Клетки, уснувшие на тысячелетия

Летом 2002 года на севере Якутии, близ посёлка Юкагир, биологи не копали землю — они размывали её мощной струёй воды. Из мёрзлого склона высохшего русла реки Максунуоха проступили две ноги мамонта. Мышцы, кожа, рыжая шерсть — всё сохранилось так, будто животное погибло не 20–30 тысяч лет назад, а совсем недавно. Находку бережно упаковали в холодильник и отправили в Якутск, в Музей мамонта. Но главный сюрприз ждал учёных позже, когда за дело взялись специалисты новосибирского центра «Вектор».

Сотрудник центра Олег Таранов обнаружил в подкожной клетчатке слой клеток с неповреждёнными ядрами. «Мы условно можем считать эти клетки живыми», — пояснил руководитель программы В. Е. Репин. Дело в том, что сразу после извлечения из грунта ткани зафиксировали формалином — это остановило разрушение, но не убило надежду. Если в оставшихся замороженных фрагментах уцелел такой же клеточный слой, появляется шанс разморозить их, попытаться вырастить в культуре и выделить ДНК. А это — шаг к тому, о чём пока лишь фантазируют: к клонированию мамонта.

Почему мамонт, а не динозавр

Сцена из «Парка Юрского периода» — комар в янтаре, капля крови динозавра, воскрешённый ящер — красива, но наука пока ставит её под сомнение. ДНК со временем распадается, и скорость этого распада зависит от условий. Вечная мерзлота, как в случае с мамонтами, консервирует генетический материал на десятки тысяч лет. Асфальтовые ловушки, безводные пустыни, кислотные источники или очень солёные водоёмы тоже могут защитить ДНК от полного разрушения. Но динозавры исчезли 65 миллионов лет назад — срок, который даже для янтаря, похоже, слишком велик.

Самый древний образец, из которого удалось выделить ДНК и определить её последовательность, — долгоносик в янтаре возрастом 120–135 миллионов лет. Это насекомое, а не динозавр, и его генетический материал всё равно сильно повреждён. С костями динозавров ситуация ещё сложнее. В одном громком случае из костей возрастом более 80 миллионов лет вроде бы извлекли ДНК, но детальный анализ показал: это человеческая ДНК, случайно попавшая на образец. Такие загрязнения — бич палеогенетики, и они напоминают, насколько осторожными нужно быть с выводами.

Как достать ДНК из прошлого

Мировая практика знает немало примеров выделения ДНК из останков. В ход шли иссушенные ткани: шерсть, китовый ус, сброшенная змеиная кожа, чешуя ящериц, зубы и кости. Самым первым музейным экспонатом, чью ДНК проанализировали, стала шкура вымершей зебры квагги — она пролежала 140 лет в соляном растворе, и в 1984 году команда Р. Хигуши сумела извлечь из неё генетический материал. Но у таких находок есть предел: стандартные методики выделения ДНК и полимеразная цепная реакция работают с мышцами, хранившимися в фиксирующей жидкости не дольше века. После этого срока ДНК повреждается настолько, что её приходится восстанавливать по специальной технологии.

Кости — самый распространённый источник ископаемой ДНК, но и тут есть ограничение по возрасту: не старше 50 тысяч лет. Нуклеиновые кислоты в костях сохраняются лучше, чем в мягких тканях, однако риск загрязнения современной ДНК очень высок. К тому же ископаемых костей в распоряжении учёных не так много, как хотелось бы. Мамонтовая находка из Якутии ценна именно тем, что даёт не разрозненные фрагменты, а целые клетки с ядрами — материал, который потенциально можно оживить.

Слон как суррогатная мать

Планы японских учёных, участвовавших в экспедиции 2002 года, известны лишь в общих чертах: вынашивать клонированного мамонтёнка предстоит самке индийского слона. Но знакомая по телепередачам схема — пересадка ядра соматической клетки в яйцеклетку суррогатной матери — здесь может дать сбой. Мамонт и слон — разные биологические виды, и никто не знает, выживет ли мамонтовое ядро в слоновьей цитоплазме и разовьётся ли жизнеспособный зародыш.

Межвидовое клонирование уже пробовали не раз, и результаты пока неоднозначны. В 2001 году итальянские учёные добились успеха с муфлоном — редким диким бараном с Корсики, Сардинии и Кипра. Домашняя овца выносила и родила ягнёнка муфлона, который, насколько известно, жив до сих пор. Любопытно, что для этого эксперимента использовали клетки мёртвых животных — правда, не многовековой давности. А вот попытка компании Advanced Cell Technology из Массачусетса клонировать азиатского быка гаура, занесённого в Красную книгу, закончилась печально: корова родила телёнка по имени Ной, но он прожил всего 48 часов.

Эти примеры показывают, что технически процедура возможна, но каждый случай требует тонкой настройки. Возможно, для мамонта придётся использовать не целое ядро, а отдельные хромосомы или фрагменты ДНК — такой подход тоже обсуждается. Пока же учёные из «Вектора» надеются разморозить найденные клетки и сначала просто вырастить их в культуре. Если это получится, можно будет говорить о следующем шаге.

Между чудом и рутиной

История с мамонтом — не единичная попытка заглянуть в генетическое прошлое. Ранее мы рассказывали о том, как кости мамонта из оврага раскроют ДНК ледникового периода — там, под Пензой, после таяния снегов обнажились берцовые кости, и учёные готовят их генетический анализ, чтобы выяснить вид, возраст и маршруты миграций древнего гиганта. А в Юте тем временем откопали целое кладбище юрского периода: шесть динозавров и древнюю реку — находке около 150 миллионов лет, и она напоминает, что даже без клонирования палеонтология способна оживлять прошлое.

Воскрешение вымерших видов пока балансирует на грани научной фантастики и лабораторной рутины. Клетки из вечной мерзлоты дают надежду, но между неповреждённым ядром и живым мамонтёнком — пропасть из технических, этических и биологических вопросов. И всё же то, что ещё вчера казалось сюжетом для блокбастера, сегодня обсуждается в научных статьях и полевых отчётах.