Д. К. Найманов, А. М. Калбаева Гендік және жасушалық инженерия

48
2.2.3 Жануарларды клондау. Клондаудың тарихы. 
Жануарлар ағзасының барлық жасушаларының генетикалық ақпараты 
бірдей болады. Алайда, морфогенез үрдісі кезінде сомалық жасушалар 
дифференциалданып, нәтижесінде геномның кейбір бөлігі репрессияланады. 
Жасушаның 
мамандану 
дәрежесі 
жоғарылаған 
сайын, 
олардың 
тотипотенттілігі төмендей береді. Бұл заңдылық ядроларды көшіру 
тәжірибелері кезінде анықталды.
Алғаш рет ядросынан айырылған құрбақаның жасушаларына 
ұрықтардың сомалық жасушаларының ядроларын трансплантациялауды 
американдық ғалымдары Р.Бриггс және Т.Кинг 1952 жылы жасады.
Ғалымдар, микропипетканы қолдана отырып, құрбақаның жұмыртқа 
жасушасынан ядросын алып тастап, олардың орнына әр түрлі даму 
сатысындағы эмбриондардың ядроларын енгізді. Зерттеулердің нәтижесінде 
бластуланың кешкі сатысы мен гаструланың ерте сатысындағы жас 
эмбриондардың ядроларынкөшіргенде, олар өздерінің тотипотенттілік 
қабілетін жоғалтпайтыны және қалыпты түрде дами алатындығы анықталды.
Егер ұрық дамуының ерте сатыларының бірі – бластуладан ядро алынса,
онда шамамен 80% жағдайда ұрықтың ары қарай дамуы сәтті өтеді. Егер 
ұрықтың дамуы гаструла сатысынан асып кетсе, онда қалыпты дамитын 
ұрықтардың саны 20 %-дан кем болады. Дифференциалданудың аяқталуы 
кезінде, яғни гаструланың соңғы сатыларындағы жасушалардың ядроларын 
тасымалдаған кезде, эмбриондардың жартылай дамуы, тіпті жүйке жүйесінің 
болмағаны байқалды. Дамудың соңғы сатыларындағы жасушалар ядроларын 
тасымалдаған кезде, жұмыртқа жасушалары тіптен дамымады. 
Тек қана амфибиялар ғана емес, сонымен қатар балықтар және 
дрозофилалардықосатын бұдан да кеңірек зерттеулер1962 жылы англиялық 
биолог зерттеушісі Дж. Гордон бастаған болатын. Ол ядроның доноры 
ретінде маманданбаған ұрық жасушаларын емес, маманданған тірі бақашабақ 
ішек эпителиінің жасушаларын (Оңтүстік Африкалық бақалармен Xenopus 
laevis) алғашқы адам болды. Рецепиенттер жұмыртқа жасушаларының 
ядросын ол хирургиялық әдіспен емес, ультракүлгін сәулемен жойды. Көп 
жағдайда, реконструкцияланған жұмыртқа жасушалары дамымаса да,
олардың шамамен оннан бір бөлігі эмбрион түзді. Олардың 6,5% эмбрионы 
бластула сатысына жетсе, 2,5%-ы бақашабақ сатысына жетіп, тек 1%-ы ғана 
ересек жануарға айналды. Алайда, мұндай жағдайдағы бірнеше ересек 
жануарлардың даму үрдісі, дамып келе жатырған бақашабақ ішек 
эпителиінің жасушаларының арасында ұзақ уақыт бойы ядроларын көшіруге 
болатын бірінші реттік жыныс жасушаларының болуымен байланысты деп 
болжам жасалды. Кейінгі зерттеулерде автордың өзі және басқа да авторлар 
алынған нәтижелдерді дәлелдеді.
Сәл 
кейінірек 
Гордон 
тәжірибесін 
модификациялады. 
Реконструкцияланған жасушалардың (ішек эпителиінің ядросы бар) көбісі 
гаструла сатысының аяқталуына дейін тіршілігін жоятындықтан, ол олардын 
бластула сатысында ядронаы алып, оларды қайтадан энуклеацияланған 

49
жұмыртқа жасушасына енгізді (мұндайпроцедура «бірінші реттік отырғызу» 
процедурасына қарағанда «сериялық отырғызу» деп аталады. Осыдан кейін 
дамуы қалыпты жүрген ұрықтардың саны артып, олар ядролары бірінші 
реттік отырғызу арқылы ядро енгізілген ұрықтармен салыстырғанда 
дамудың соңғы сатыларына дейін жетті.
Одан соң Гордон Ласкимен бірге (1970 жылы) ересек жануардың 
бүйрек, өкпе және тері жасушаларын осы жасушаларды ядроның доноры 
ретінде қолдану мақсатында in vitro (ағзадан тыс, қоректік ортада) өсіре 
бастады. Алғашқы реконструкцияланған жұмыртқа жасушаларының 
шамамен 25%-ы бластула сатысына дейін дамыды. Сериялық отырғызу 
әдісінің көмегімен олар жүзіп жүретін бақашабақ сатысына жете алды. 
Осылайша, ересек омыртқалы жануардың үш түрлі ұлпасының ядросы 
(X.laevis) тым құрығанда бақашабақ сатысына дейін дамуға мүмкіндік 
беретіні көрсетілді.
Өз кезегінде Ди Берардино мен Хофнер (1983) бөлінбейтін, және 
толығымен дифференциалданған Rana pipiens бақалары қанының 
эритроциттерін ядроның трансплантациясы үшін қолданды. Мұндай 
ядролардың сериялық отырғызылуынан кейін реконструкцияланған 
жұмыртқа жасушаларының 10%-ы бақашабақ сатысына дейін жетті. Осы 
тәжірибелер кейбір сомалық жасушалардың ядросы тотипотенттілік 
қабілетін сақтауға қабілетті екенін көрсетті. 
Ересек жануарлардың жасушаларының ядролары эмбрион дамуының 
соңғы сатыларына дейін тотипотенттілік қасиетін сақтап қалу себептері әлі 
күнге дейін анықталмаған. Ядро мен цитоплазма арасындағы қарым-қатынас 
шешуші роль ойнайды. Жануарлар цитоплазмасындағы заттар ядроның 
жасушалық гендерінің экспрессиясына қатысады. Тағы бір себеп: 
дифференциалданған жасушалардың ядролары ДНҚ-ның асинхронды 
репликациясын эмбриогенездің бастапқы сатыларына тән синхронды 
репликацияға ауыстыра алмайды деген болжам бар. Осыған байланысты, 
дифференциалданған сомалық жасушалар гендерін белсендендіру аса 
маңызды мәселеге айналды. М. Ди Бернардино мен Н.Хоффнердің 
жұмыстары амфибиялар ооциттерінің цитоплазмасы дифференциалданған 
сомалық жасушалар ядроларының тотипотенттілік қасиетін қалпына 
келтіретін факторларға ие екенін көрсетті. Осы факторлар геномның 
репрессияланған аймақтарының белсенділігін қайта қосады. 
1985 жылы совет ғалымдары Л.А. Слепцова, Н.В. Дабагян және К.Г. 
Газарян сүйекті балықтарды клондау технологиясын сипаттады. Бластула 
сатысындағы 
ұрықтарды 
жұмыртқа 
сарысына 
айырады. 
Ұрық 
жасушаларының ядроларын бөлініп бастап, личинкаға айналып бастаған 
ұрықтанбаған уылдырықтардың цитоплазмасына шашыратып енгізген. Бұл 
тәжірибелер онтогенез барысындағы ядроның тотипотенттілік қасиетін 
жоғалтуы, олардың гендерді жоғалтуынан емес, гендердің репрессиясының 
жүзеге асуынан болатынын көрсетті. Сомалық жасушаларды in vitro өсірген 
кезде, ядролардың тотипотентті болу жиілігі артады. Дифференциалданған 
жасушалар геномының ұдайы орын алатын репрессиясының генетикалық 

50
механизмі толықтай анықталмаған, тотипотенттілік қасиетін қалпына келтіру
әдістері жасалмаған, сол себептен қазіргі кезде эмбрионалды жасушалардың 
ядросын трансплантациялау әдісі арқылы клондау жүргізіліп жатыр.
Сүтқоректілердің ядросын отырғызу кешірек, 80-ші жылдары басталды.
Бұл техникалық қиыншылықтармен – сүтқоректілердің зиготасының көлемі 
үлкен болуына байланысты болды.Мысалы, тышқан зиготасының диаметрі 
шамамен 60 мкм болса, бақаның ұрықтанған жұмыртқа жасушасының 
диаметрі 1200 мкм, яғни 20 есе үлкен. Сиыр зиготасының мөлшері 
тышқандыкінен сәл үлкендеу, оның диаметрі 160 мкм, бірақ пронуклеустары 
жұмыртқа 
сарысы 
кесірінен 
дұрыс 
көрінбейді, 
сондықтан 
микроманипуляциялар жасаудың алдында зиготалар арнайы өңдеуді қажет 
етеді.
Көптеген қиыншылықтарға қарамастан, донорға ұқсас тышқандардың 
клондарының алынғаны туралы хабарлама 1981 жылы пайда болды. Донор 
ретінде балстоциста сатысындағы тышқандардың бір линиясының 
эмбрионалды 
жасушалары 
қолданылды. 
Алынған 
нәтижелердің 
шынайылығы бастапқы кездерде күмән туғызды, өйткені басқа зертханаларда 
осы нәтижелерді алу мүмкін болмады, алайда 2 жылдан кейін Дж.Мак Грит 
және Д.Солтер дәл сондай нәтижелерге қол жеткізді. Олардың алған 
нәтижелерінде тышқанның клонын эмбриондар ядроларын 2 бластомерлі 
сатыдан кешіктірмей трансплантациялау арқылы алуға мүмкін болды.8-
жасушалы ұрықтардың және бластоцистаның ішкі жаушалық массасының
ядролары in vitro реконструкцияланған жұмыртқа жасушаларының 
бластоциста сатысының алдында өтетін морула сатысына дейін де дамуымен 
қамтамасыз етпейтіні көрсетілді. 4 жасушалы ядролардың аз бөлігі (5%-ы) 
ғана морула сатысына дейін дамуға мүмкіндік береді. Осы және басқа 
зерттеулер нәтижесі эмбриогенез кезінде тышқандардың жасушалық 
ядролары тотипотенттілік қасиетін ерте жоғалтатынын көрсетті, ол ұрық 
геномының 2 жасушалы кезінен бастап-ақ, яғни ерте кезден бастап белсенді 
бола бастайтынымен байланысты. Басқа сүтқоректілерде, соның ішінде қоян, 
қой және ірі қара эмбриогенездеріндегі гендірдің бірінші тобы кешірек, 8-16 
жасушалы сатысында белсенді бола бастайды. Сол себептен болу керек, 
зерттеушілер клондау сәттіліктеріне тәжірибелерді тышқандармен емес, 
басқа сүтқоректілермен жасаған кезде қол жеткізді. Дегенмен, тышқандармен 
жасалған жұмыстар, олардың тағдырындағы қиыншылықтарға қарамастан, 
біздің клондау туралы түсінігімізді айтарлықтай кеңейтті. 

жүктеу/скачать 1.81 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: