Алексей Алексенко: Овечка, которая всех напугала
Предыстория: Клонирование животных в судьбе автора
Это были 1970-е гг. Тогда Новый Арбат выглядел не то что сейчас: это был такой прорыв волшебного мира будущего, т. е. супермаркетов и небоскребов, в серую и заплеванную советскую Россию. По крайней мере, именно так воспринимал его юный автор этих строк. Доброй семейной традицией стали вечерние прогулки с папой в универсам «Новоарбатский». Папа был физик-реакторщик, но, конечно, никакая не ядерная физика, а биология была в 70-х передним краем познания. Потому и рассказывал мне отец байки главным образом из области этой науки. Одна из баек, потрясших юное воображение, была история опытов Джона Гурдона* по клонированию лягушек.
Я хотел стать таким же умным, как папа, и потому пошел учиться на ядерного физика. Но истории, рассказанные папой во время новоарбатских прогулок, запали в душу. При первой возможности автор переметнулся на биологическую специальность, по которой и получил кандидатский диплом. А когда весь мир узнал об овце Долли, он уже заканчивал свой первый постдокторальный проект (по странному совпадению, как раз в Шотландии, в 50 км от пресловутой овцы).
Но сперва о Джоне Гурдоне. Гурдон в своем Оксфорде еще в 1960-х делал следующее: брал лягушачью яйцеклетку (то, что вы бы назвали «икринкой»), удалял из нее ядро и вводил в нее ядро обычной клетки из тела лягушки. Собственно, это делали уже лет десять до него и неизменно получали следующее: если ядро взять из клетки зародыша на очень ранней стадии развития, из икринки получался нормальный головастик. Но если опоздать буквально на сутки — все, яйцо не развивается. Сейчас сказали бы, что клетка теряла «тотипотентность», то есть была обречена давать только определенный тип ткани и никогда не превращаться в целый организм.
Но Гурдон был жутким занудой, он пробовал снова и снова. И наконец, одна из тысяч икринок превратилась в головастика. А потом — еще и еще. И разумеется, эти головастики были точь-в-точь похожи на лягушку, у которой взяли ядро клетки, и абсолютно не похожи на лягушек, которые метали всю эту икру.
Процесс был (и остается до сих пор) крайне неэффективным: нужно сотни раз повторить опыт, чтобы появился единственный головастик. Однако этот единственный головастик доказывал, что такое в принципе возможно. Каждая клетка тела несет в себе все необходимые гены для развития целого организма. Вот почему Гурдон заслуживает Нобелевской премии. Получил он ее в 2012 году вместе с Синьей Яманакой за «открытие, что зрелые клетки могут быть перепрограммированы и стать плюрипотентными». Он поныне жив и в свои 83 года занимает кафедру в Оксфорде.
Переходим к млекопитающим
Даже когда клонирование лягушек убедило всех, что клонирование в принципе возможно, все были уверены, что к млекопитающим это не относится. Современный биолог (если бы он ничего не слышал про Долли) объяснил бы невозможность клонирования млекопитающих так. Дело в том, что млекопитающие относятся к «амниотам»: у них из оплодотворенного яйца получается не только зародыш, но и плацента, которая отнимает все соки у материнского организма и питает младенца. Похожая ситуация у цветковых растений, только у них не плацента, а «эндосперм» – специализированная ткань семени. Налицо повод для конфликта между отцом и матерью детеныша (или растеныша): отцу выгодно, чтобы плацента или эндосперм высосали у мамы побольше всего полезного для потомства; маме, напротив, выгодно экономить.
Именно поэтому, видимо, у амниотов и у цветковых растений возник механизм «импринтинга»: в своей борьбе друг с другом отцовские и материнские гены несут особые метки, определяющие порядок их работы в зародыше. Зародыш — продукт их точного баланса. Именно поэтому для его развития абсолютно необходимо и мужское, и женское ядро. Два мужских или два женских ядра — рецепт фиаско, приготовившиеся к борьбе гены провалятся в открытую дверь. И уж тем более, думали ученые, для этого не годится ядро из взрослой специализированной ткани, давно забывшее, кто у него мама и кто папа.
Короче, это невозможно. Забегая вперед, процитируем участника работ по клонированию Долли Джима Мак Уира: «Результаты, подобные Долли, заставляют людей остановиться и задуматься: "Погодите, я же говорил, что это невозможно! А про что еще я так говорю?"»
Действующие лица и исполнители
Рослинский институт в окрестностях Эдинбурга, где произошел научный прорыв, работает вместе с компанией PPL Therapeutics. Люди из компании хотели научиться клонировать млекопитающих, потому что это очевидный переходный этап к выведению генно-модифицированных пород скота. То есть ГМО.
Давайте еще раз повторим для ясности: овцы Долли не было бы, если бы в институте не велись работы над ГМО. Этот аспект научных исследований мы обсуждали недавно в связи с очередным идиотским российским законом.
Эмбриологи, работавшие над клонированием, не очень-то верили в успех. Слышали, как главный исследователь Иан Уилмут говорил кому-то: «Я удивлюсь, если что-то получится, но раз уж PPL платит за эксперименты, мы будем их продолжать»
Кроме Уилмута, там был еще Кит Кэмпбелл**, который, собственно, разработал всю экспериментальную методику замены ядер и культивирования клеток (Уилмут был эмбриолог). Чтобы добавить интриги, Кэмпбелл терпеть не мог Уилмута. Тот — классический шотландец-пуританин, этот — длинногривый хиппарь на фольксвагене-жуке с самокруткой в пожелтевших пальцах. Непонятно, как они вообще разговаривали.
А на низовом уровне все делала сладкая парочка: Билл Ритчи и Карен Уокер. Билл удалял ядра из оплодотворенных овечьих яйцеклеток, а Карен вводила в них донорские ядра. Таким образом, Карен выполняла функцию папы; Биллу, поставлявшему готовые яйцеклетки, достался титул овечьей мамы, который он с гордостью носил.
Донорские клетки спокойно росли себе в лаборатории, а вот яйцеклетки были в дефиците: их забор у овец — довольно трудоемкая и дорогостоящая процедура. Карен приносила их в лабораторию в своем, извините, декольте. Билл использовал карман рубашки. Юноша и девушка горячо спорили, которое из мест лучше подходит под суховатое определение «среда с тщательно контролируемым температурным режимом».
Добавим еще, что стерильный бокс, где проводились манипуляции с ядрами, располагался в шкафу-хранилище, куда едва влезали два взрослых человека. По словам Билла, неловкое движение локтя уничтожало результаты работы за целый день. Именно поэтому отсутствуют фотографии и ролики, представляющие это историческое место: там просто невозможно снимать. Да и стыдно было перед всем миром за такую нищету.
Победа над здравым смыслом
В тот февральский день в Рослинском институте случилось страшное. Такое иногда бывает в лабораториях: все культуры «потеряли стерильность», то есть, говоря проще, заросли бактериями и протухли. Дорогущие яйцеклетки ждали ядер, но ядра взять было негде.
Ну, не выкидывать же. Ребята стали лихорадочно искать хоть что-то, откуда можно было взять ядра для пересадки. В коридоре встретили Анжелу Скотт, работавшую с культурами тканей. По счастью, у нее завалялась культура эпителиальных клеток овечьего вымени. Ну, вымя так вымя.
В тот день было сделано 277 пересадок ядра. 29 из яйцеклеток получились более или менее годными: их и пересадили суррогатным мамам-овцам. А потом одна из овец начала подавать признаки беременности.
Через 150 дней, 5 июля 1996 года, на свет появился прелестный ягненок.
Заметьте себе: дело происходило в Шотландии. Вы понимаете, что такое для шотландцев ягненок? Кто постарше, тот может помнить песенку Steel Eye Span:
When we have all sheared our jolly, jolly sheep,
What joy can be greater, than to talk of their increase?
Вот так и у ребят: не было большей радости. Потому что овца была непростая. Она была с белой мордой.
Морда тут вот при чем: чтобы быть уверенными, что родившийся ягненок — действительно клон, а не продукт небрежно выполненного удаления материнского ядра, ученые схитрили. Яйцеклетки брали у породы овец, отличающихся черной мордой. А донорские ядра получили из культуры тканей другой породы — с белыми мордашками. Именно поэтому факс, полученный в тот день Карен Уокер, гласил:
«У нее белое лицо и мохнатые ножки».
«Какой необычный ребеночек», — наверняка подумал портье отеля, где остановилась доктор Уокер.
Присутствовавший при родах зоолог-лаборант Джон Бракен предложил назвать овцу Долли (парень вспомнил о клетках вымени и — по ассоциации — о певице Долли Партон, очень гордившейся своим богоданным бюстом). Уилтон, будучи пуританином, встретил предложение с настороженностью. Он предпочел бы оставить ей лабораторное имя 6LL3. Но он сдался под напором аргументов и не жалеет об этом: «Мало кто помнит мое имя, зато весь мир помнит Долли».
Что за этим последовало
Потом много чего случилось. Например, по поручению Билла Клинтона в лабораторию позвонил Гарольд Шапиро, глава американской Комиссии по биоэтике, и ему ответили: «Все заняты, перезвоните позже».
Затем, конечно, были тысячи просьб простых обывателей, требовавших клонировать их любимых собак, а также — грустная история — недавно скончавшихся детей.
Был безумный фотограф, который принес с собой на съемку овцы золоченую детскую корону для празднования дней рождения. Корону у него отняли, потому что никому не нужна дурная слава. Потому что овца — это именно овца, и до человека ей далеко.
И наконец, были безумцы другого рода — тысячи журналистов, политиков, активистов всех сортов, отписавшихся на тему: «О ужас, они готовят против нас армию клонов». В лаборатории был введен контроль на входе на предмет проноса взрывчатых материалов. Желающих снести с лица земли оплот нечестивцев, возомнивших себя Богом, было предостаточно.
Иан Уилмут относился к этому философски: «Это часть работы. Приходится объяснять».
Потом овцу много фотографировали и разнообразно исследовали. Идейные противники клонирования особенно выискивали все признаки того, что клон — не настоящий организм, второсортный, очень больной, настоящий урод. Первые годы овца их разочаровывала: была абсолютно здорова и дала миру шестерых здоровых ягнят (в результате трех беременностей). А потом заболела артритом. А потом — мерзкой вирусной опухолью легких. Чтобы не длить мучений животины, ее подвергли эвтаназии. На этом история Долли и заканчивается.
Ну, то есть не совсем.
Синья Яманака, клеточный биолог из университета Киото, прочитал статью про Долли, был впечатлен ею, но ужаснулся трудоемкости этой работы. Потом, когда вышли первые статьи по культивированию стволовых клеток человека, он решил еще раз перечитать ту статью. «Хренасе, — сказал он себе по-японски, — значит, все-таки можно перепрограммировать клетку ткани, вернув ей плюрипотентность, то есть способность превращаться во все типы клеток организма?»
В 2012 году Синья Яманака получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за разработанный им метод получения стволовых клеток, то есть как раз плюрипотентных клеток, способных превращаться в (почти) все ткани взрослого организма, с помощью четырех так называемых «факторов Яманаки».
Сегодня исследования стволовых клеток считаются наиболее передовым разделом биологии, сулящим в более или менее отдаленном будущем революционные прорывы в медицине. Некоторые думают, что и бессмертие можно таким образом заполучить.
Тогда вспомните овечку Долли.
Воспоминания людей, лично знавших Долли и причастных к ее появлению на свет, можно прочитать в Nature.
______________
* Сэр John Bertrand Gurdon. По-русски его фамилию часто транслитерируют как Гордон или Гердон. В разных английских диалектах она может произноситься как Гёрдон, Гердон или Гардон. Чтобы не множить путаницу, мы решили написать ее по-русски так, как она пишется латиницей, а произношение оставить на произвол просвещенного читателя.
** Кит Кэмпбелл погиб в 2012 году в результате трагического происшествия. В 2008 году он вместе с Уилмутом и Яманакой удостоен премии Шоу (ее еще называют «Нобелевкой востока»).