Серийното клониране на мишки достига лимита си в 58-мо поколение с натрупани мутации

Изследователи от Universidade от Yamanashi публикуваха проучване във вторник в списанието Nature Communications, което демонстрира границите на последователното клониране при бозайници. Експериментът, проведен в продължение на 20 години, произведе повече от 1200 клонирани мишки от един женски донор чрез ядрен трансфер на соматични клетки. Клоновата линия достига 58-мо поколение, когато родените индивиди умират няколко дни след раждането, въпреки че нямат видими аномалии.

Професор Teruhiko Wakayama ръководи изследването, което започна през 2005 г. в института Riken и продължи в Universidade на Yamanashi. Учените събраха кумулусни клетки от клонирани женски и трансплантираха техните ядра в енуклеирани донорски яйцеклетки. Сурогатните майки забременяват ембрионите и процесът се повтаря на всеки три или четири месеца с клетки, получени от новите поколения. Todos генерираните индивиди поддържат женския пол и оцветяването на агути на оригиналния донор.

• Успехът на клонирането се повиши от 7,4% в първите поколения до 15,5% в 26-ото поколение.
• От 27-мо поколение нататък ефективността започна прогресивно да намалява.
• В 58-то поколение средната успеваемост достига само 0,6% и нито едно потомство не оцелява повече от няколко дни.

Натрупване на вредни мутации през поколенията

Пълното секвениране на генома разкри, че клонингите натрупват мутации със скорост три пъти по-висока от тази, наблюдавана при мишки, родени чрез естествена репродукция. Промените в Essas включват мутации със загуба на функция и миссенс мутации, които са били напълно предадени на следващите поколения без механизма на генетична рекомбинация, присъстващ в мейозата. Изследователите отдават увеличението основно на процеса на ядрено прехвърляне и последващото ембрионално развитие.

През първите 25 поколения клонираните животни имат нормален външен вид и очаквана продължителност на живота, еквивалентна на тази на конвенционалните мишки. От 27-то поколение нататък вредните мутации започнаха да се проявяват по-очевидно в намаляването на жизнеспособната раждаемост. Mesmo по този начин индивидите, родени до 57-мо поколение, все още са били в състояние да живеят без сериозни клинични признаци.

Разлики между клониране и полово размножаване

При естественото възпроизвеждане образуването на гамети позволява генетична рекомбинация, която помага за премахване или разреждане на вредните мутации. Já при клонирането соматичното ядро ​​носи всички съществуващи мутации и възникват нови промени по време на процедурата или по време на развитието на ембриона. Essa липсата на рекомбинация обяснява прогресивното натрупване, наблюдавано в японското проучване.

Експериментът включваше изключително женски мишки и общо 1206 индивида за 58 поколения. Изследователите подчертават, че първоначалното увеличение на успеваемостта може да е било повлияно от използването на реагенти като трихостатин А киселина, но дори и с технически оптимизации генетичното ограничение е наложено.

Последици за приложенията на технологията за клониране

Leia Tambem

Samsung пуска нова системна актуализация с нови функции за потребителите на Galaxy Watch 4

Дигиталната търговия на дребно намалява стойността на смартфона Galaxy S25 5G с банкови бонуси и обмен на устройства

Значителна отстъпка за Galaxy S25 Plus намалява стойността до под 4500 реала в онлайн магазина

Клонирането чрез ядрен трансфер на соматични клетки има потенциал за масово производство на животни с висока генетична стойност и за опазване на застрашени видове. Проучването обаче показва, че неограниченото повторение на процеса не е жизнеспособно при бозайниците поради неизбежното натрупване на генетични увреждания. Техниките Melhorias все още са необходими за намаляване на въвеждането на нови мутации по време на процедурата.

От раждането на овцата Dolly през 1996 г. клонирането на бозайници се разви технически, но генетичните проблеми като документираните сега остават централни. Работата на Universidade и Yamanashi предоставя конкретни данни за биологичните граници на техниката в мащаб, който никога досега не е тестван.

Подробности за дългосрочния експеримент

Учените поддържаха последователни експериментални условия с постоянно участие от Wakayama и сътрудници през двете десетилетия. При всеки цикъл нови кумулусни клетки се извличат от възрастни клонирани женски и се използват за генериране на следващото поколение. Процесът направи възможно наблюдението на кумулативното въздействие на мутациите в реално време.

В 58-мо поколение кученцата са родени без видими деформации, но умират в рамките на няколко дни. Авторите на изследването смятат, че е много вероятно смъртоносните мутации да компрометират основните функции по време на неонаталния период. Геномиката на Análises потвърди клоновия произход на всички животни от първоначалния донор.

Сравнение с конвенционалните репродуктивни техники

Оплождането in vitro и естественото чифтосване поддържат механизми за възстановяване и рекомбинация, които предотвратяват систематичното натрупване на вредни мутации. В случай на серийно клониране този естествен филтър отсъства, което обяснява разминаването, наблюдавано от средата на експеримента. Изследователите потвърждават, че сексуалното размножаване остава от съществено значение за генетичната устойчивост на популациите на бозайници.

Проучването, публикувано този вторник, представлява най-дългото проследяване, извършвано някога върху последователно клониране при бозайници. Ele предоставя пряко доказателство, че процесът не може да бъде удължен безкрайно без сериозни генетични последствия.