Эксперимент с мышью идет 20 лет: клонирование убивает геном к 58 циклу

Японские молекулярные биологи установили, что при многократном последовательном клонировании одного и того же животного его геном быстро деградирует, а в нём накапливаются смертельные мутации, которые подрывают жизнеспособность организма. Учёные пришли к выводу, что именно половое размножение играет ключевую роль в очистке генома от подобных аномалий.

Бесполое размножение широко распространено среди растений и некоторых низших животных — оно позволяет быстро и эффективно воспроизводить потомство. Однако млекопитающие на такое не способны, и причины этого долгое время оставались неизвестными. Чтобы разобраться в вопросе, группа японских биологов под руководством профессора Университета Яманаси Терухико Вакаямы на протяжении примерно 20 лет последовательно клонировала одну и ту же мышь.

Развитие технологий клонирования побуждает исследователей всё активнее изучать возможности их практического применения: быстрого производства мясной продукции, восстановления популяций редких и вымерших животных и решения других задач. Однако на этом пути есть серьёзное препятствие. При естественном размножении ДНК млекопитающих особым образом «перепрограммируется» и освобождается от накопленных эпигенетических меток. При клонировании этого не происходит, и с каждым новым циклом в геноме могут накапливаться аномалии.

Эксперимент стартовал в январе 2005 года. Учёные последовательно клонировали мышь на протяжении многих десятков поколений, отслеживая при каждом раунде жизнедеятельность животных, продолжительность их жизни, способность к размножению и состояние генома. Первые поколения клонов по всем этим показателям в целом соответствовали исходному грызуну.

Однако уже к 57-му циклу клонирования успешность процедуры упала до 0,6%, а животные полностью утратили способность к размножению и жизнеспособность из-за стремительного накопления летальных мутаций и других генетических нарушений. На 58-м цикле эксперимент пришлось остановить: все родившиеся мыши погибли в первый же день жизни.

Вместе с тем исследователи зафиксировали важное наблюдение: когда клонированных мышей из последних поколений скрещивали между собой и они размножались естественным путём, их потомство демонстрировало заметно лучшую способность к размножению и более высокие жизненные показатели. Это подтверждает, что внутриклеточные процессы, которые запускаются при половом размножении, действительно очищают геном млекопитающих от накопившихся аномалий. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Communications, и авторы работы подчёркивают, что этот фактор необходимо учитывать при разработке практических применений технологий клонирования.