Ճապոնացի հետազոտողները երկու տասնամյակ շարունակ կլոնավորել են մկներին, սակայն փորձը ցույց է տվել այդ մոտեցման սահմանագիծը. 58-րդ «իտերացիային» (որոշակի գործողության կրկնությունը -խմբ.) այլևս չէր հաջողվել կենսունակ սերունդ ստանալ։

Ինչպես նշվում է Nature Communications բժշկագիտական հանդեսում հրապարակված հետազոտության մեջ, հիմնական պատճառը ոչ թե էպիգենետիկական կարգավորման (առանց ԴՆԹ հաջորդականությունը փոխելու և գեների ակտիվությունը վերահսկելու (միացնելու/անջատելու) մեխանիզմ -խմբ.) խափանումն էր, այլ գենետիկ մուտացիաների կուտակումը։

Արդյունքներն ուղղակիորեն կապված են կենսաբանության հիմնարար հարցի հետ. ինչո՞ւ են կենդանի օրգանիզմները սեռական բազմացման կարիք զգում։

Համարվում է, որ առանց գեների վերակոմբինացիայի ակտիվանում է այսպես կոչված Մյոլլերի արգելանիվը (Muller's ratchet)՝ պոպուլյացիայի կենսունակությունը ժամանակի ընթացքում նվազեցնող վնասակար մուտացիաների աստիճանական կուտակումը։

Թեև բնության մեջ անսեռ բազմացման եղանակով ունակ օրգանիզմներ կան, կաթնասունները լիովին կախված են սեռական բազմացումից։ Կլոնավորումը հետազոտողներին հնարավորություն է տվել ստուգելու՝ ինչ կպատահի, եթե նրանք փորձեն շրջանցել այդ մեխանիզմը։

Ինչպես է անցկացվել գիտափորձը

Սայակա Վակայամայի և Տերուհիկո Վակայամայի (Յամանասիի համալսարան) գլխավորած խմբի աշխատանքը մեկնարկել է 2005 թվականին: Գիտնականները մկան սոմատիկ բջջի միջուկը փոխպատվաստել են ձվաբջջի մեջ, աճեցրել են կլոն, ապա կրկնել են ընթացակարգը՝ օգտագործելով ստացված կենդանու բջիջները: Առաջին սերունդները համեմատաբար հաջողությամբ բազմացել են, սակայն 27-րդ սերնդից հետո պտղաբերությունը սկսել է նվազել: Արդյունքում, 58-րդ սերունդը կենսունակ չէր. նորածին մկները նույնիսկ մեկ օր չեն ապրել:

Ինչո՞ւ խնդիրը էպիգենետիկայի մեջ չէ

Համեմատական ​​վերլուծությունը ցույց է տվել, որ կլոնները իսկապես տարբերություններ ունեին սովորական մկներից (օրինակ՝ մեծացած ընկերք և մարմնի զանգված), սակայն այդ փոփոխությունները ժամանակի ընթացքում չեն ավելացել: Կենդանիների էպիգենետիկ պարամետրերը և ընդհանուր վիճակը մնացել են կայուն, իսկ գոյատևած առանձնյակները նորմալ են ապրել: Դա հեղինակներին հնարավորություն է տվել հանգել այն եզրակացության, որ կլոնավորման դադարեցման պատճառը էպիգենետիկ խափանումները չեն եղել:

Ի՞նչ են ցույց տվել սեռական բազմացման թեստերը

Լրացուցիչ փորձերը ցույց են տվել, որ նույնիսկ նորմալ բեղմնավորման դեպքում կլոնավորված մկների ձվաբջիջները ցուցաբերել են որակի նվազում. սաղմերի մեծ մասը չի հասել բլաստոցիստի փուլին: Սակայն փոքր մասնաբաժինը զարգացավ, ինչը վկայում է սեռական վերարտադրությանը վերադառնալիս կուտակված խնդիրների մասնակի «վերագործարկման» հնարավորության մասին։

Մուտացիաների կուտակումը իբրև առանցքային սահմանափակիչ

Գենետիկական վերլուծությունը հաստատել է, որ մուտացիաների քանակը մեծանում էր յուրաքանչյուր կլոնավորման ցիկլի հետ, և 25-րդ սերնդից հետո սկսեցին ի հայտ գալ խոշոր քրոմոսոմային անոմալիաներ։ Դա բացատրվում է այն փաստով, որ կլոնավորման համար օգտագործվել են արդեն կուտակված մուտացիաներ ունեցող սոմատիկ բջիջներ, իսկ ռեկոմբինացիայի բացակայությունը խոչընդոտել է գենոմի վնասակար մուտացիաներից արդյունավետ «մաքրմանը»։

Միևնույն ժամանակ, ողջ մնացած կենդանիների շրջամում առողջության նկատելի վատթարացում կամ կյանքի տևողության կրճատում չի նկատվել։ Դա, հավանաբար, պայմանավորված է զարգացման վաղ փուլերում խիստ ընտրությամբ. գոյատևել են միայն այն սաղմերը, որոնց մուտացիայի մակարդակը մնացել է կյանքի հետ համատեղելի։

Եզրակացություններ և գործնական արժեքներ

Հետազոտությունը հստակ ապացույցներ է տրամադրում կաթնասունների վրա Մյոլերի արգելանիվի ազդեցության մասին։ Հեղինակներն ընդգծում են, որ երկարատև կլոնավորման հիմնական խնդիրը ոչ այնքան տեխնիկական կամ էպիգենետիկ դժվարություններն են, որքան սեռական վերարտադրությանը բնորոշ գենետիկական «թարմացման» մեխանիզմների բացակայությունը։

Ընդսմին, կլոնավորումը դեռևս համարվում է խոստումնալից գործիք, օրինակ՝ հազվագյուտ կենդանական տեսակների պահպանման համար՝ ի հեճուկս հայտնաբերված սահմանափակումներին։