Куколка была клонирована, используя метод «соматической клетки ядерная передача», когда ядро от взрослой клетки передано в неоплодотворенное яйцо, которому удалили его ядро и тогда потрясено электричеством начать рост клеток. Эмбрионы тогда переданы матерям получателя, которые несут клонов к рождению.Клонирование коров является с точки зрения сельского хозяйства важной технологией и может использоваться, чтобы изучить развитие млекопитающих, но показатель успешности остается низким с, как правило, меньше чем 10 процентами клонированных животных, выживающих к рождению.
Большинство потерь происходит из-за эмбриональной смерти, неудачи во время процесса внедрения или развития дефектной плаценты.Упорядочивание РНК подчеркивает проблемы с экспрессией гена в клонах
В исследовании, опубликованном 8 декабря в журнале Proceedings Национальной академии наук, Харрис Льюин, преподаватель в Отделе УКА Дэвиса Эволюции и Экологии и коллег во Франции и США использовал РНК, упорядочивающую, чтобы посмотреть на экспрессию гена у клонированных коров во время внедрения, чтобы получить лучшее понимание молекулярных механизмов, которые приводят к высокому показателю неудачи беременности для клонов. Исследование – кульминация 12 лет сотрудничества и объединяет экспертные знания французской команды в клонировании и репродуктивной биологии с экспертными знаниями американской команды в функциональной геномике.«Наша работа занялась фундаментальными вопросами, касающимися процесса клонирования», сказал Льюин.«Исследование привело к переопределению нашего понимания того, как ядерное перепрограммирование затрагивает экспрессию гена в extraembryonic тканях клонированных эмбрионов коров и изящную связь между клонами и их матерями получателя».
«Большой объем данных, который произвело наше сотрудничество, проливает свет на механизмы, которые составляют эмбриональные потери при внедрении», сказал Оливье Сандра, руководитель группы для исследования в Institut National de la Recherche Agronomique во Франции. «Они также обеспечивают новое понимание о том, как события, проходящие при внедрении, стимулируют прогрессию беременности и формируют послеродовой фенотип потомства у коров, а также в других разновидностях млекопитающих».Исследователи изучили ткань от клонированных эмбрионов коровы – всех полученных из той же самой клеточной линии – в 18 и 34 дня развития, а также соответствующую эндометриальную подкладку беременных коров.
Они также посмотрели на неклонированных коров, задуманных, используя искусственное оплодотворение.Используя упорядочивающую РНК, исследователи нашли многократные гены, неправильное выражение которых могло привести к высокому показателю смерти для клонированных эмбрионов, включая отказ внедриться в матку и отказ развивать нормальную плаценту. Смотря на extraembryonic ткань клонированных коров в день 18, исследователи нашли аномалии в выражении больше чем 5 000 генов.Уроки от генома мыши
Когда они сравнили результаты с базой данных Mouse Genomic Informatics Knockout, они нашли 123 гена, которые соответствовали функциональному описанию неправильной дополнительно-эмбриональной морфологии ткани, 121 связанного с эмбриональной смертностью, и 14 с неправильным внедрением эмбриона.Днем 34 из развития, однако, образец экспрессии гена был намного более подобным, чтобы управлять коровами, полученными из искусственного оплодотворения, предположив, что эти выживающие клоны смогли внедриться в матку и начать формировать плаценту. Эти результаты указывают, что большие потери клонированных коров перед внедрением, вероятно, следуют из проблем с критическими генами развития в extraembryonic ткани.
Исследование также показало, что другие пункты потенциальной неудачи для клонов, включая проблемы с гормональной передачей сигналов между развитием клонировали эмбрион и беременную корову. Например, исследование сочло вниз-регулирование генов вовлеченным в интерферон tau, главный сигнал признания беременности. Клоны также, казалось, имели эффект на экспрессию гена беременных коров сами; в день 34, некоторая ткань матки показала чрезвычайно различную экспрессию гена, которая могла затронуть плаценту.
«Наши данные подтверждают, что взаимодействия между маткой и дополнительно-эмбриональными тканями очень важны во время внедрения, делая этот шаг главным препятствием для прогрессии беременности», сказала Сандра.«Мы теперь понимаем, почему клоны терпят неудачу, который может привести к улучшениям процесса клонирования животных», сказал Льюин.
Но, он предостерег, «Наши открытия также укрепляют потребность в строгом запрете на клонирование человека в любых целях».«Удивительно, что процесс работает вообще, демонстрируя большую пластичность, которую развивающиеся животные должны приспособить к чрезвычайным условиям», сказал Льюин.