Не все клоны одинаковы

Несмотря на название, не все клоны создаются равными. Это особенно верно для продуктов переноса ядра соматической клетки (SCNT), который включает трансплантацию ядра из зрелой соматической (нерепродуктивной) клетки в ооцит (незрелую женскую яйцеклетку), чье ядро было удалено. Результат — геномно перепрограммированная клетка, которую «обманули», заставив вести себя как оплодотворенная яйцеклетка, и которая впоследствии развивается в клон организма-донора ядра. Однако успешность этой процедуры крайне низка, и многие полученные клоны демонстрируют спектр проблем развития.

«Мы хотели узнать, есть ли в этих эмбрионах какие-либо специфичные для клонов паттерны экспрессии генов, которые могут быть связаны с их фенотипическими аномалиями», — говорит Ацуо Огура из Центра биоресурсов RIKEN в Цукубе. Чтобы решить эту загадку, Огура и коллеги провели обширный анализ активности экспрессии генов, сравнив профили эмбрионов мыши, полученных с помощью SCNT, со здоровыми эмбрионами от in vitro оплодотворения (IVF).

Они наблюдали поразительную картину специфичного для клонов снижения экспрессии генов, расположенных на X-половой хромосоме. Это предположило возможный сбой в активности локуса Xist, который обеспечивает, чтобы уровни экспрессии генов в женских клетках соответствовали таковым у их мужских аналогов с одной X-хромосомой. «В женских соматических клетках одна из X-хромосом инактивируется РНК-транскриптами гена Xist на той же X-хромосоме, — объясняет Огура. — В преимплантационных эмбрионах выбор того, какая X будет инактивирована, происходит из "памяти" ооцитов и сперматозоидов».

Эта память, по-видимому, была утрачена или нарушена в эмбрионах SCNT: у многих эмбрионов уже на стадии четырех клеток наблюдались признаки широкомасштабной инактивации генов на обеих X-хромосомах. Однако исследователи обнаружили, что этот эффект можно значительно смягчить, получая эмбрионы SCNT из донорских ядер, в которых активная X-хромосома содержит дефектную копию Xist. Примечательно, что это также помогло нормализовать экспрессию многих не сцепленных с X-хромосомой генов, которые были аномально регулируемы в SCNT, но не в IVF эмбрионах, что указывает на более далеко идущие последствия этой инактивации X-хромосомы, чем ожидалось.

Эта стратегия привела к 8–9-кратному улучшению успешности SCNT у мышей. Огура и коллеги теперь надеются подтвердить, что тот же механизм специфически препятствует клонированию у других видов животных, как прелюдию к разработке методов, которые могли бы в целом повысить эффективность SCNT как для исследований, так и для терапевтических применений.