Исследователи еще 18 лет назад показали, что клетки кожи мыши можно перепрограммировать, чтобы они действовали как эмбриональные клетки. Эти индуцированные плюрипотентные стволовые (iPS) клетки могут дифференцироваться в любой тип клеток животного. С помощью них можно модифицировать азиатских слонов, ближайших ныне живущих родственников вымерших шерстистых мамонтов, так, чтобы у них появилась лохматая шерсть, лишний жир и другие черты мамонта.
В 2011 году ученые Научно-исследовательского института Скриппса в Ла-Хойе создали iPS-клетки северного белого носорога (Ceratotherium simum Cottoni) и обезьяны дрель (Mandrillus leucophaeus) — первые такие клетки от животных, находящихся под угрозой исчезновения. Эмбрионоподобные стволовые клетки с тех пор были получены от множества видов, находящихся под угрозой исчезновения, включая снежных барсов (Panthera uncia), суматранских орангутанов (Pongo abelii) и японских куропаток (Lagopus muta japonica). Но создать iPS-клетки слона ни у кого не получалось.
Команда Colossal столкнулась с схожими трудностями при попытке перепрограммирования клеток азиатского слоненка с использованием протокола, применяемого для создания большинства других линий iPS-клеток. Они попытались заставить клетки производить четыре ключевых фактора перепрограммирования, открытых ученым Шиньей Яманакой. Однако этот подход не дал желаемых результатов. Далее исследователи обработали клетки химическим коктейлем, который применяется для перепрограммирования клеток человека и мышей. В большинстве случаев обработка приводила к гибели или прекращению деления клеток слона. Тем не менее, в некоторых экспериментах клетки стали округлыми, похожими на стволовые клетки. Команда добавила к этим клеткам четыре фактора «Яманака» и, наконец, снизила экспрессию гена TP53, который связан с раком. Этот шаг привел к успеху в перепрограммировании клеток слоненка.
Исследователи создали четыре линии iPS-клеток из слона. Клетки выглядели и вели себя так же, как iPS-клетки других организмов. Они были способны формировать клетки, составляющие три «зародышевых слоя», из которых образуются все ткани позвоночных животных. Новые клеточные линии будут полезны для выявления и изучения генетических изменений, необходимых для придания азиатским слонам черт мамонта. Слоновьи iPS-клетки можно редактировать, а затем трансформировать в соответствующие ткани, такие как волосы или кровь.
Но расширение этого процесса потребует множества других прорывов в репродуктивной биологии. Один из путей включает трансформацию iPS-клеток с отредактированными генами в сперматозоиды и яйцеклетки для создания эмбрионов, что было достигнуто на мышах. Также возможно превратить iPS-клетки непосредственно в жизнеспособные «синтетические» эмбрионы.
Чтобы избежать необходимости вынашивания таких эмбрионов стадами азиатских слонов, предположительно будут использоваться искусственные матки, частично полученные из iPS-клеток. «Мы не хотим вмешиваться в естественное воспроизводство исчезающих видов, поэтому пытаемся увеличить масштабы вынашивания in vitro „, — говорит он.
