Когда-то тему клонирования обсуждали только в фантастических фильмах и романах о далеком будущем. В наши дни это перспективное научное направление, которое используется в сельском хозяйстве. Так, в канун 2023 года впервые в России клонированная телка Цветочек принесла здоровое потомство. Новорожденную весом 40 кг назвали Декабристкой.
О том, что такое синдром «больших телят» и какие еще исследования в настоящее время проводятся на данном направлении, порталу Наука.рф рассказала директор Федерального исследовательского центра животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста, доктор биологических наук, профессор, академик РАН Наталия Зиновьева.
– Зачем нужно клонирование в сельском хозяйстве? Как развивается эта технология?
– Технологию клонирования мы рассматриваем как платформу для получения животных с помощью геномного редактирования. Мы должны быть готовы предложить технологию, способную вносить нужные изменения в геном животных. С развитием новых молекулярно-генетических инструментов это стало довольно обычным процессом в культуре клеток. Основное узкое место в развитии технологий геномного редактирования животных в сельском хозяйстве заключается в умении эффективно вводить такие изменения в генеративные или половые клетки.
Да, сегодня с помощью традиционной селекции мы способны получать конкурентоспособный племенной материал. Но в будущем можем столкнутся с вызовами, которые потребуют принципиально иного подхода. Например, при появлении новых инфекционных заболеваний, изменений потребностей рынка, развития систем производства в условиях Арктики может возникнуть задача создать животных с абсолютно другим генотипом. Геномное редактирование как раз помогает решать такие задачи.
Сегодня мы получили потомство у двух видов клонированных животных. Это всем известная телка по имени Цветочек, которая родилась в 2020 году. Для получения потомства был использован обычный технологический процесс в молочном животноводстве – искусственное осеменение. Биоматериал был получен от бычка с высокой племенной ценностью – это способность передавать продуктивные качества потомству. Такой бык используется для искусственного осеменения в товарных хозяйствах, где производят молоко.
Второй клонированный вид, у которого удалось получить потомство – овцы. Но здесь задача была сложнее. Для клонирования мы взяли гибридные соматические клетки: помимо генотипа домашней овцы, они несли в себе генотип дикого барана архара.
– Как сейчас себя чувствуют Цветочек и Декабристка?
– Они вполне хорошо себя чувствуют. Мы не наблюдаем отличий от других животных. Единственное, Цветочек родилась с более высокой живой массой – 63 кг. В то время, как обычная живая масса телят женского пола – порядка 30-35 кг. Но это довольно известный феномен среди клонированных животных. Так называемый синдром «больших телят». Ученые до сих пор не могут его объяснить. Полагают, что дело может быть в асинхронности развития клонированного эмбриона и репродуктивных органов суррогатной матери. Но это только предположение.
Тем не менее, из-за того, что такие телята оказываются очень крупными, в ряде случаев клонированных животных получают с помощью кесарева сечения. Декабристка родилась естественным образом, хотя ее матери было нелегко, и растет как обычный теленок. Как и другие, ест сено хорошего качества и комбикорм, который дает необходимое количество белков в рационе, пьет чистую питьевую воду. Конечно, условия у нее лучше, чем у коров в сельскохозяйственном производстве. Но, поскольку мы научный институт, и это единственный экземпляр – нам важно проследить весь процесс развития животного, чтобы выявить возможные нарушения. Но пока мы их не видим.
– Как вы думаете, люди готовы к тому, что клонированные животные станут частью нашей реальности?
– Мы никоим образом не хотим сказать, что клонированные животные завтра станут обычным элементом производства в сельском хозяйстве, и на прилавках появится новая продукция. Хотя в некоторых странах разрешено использование потомков клонированных животных в пищевых целях. В этом случае Декабристку можно было бы использовать для получения молока. Но у нас нет такой цели.
В мире происходят различные события, например, пандемия. Вакцина создана в том числе благодаря тому, что в производстве уже были технологические заделы. Владение технологией клонирования может стать нашим преимуществом в решении будущих задач.
– Верно, что Цветочек – первая клонированная корова в России, дающая гипоаллергенное молоко?
– Не совсем так. Цветочек – клонированное животное, для получения которого были использованы клеточные линии без генетической модификации. Это модельный эксперимент, который показал: такая культура клеток способна развиваться до получения потомства.
Сейчас клеточная линия, из которой была получена Цветочек, у нас уже есть в отредактированном виде, в котором мы выключили ген бета-лактоглобулин. Это основной аллерген коровьего молока. Но мы еще не использовали эту клеточную линию для получения отредактированного потомства. Поэтому пока не можем говорить, что у нас есть генетически отредактированное животное. Но думаю, что это дело времени.
– Подойдет ли такое молоко людям с непереносимостью лактозы?
– Лактоза – это другая история, которая не имеет отношения к аллергии. Хотя в свое время были идеи получить безлактозных животных. Например, у мышей выключили ген, отвечающий за синтез лактозы. В итоге они просто перестали давать молоко. Дело в том, что лактоза поддерживает соматическое давление и не позволяет молочной жидкости всасываться обратно в кровь. Поэтому задача производить безлактозное молоко пока отошла на задний план.
А вот гипоаллергенное молоко – это уже наша следующая задача. Основная проблема – наличие коров-реципиентов. Процесс приживаемости клонированных животных пока непредсказуем. В нашем эксперименте было тридцать пересадок, из которых стельность подтвердилась в трех случаях. Однако из них в двух случаях на четвертом и пятом месяцах были аборты. В итоге всего одно животное дало потомство. Так что это довольно дорогостоящий процесс в части содержания коров. Сейчас мы проводим исследования на овцах – это экономичнее и позволяет отработать различные технологии.
– То есть, в ближайшем будущем молоко от клонированной коровы в магазинах мы не увидим?
– Это другая задача. Для начала нужно будет внести в наше законодательство определение, что такое клонированные животное. А также указать требования, которые будут предъявляться к их использованию.
Сейчас законодательство Российской Федерации определяет, что такое трансгенные животные. Но клонированные животные – не трансгенные, а генетически модифицированные. В мировой практике их определяют как «живые модифицированные организмы».
Поэтому пока мы этим занимаемся сугубо в научных целях. Все молоко от клонированной телки мы отдаем на корм телятам.
– Как планируете развивать это направление? Когда нам ожидать новых «героев» и «героинь»?
– Мы работаем над проектом при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Наша цель – разработка и оптимизация технологий эффективного создания генетически отредактированных животных.
Мы уже довольно неплохо продвинулись в исследованиях с овцами. Как и в случае с Цветочком, модифицировали клеточную линию, но выключили уже другой ген, миостатин. Он отвечает за торможение наращивания мышечной массы. Это должно привести к большему набору мышечной массы, развитым мышцам животного. Так мы сможем легко показать внешний эффект от геномного редактирования.
В настоящее время мы занимаемся пересадкой генетически отредактированных эмбрионов. Надеемся, в этом или следующем году удастся получить полного двойника клонированного ягненка, но уже несущего генетическую модификацию. Кстати, ягненка, которого мы получили летом 2022 года, назвали Конгуром, в честь самой высокой вершины горы Памир. У клона четверть крови дикого барана архара, который обитает в этой местности. От него и была получена гибридная клеточная линия.
С аналогичной целью мы сейчас проводим исследования на курах. Уже есть успехи, но пока в рамках лабораторных испытаний. Когда появится результат в виде потомства, будем готовы вам продемонстрировать.
Беседовала Анна Шиховец
