«Есть много вопросов о биологии приматов, которые можно изучить с помощью этой дополнительной модели», — говорит старший автор Цян Сунь, директор Исследовательского центра нечеловеческих приматов Института нейробиологии Китайской академии наук. «Вы можете производить клонированных обезьян с тем же генетическим фоном, за исключением гена, которым вы манипулировали. Это позволит создать реальные модели не только для генетических заболеваний мозга, но также для рака, иммунных или метаболических нарушений, а также позволит нам проверить эффективность лекарств на эти условия перед клиническим использованием ».Чжун Чжун и Хуа Хуа не являются первыми клонами приматов — это название принадлежит Тетре, макаке-резусу, родившейся в 1999 году с помощью более простого метода, называемого расщеплением эмбриона (Chan et al., Science 287, 317-319). При таком подходе близнецы возникают естественным образом, но одновременно могут производить не более четырех потомков.
Чжун Чжун и Хуа Хуа являются продуктом переноса ядра соматической клетки (SCNT), метода, использованного для создания овцы Долли более 20 лет назад, в котором исследователи удаляют ядро ??из яйцеклетки и заменяют его другим ядром из дифференцированных клеток тела. . Это реконструированное яйцо затем превращается в клон того, что пожертвовало замещающее ядро.Дифференцированные ядра клеток обезьян по сравнению с другими млекопитающими, такими как мыши или коровы, оказались устойчивыми к SCNT. Сан и его коллеги преодолели эту проблему, прежде всего, путем введения эпигенетических модуляторов после переноса ядра, которые включают или выключают гены, тормозящие развитие эмбриона.
Исследователи обнаружили, что их успешность увеличивается за счет переноса ядер, взятых из дифференцированных клеток плода, таких как фибробласты, тип клеток соединительной ткани. Чжун Чжун и Хуа Хуа — клоны одних и тех же фибробластов плода макаки.
Также использовались взрослые донорские клетки, но эти клоны жили всего несколько часов после рождения.«Мы пробовали несколько разных методов, но сработал только один», — говорит Сан. «Было много неудач, прежде чем мы нашли способ успешно клонировать обезьяну».Первый автор Чжэнь Лю, постдокторант, потратил три года на практику и оптимизацию процедуры SCNT. Он протестировал различные методы быстрого и точного удаления ядерных материалов из яйцеклетки и содействия слиянию клетки-донора ядра и энуклеированной яйцеклетки.
С дополнительной помощью эпигенетических модуляторов, которые повторно активируют подавленные гены в дифференцированном ядре, он смог добиться гораздо более высоких темпов нормального развития эмбриона и беременности у суррогатных самок обезьян.«Процедура SCNT довольно деликатна, поэтому чем быстрее вы ее сделаете, тем меньше у вас будет повреждений яйцеклетки, и у доктора Лю есть зеленый палец для этого», — говорит Муминг Пу, соавтор исследования, который руководит Институт нейробиологии CAS Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology и помогает контролировать проект. «Это требует большой практики. Не каждый может выполнить процесс энуклеации и слияния клеток быстро и точно, и вполне вероятно, что оптимизация процедуры переноса очень помогла нам добиться этого успеха».
Исследователи планируют продолжать совершенствовать эту технику, что также выиграет от будущей работы в других лабораториях и наблюдения за Чжун Чжун и Хуа Хуа на предмет их физического и интеллектуального развития. В настоящее время младенцев кормят из бутылочки, и они растут нормально по сравнению с обезьянами их возраста. Группа также ожидает, что в ближайшие месяцы родится больше клонов макак.
Лаборатория следует строгим международным рекомендациям по исследованиям на животных, установленным Национальным институтом здравоохранения США, но Сан и Пу призывают научное сообщество обсудить, что должно или не должно быть приемлемой практикой, когда дело доходит до клонирования нечеловеческих приматов. «Мы прекрасно понимаем, что будущие исследования с использованием нечеловеческих приматов в любой точке мира зависят от ученых, которые будут следовать очень строгим этическим стандартам», — говорит Пу.Эта работа была поддержана грантами Китайской академии наук, Программы ключевых технологических талантов CAS, Бюро науки и технологий муниципального правительства Шанхая, Национальной программы постдокторантов для инновационных талантов и Китайского фонда постдокторантуры.