Șoarecii au fost clonați printr-o metodă inedită: ce au realizat oamenii de știință

Procesul de uscare prin congelare este cu adevărat peste greutatea sa (foarte ușoară). Tehnica ar putea fi folosită pentru a stoca informații despre ADN și celule în scopuri de clonare. Iată cum au fost clonați șoarecii prin această metodă.

Cu o rată de succes de până la 0,2%, liofilizarea celulelor mai are un drum lung de parcurs până să devină o strategie standard de clonare și stocare, dar este un pas cu adevărat interesant.

„Menținerea biodiversității este o sarcină esențială, dar stocarea celulelor germinale ca resurse genetice folosind azot lichid este dificilă, costisitoare și ușor de perturbată în timpul dezastrelor”, scriu cercetătorii, conduși de Sayaka Wakayama de la Universitatea Yamanashi din Japonia, în noua lor lucrare.

„Aici, arătăm că celulele somatice liofilizate pot produce clone sănătoase și fertile, ceea ce sugerează că această tehnică poate fi importantă pentru stabilirea unor soluții alternative, mai ieftine și mai sigure, fără azot lichid”.

Liofilizarea este un proces blând, deși intens. Imaginați-vă că înghețați ceva în mai multe etape, până când ajunge la aproximativ -80 de grade, înainte de a-l pune într-o cameră de vid la presiune mare.

Procesul transformă apa în gheață, fără ca cristalele mari de gheață să găsească pereții celulei, în timp ce presiunea transformă apa dintr-un solid direct într-un gaz, care este apoi aspirat din produs. Acest lucru se întâmplă de mai multe ori, până când articolul este ușor, dar are în continuare cea mai mare parte a structurii intactă.

Liofilizarea este folosită mai ales în industria alimentară, unde menține nutrienții și aromele intacte. Este, de asemenea, folosită pentru produse farmaceutice și chiar uneori pentru taxidermie.

Odată ce articolul liofilizat a ajuns la destinație, acesta poate fi apoi rehidratat, păstrând aceleași proprietăți. Acesta este un proces destul de simplu și se întâmplă cu succes de zeci de ani. Dar să faci asta celulelor pentru a le folosi apoi în reproducere este o cu totul altă mâncare de pește.

Șoarecii au fost clonați prin această metodă

Până acum, aceeași echipă de cercetători a experimentat cu stocarea spermei liofilizate într-un sertar de birou (fără control al temperaturii) timp de peste un an și pe Stația Spațială Internațională, de peste 5 ani. Ambele au produs descendenți viabili, deși procentul de succes a fost la adolescenți.

„Uscarea prin congelare ar putea fi cea mai bună modalitate de a conserva resursele genetice pentru o perioadă lungă de timp într-un mod sigur, cu costuri reduse și independent de locație”, scriu cercetătorii în lucrarea lor.

„Cu toate acestea, până în prezent, singurele celule care au produs descendenți după uscare prin congelare sunt spermatozoizii maturi. Colectarea spermatozoizilor de la masculi infertili și a ovocitelor/embrionilor de la femelele fertile este dificilă”.

Când clonați animale, aveți nevoie de o celulă nereproductivă (numită celulă somatică) cu tot ADN-ul animalului. Acest pachet de nucleu umplut cu ADN poate fi apoi introdus într-o celulă ou și puteți începe procesul de creștere a unui copil. Clonarea nu este cea mai ușoară modalitate de a stoca material genetic pentru viitor, dar vă permite să aveți întregul material genetic al unui animal, spre deosebire de doar jumătate din celulele reproductive.

În prezent, celulele somatice și reproductive – pentru biobănci sau alte scopuri – pot fi stocate în azot lichid, care poate fi ridicat rapid la temperatură pentru a readuce celulele la viață. Dar cercetătorii au vrut să vadă cum s-a stivuit liofilizarea, așa că au folosit celule somatice de șoarece (în acest caz fibroblaste și celule cumulus), liofilizate și ținute la -30 de grade Celsius, timp de până la nouă luni.

Celulele au murit și au existat unele daune semnificative în ADN, dar echipa a reușit să extragă restul informațiilor genetice și să le plaseze în celule noi, care au devenit linii celulare timpurii de embrioni. Aceste linii celulare au fost apoi extrase și introduse într-un nou embrion, care a fost capabil să creeze șoareci clonați. Deci da, acesta nu este un proces perfect. Fiecare pas care merge corect – de la rehidratare, la stabilirea liniei celulare, până la creșterea efectivă a șoarecilor clonați – s-a întâmplat doar 0,2% din timp. Acest lucru plasează metoda la șanse de succes și mai mici decât clonarea oilor Dolly, care avea doar 0,4% șanse de a exista.

Unii șoareci nu erau, de asemenea, clone adecvate, purtând anomalii epigenetice din cauza deteriorării ADN-ului. Într-un caz interesant, linia celulară și-a pierdut cromozomul Y și a trecut de la bărbat la femeie, așa că mai sunt multe cercetări de făcut pentru a perfecționa acest proces.

Cu toate acestea, dacă rata de succes este, în cele din urmă, îmbunătățită, posibilitatea de a clona animale folosind astfel de celule degradate și ADN ar fi un avantaj și în alte zone. În timp, chiar și ADN-ul cel mai bine stocat se degradează. Dacă vrem să avem noroc în clonarea animalelor dispărute, va trebui să ne îmbunătățim clonarea din ADN-ul incomplet sau degradat.