Фенотип клонированных животных: амфибии
Когда ядра бластулы трансплантируются в хорошего качества реципиентные яйца Xenopus , свыше 30% таких яиц развиваются в нормальных головастиков, и большинство этих последних можно вырастить до стадии фертильных взрослых животных. По мере того как донорские клетки дифференцируются, степень нормальности развития трансплантантных эмбрионов снижается ( рис. 22.3 ), не столь быстро в случае эндодермальных донорских ядер, как при использовании других. У амфибий оказались информативными серийные ядерные пересадки, в которых донорские ядра берутся из бластулы, которая сама была получена в результате пересадки ядра соматической клетки ( рис. 22.4 ). Это делается потому, что клетки эмбриона от первой пересадки часто представляют собой мозаику клеток, нормальных и ненормальных по хромосомам, из-за различий в скорости репликации ДНК между соматической клеткой и активированным яйцом; серийные трансплантации ядер демонстрируют возможности развития у ядер эмбриона от первой пересадки, которые меньше повреждены ядерной пересадкой. Несколько нормальных половозрелых, генетически маркированных лягушек, самцов и самок, были получены даже при использовании кишечного эпителия питающихся личинок ( Gurdon and Uehlinger, 1966 ). Этот результат показывал, что процесс дифференцировки не обязательно связан с утратой способности обеспечивать нормальное развитие, и, следовательно, принцип сохранения генома по мере дифференцировки клеток не нарушается.
В опытах по трансплантации ядер у амфибий оказалось невозможным получить нормальное взрослое животное из ядра другой взрослой особи. Однако морфологически нормальные головастики были получены из ядер клеток многих различных тканей взрослых особей ( Laskey and Gurdon, 1970 ), и эти головастики имели нормальный набор функционирующих специализированных типов клеток. Следовательно, клетки, коммитированные в направлении одного пути дифференцировки, содержат, тем не менее, генетический потенциал, обеспечивающий в комбинации с цитоплазмой яйца большинство неродственных типов клеточных дифференцировок.
Способность ядер одного клеточного типа обеспечивать другие типы клеточных дифференцировок можно оценить количественно, проверив, в какой степени функциональная мышечная и нервная дифференцировка, о которой можно судить по эмбрионам, совершающим плавательные движения после стимуляции, может быть достигнута при использовании ядер кишечного эпителия от плавающих головастиков. Такие эмбрионы часто могут быть получены с помощью серийных пересадок ядер от эмбрионов, полученных в результате первой пересадки, которые не совсем нормальны ( рис. 22.4 ) ( Gurdon, 1962 ). Кроме того, клетки бластулы от морфологически дефектных эмбрионов от первой пересадки могут формировать мышцы, будучи пересажены нормальным хозяевам, выращенным из оплодотворенных яиц ( рис. 22.4 ) ( Byrne et al., 2003 ). Этот результат показывает, что до 30% клеток кишечного эпителия могут приводить, после пересадки ядер, к формированию функциональных аксиальных мышечных клеток ( табл. 22.1 ). Спектр аномалий, возникающих в результате пересадки ядер у амфибий, не обнаруживает какого-либо постоянного характера, который на морфологическом уровне можно было бы соотнести с происхождением донорской клетки. Независимо от типа клеток и стадии развития донорских ядер эмбрионы, полученные в результате трансплантации ядер, погибают со сходным набором дефектов, включающим неполное дробление, неспособность к гаструляции , дефектное формирование оси и отсутствие структур головы. Внешне беспорядочная природа этих дефектов не удивительна, поскольку известно, что в клетках эмбрионов от первой пересадки часто наблюдаются крупные хромосомные аномалии (см. " Репрограммирование в клонах "),
