevis; дают яйцеклетки круглый год), перенося ядра, полученные из клеток эпителия кишечника головастиков в безъядерные яйцеклетки. При этом ему удалось получить четырёх взрослых лягушек (две из которых оказались стерильными). За эту работу в 2012 г. Джон Гёрдон вместе с японским учёным Синья Яманака получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине (см. Факторы Яманаки).
***Овечка получила прозвание “Долли” по имени известной американской кантри-певицы Долли (Куколка) Партон, обладавшей выдающимся бюстом. На самом деле группа Яна Вильмута занималась генетической модификацией яйцеклеток, и Долли была получена почти случайно (с 227-ой попытки!). Позднее были клонированы 10 овец ноттингемской породы, которые дожили до 10 лет, а также были получены овцы, молоко которых содержит VIII-фактор свёртывания человека, необходимый людям, страдающим гемофилией. В том же 1997 г. австралийские учёные клонировали 470 идентичных эмбрионов телят из клеток одного эмбриона. В настоящее время клонировано так много различных животных и, прежде всего домашних, что даже нет смысла их перечислять.
****Цукотной – беременной.