Ученые впервые клонировали животных из лиофилизированных клеток кожи

Процесс сублимационной сушки действительно превосходит его (очень легкий) вес. Из него получается вкусная клубника в шоколаде, у астронавтов появляется больше возможностей для еды, а теперь этот метод можно использовать для хранения информации о ДНК и клетках в целях клонирования.

С вероятностью успеха всего 0,2 процента. , лиофилизации клеток еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем она станет стандартной стратегией клонирования и хранения, но это действительно захватывающий шаг.

«Поддержание биоразнообразия является важной задачей, но хранение зародышевых клеток в качестве генетических ресурсов с использованием жидкого азота сложно, дорого и легко нарушается во время стихийных бедствий», – исследователи под руководством Саяки Вакаямы из Университета Яманаси в Японии. , пишут в своей новой статье.

«Здесь мы показываем, что лиофилизированные соматические клетки могут производить здоровые, фертильные клоны, предполагая, что этот метод может быть важен для создания альтернативных, более дешевых и безопасных жидких безазотные решения для биобанкирования.»

Сушка вымораживанием — щадящий, хотя и интенсивный процесс. Представьте, что что-то замораживается в несколько этапов, пока температура не достигнет -80 градусов по Цельсию (-112 градусов по Фаренгейту), а затем помещается в вакуумную камеру под высоким давлением.

Этот процесс превращает воду в лед без прокалывания крупных кристаллов льда. стенки клеток, в то время как давление превращает воду из твердого состояния прямо в газ, который затем высасывается из продукта. Это происходит несколько раз, пока продукт не станет легким и хрустящим, но при этом сохранит большую часть своей структуры.

Сушка вымораживанием в основном используется в пищевой промышленности, где она сохраняет питательные вещества и вкус нетронутыми. Он также используется для фармацевтических продуктов и даже иногда для таксидермии.

После того, как лиофилизированный продукт прибыл в пункт назначения, его можно регидратировать, сохраняя многие свойства прежними. Это довольно простой процесс, и он успешно применяется уже несколько десятилетий. Но делать это с клетками, чтобы затем использовать их для размножения, — совсем другое дело.

Та же группа исследователей экспериментировала с хранением лиофилизированной спермы в ящике стола (без контроля температуры). ) более года, а на Международной космической станции более 5 лет. Оба дали жизнеспособное потомство, хотя процент успеха был в подростковом возрасте.

«Сушка вымораживанием может быть лучшим способом сохранить генетические ресурсы в течение длительного периода безопасным, недорогим и независимым от местоположения способом. », — пишут исследователи в своей статье.

«Однако на сегодняшний день единственными клетками, дающими потомство после сублимационной сушки, являются зрелые сперматозоиды. Сбор сперматозоидов от бесплодных самцов и ооцитов/эмбрионов от фертильных самок затруднен. .»

При клонировании животных вам нужна нерепродуктивная клетка (называемая соматической клеткой) со всей ДНК животного. Этот пакет ядер, наполненный ДНК, можно затем вставить в яйцеклетку, и, немного повозившись, вы можете начать процесс выращивания ребенка.

Клонирование — не самый простой способ сохранить генетическую информацию. материал для будущего, но он позволяет вам иметь весь генетический материал животного, а не только половину, найденную в репродуктивных клетках.

В настоящее время соматические и репродуктивные клетки — для биобанков или других целей – можно хранить в жидком азоте, температуру которого можно быстро повысить, чтобы вернуть клетки к жизни.

Но исследователи хотели увидеть, как устроена сублимационная сушка, поэтому они использовали соматические клетки мыши (в в данном случае фибробласты и клетки кумулюса), высушивали вымораживанием и хранили при температуре -30 градусов по Цельсию (-22 градуса по Фаренгейту) до девяти месяцев.

Клетки действительно погибли, и имело место значительное повреждение ДНК, но команде удалось извлечь остальную генетическую информацию и поместить ее в новые клетки, которые стали линиями ранних эмбриональных клеток.

Thes Затем из клеточных линий была извлечена их ядерная информация и вставлена ​​в новый эмбрион, который смог создать клонированных мышей. Так что да, это не идеальный процесс. Каждый правильный шаг — от регидратации до создания клеточной линии и фактического выращивания клонированных мышей — происходил только в 0,2% случаев. Это ставит метод с еще более низкими шансами на успех, чем клонирование овечки Долли, вероятность существования которой составляла всего 0,4 процента.

Некоторые мыши также не были надлежащими клонами, неся эпигенетические аномалии из-за ДНК. наносить ущерб. В одном интересном случае клеточная линия потеряла свою Y-хромосому и превратилась из мужской в ​​женскую, поэтому предстоит провести еще много исследований, чтобы отрегулировать этот процесс.

С учетом всего сказанного, если показатель успеха в конечном итоге улучшится, возможность клонировать животных с использованием таких деградировавших клеток и ДНК будет благом и в других областях. Со временем даже самая хорошо сохраненная ДНК деградирует; если мы хотим добиться успеха в клонировании вымерших животных, нам нужно улучшить клонирование из неполной или деградировавшей ДНК.

Это очень далеко от того, где мы сейчас, но будущее смотрит интересно.

Исследование опубликовано в Nature Communications.