Хотя после обнаружения на севере Сибири останков мамонта предлагалось клонировать его так же, как мы создали овечку Долли, это вряд ли осуществимо. Однако сама эта идея подталкивает нас искать другие способы. Даже если метод Долли неприменим, существуют другие интересные для биолога способы работать с жизнеспособными клетками мамонта, если они у нас появятся.
Для выращивания такого клона, как Долли, нужны самки близкородственного вида, чтобы получить от них неоплодотворенные яйцеклетки, а также, чтобы выносить клонированные эмбрионы, если удастся получить. Для клонирования требуются две клетки, причем одна из них – яйцеклетка, изъятая у животного примерно в то время, когда оно обычно должно спариваться.
В реальности чтобы отработать технологию, нужна, конечно, не одна яйцеклетка, а несколько сотен или даже тысяч. Процесс клонирования крайне неэффективен. Например, несмотря на то, что работы с овечьими яйцеклетками велись много лет, Долли оказалась единственным развившимся из 277 клонированных эмбрионов. Для видов, с которыми продолжают работать ученые, средний уровень успеха до сих пор составляет - в лучшем случае - около 5%.
Слоновьи яйцеклетки
В данном случае предлагается использовать яйцеклетки слоних. Так как слоны находятся под угрозой исчезновения, получить 500 слоновьих яйцеклеток невозможно. Впрочем, этому есть альтернатива. Механизмы, регулирующие работу яичников у разных млекопитающих, в значительной степени сходны. Как было доказано, если мыши пересадить ткань яичников слонихи, у нее созревает слоновья яйцеклетка.
Таким образом, если забирать ткань яичников у слоних, которые умирают, со временем можно получить достаточно слоновьих яйцеклеток. Клетки мамонтов нужны, чтобы получать генетическую информацию для контроля над развитием. Их предлагается извлечь из костного мозга сохранившихся в сибирской мерзлоте останков. Однако при температуре таяния снега и льда эти клетки будут быстро портиться. Это означает, что, оттаяв, они вполне могут стать бесполезными.
Шансы на то, что клетки будут жизнеспособными, повысятся, если клетки извлекать при как можно более низкой температуре, не ожидая, пока они оттают из-под снега. Потом их можно будет быстро согреть. Альтернативный вариант: переносить ядра напрямую в яйцеклетки.
Самые ранние стадии эмбрионального развития контролируются белками, содержащимися в яйцеклетке, когда она выделяется из яичника. Например, один из них играет ключевую роль в делении клетки. Все вместе эти белки обладают необычайной возможностью «чинить» поврежденное ядро, поэтому, возможно, клетки не обязательно должны быть жизнеспособными. Лучше всего было бы непосредственно ввести в яйцеклетку ядро клетки мамонта, осуществив инъекцию содержимого поврежденной клетки.
Проведенное в 2008 году исследование показало, что при переносе ядер лиофилизированных овечьих клеток в яйцеклетку часть клонированных эмбрионов развивается несколько дней, хотя и не полный срок. Это ясно продемонстрировало способность яйцеклеток восстанавливать поврежденные ядра. Впрочем лиофилизированные клетки, скорее всего, стабильнее тех, которые были заморожены с жидкостью. Формирующиеся из жидкости крупные ледяные кристаллы, вероятно, должны были убить клетки мамонтов.
Наконец, если удастся получить эмбрионы, которые будут нормально развиваться несколько дней, их можно будет пересадить суррогатным матерям для вынашивания. Перенос эмбриона регулярно осуществляется меньше чем для дюжины видов, и слоны в этот список не входят. Успех такой операции зависит от готовности матки. Механизмы, способные обеспечить ее у слонов, сейчас исследуются в ряде зоопарков.
Таким образом, непонятно, будут ли нам доступны жизнеспособные клетки, и к тому же для успешного клонирования мамонтов нужно будет разработать несколько сложных технологий, причем нельзя гарантировать, что они в принципе возможны, с биологической точки зрения. Между видами могут иметься неизвестные нам различия, способные помешать нам применить к мамонтам разработанные для овец процедуры.
Стволовые клетки мамонта
Существует альтернативный вариант – попробовать создать стволовые клетки мамонта. У некоторых видов для этого нужно просто ввести во взрослую клетку четыре определенных белка, и тогда она приобретет характеристики эмбриональной стволовой клетки. Эти белки обеспечивают эмбриональным стволовым клеткам их уникальные свойства и, как выяснилось, способны передавать эти особенности, скажем, клеткам кожи. Такие стволовые клетки можно долго растить в лаборатории, и они будут сохранять способность развиваться в клетки любой ткани организма.
Это дало бы нам возможность сравнить клетки мамонта с клетками слона, получить исключительно интересную для биологов информацию и начать отвечать на некоторые ключевые вопросы. Чем клетки и ткани этих видов отличаются и чем похожи? Не отличается ли у мамонтов клеточный метаболизм из-за того, что они жили в другом климате? Эти данные даже могут пролить свет на причины исчезновения мамонтов.
Стволовые клетки такого типа можно попробовать превратить в гаметы. Если они взяты от самки, это может стать альтернативным источником яйцеклеток для исследований и, возможно, для размножения – в том числе для клонирования мамонтов.
Из клеток самцов можно будет получить сперму, с помощью которой, возможно, удастся оплодотворить яйцеклетки – и тогда у нас будут эмбрионы мамонтов. Было бы также интересно узнать, может ли сперма мамонта оплодотворить яйцеклетку слонихи. Если да, то разовьются ли из эмбрионов гибриды?
Межвидовое скрещивание редко дает жизнеспособное потомство, но один из примеров такого потомства – веками используемые человечеством мулы. Не стоит забывать и об условиях обитания животных. Мамонты жили в холодном климате, а их нынешние родственники – включая потенциальных суррогатных матерей – предпочитают теплые регионы.
Необходимо будет обеспечить матери и клону подходящую среду – температуру, влажность, питание. Животных, по-видимому, нужно будет содержать в неволе, а значит, им потребуется максимально интересное окружение, в котором в идеале должны будут присутствовать другие слоны, мамонты или гибриды, способные обеспечить социальное взаимодействие.
Таким образом, хотя мы вряд ли сможем вырастить мамонта или гибрид мамонта со слоном в настоящее время, в долгосрочной перспективе это, вероятно, станет возможным, а связанные с этим проектом исследования могут породить важные биологические открытия.
Это еще одна отрасль биологии, в которой исследование стволовых клеток может оказаться крайне перспективным. Кроме того, работа со стволовыми клетками вместо клонирования влечет с собой меньше проблем с благополучием животных и с их воздействием на окружающую среду. Можно предположить, что, если мы сможем найти жизнеспособные клетки мамонта, исследования, направленные на создание стволовых клеток мамонта будут правильным выбором, способным обеспечить исключительно важные научные результаты.
