Так вот, оказалось, что на самых ранних стадиях развития зародыша «молчат» все его гены. Они в это время спешно удваиваются, чтобы тут же, плотно упаковавшись в хромосомы, разойтись по делящимся клеткам и снова приступить к удвоению. Между делениями клетки практически не растут, но какие-то белки в них все-таки синтезируются. Этот процесс обеспечивают матричные РНК, наработанные яйцеклеткой еще до оплодотворения.
Ученые до сих пор не разгадали, какой фактор в определенный момент включает синтез матричных РНК на генах зародыша и как он узнает, что момент настал. Но рано или поздно собственные гены зародыша прерывают бездействие и направляют в цитоплазму свои РНК. У большинства животных это происходит на стадии гаструляции (процесс в развитии многоклеточных организмов, приводящий к образованию зародыша с двухслойной, а у большинства затем и трехслойной стенкой тела). У млекопитающих включение собственных генов происходит значительно раньше: так, например, у мышиного зародыша некоторые гены включаются уже после первого деления зиготы.
Обратите внимание: «молчание» прерывают именно некоторые, строго определенные гены. Потом к ним добавляются другие — строго определенные, за ними — третьи, четвертые… Все это напоминает игру огромного оркестра, где каждый инструмент вступает строго в свой черед и ведет свою партию, сообразуясь с игрой остальных.
И как же в таком случае выглядит пересадка ядра зрелой клетки в зиготу? Представьте себе: вот-вот должна начаться увертюра, дирижер поднял палочку, скрипачи заносят смычки, и тут вдруг появляется другой, играющий середину произведения. Музыканты первого оркестра в замешательстве. Трудно представить, что такому оркестру удастся быстро собраться и начать все сначала. Вот и развитие клеток с пересаженными ядрами отличалось грубыми нарушениями, а потому и заканчивалось гибелью зародыша. И для того чтобы клонировать животных, ученым нужно было научиться как-то согласовывать, синхронизировать состояния цитоплазмы зиготы и пересаженного ядра.
Самая знаменитая овца ХХ века — Долли и ее создатель профессор Иэн Уилмут. О существовании первого в мире клонированного млекопитающего было объявлено в начале 1997 года
Эту задачу и сумела решить группа Иэна Уилмута, обеспечив себе тем самым мировую славу. Исходной точкой работы шотландских ученых стал установленный еще в 1980-е годы факт: если культуру взрослых клеток посадить на «голодный паек» в среду, где концентрация всех питательных веществ впятеро меньше оптимальной, клетки утрачивают признаки специализации, а их ядра становятся почти неактивными. Это очень похоже на состояние зиготы. Может быть, такое ядро сумеет синхронизироваться с ее цитоплазмой?
Для опытов были выбраны клетки молочной железы взрослой овцы породы Finn Dorset. Выдержав их в бедной среде, ученые объединяли их с яйцеклетками овец породы Scottish Blackface, из которых предварительно были удалены собственные ядра. «Голодные» клетки вымени и безъядерные яйцеклетки попарно присасывали к кончику микропипетки и, когда они соприкасались, пропускали через них электрический разряд. Мембраны клеток сливались, и образовавшаяся «зигота» начинала дробиться. Некоторое время «реконструированный» зародыш развивался в пробирке или в перевязанном яйцеводе «промежуточного реципиента» (еще одной овцы), а на определенной стадии его подсаживали в матку «окончательной» суррогатной матери.
Даже при таких ухищрениях выход «продукции» оказался ничтожным: использовав 277 яйцеклеток и создав 247 «реконструированных» зародышей, группа Уилмута сумела вырастить одно-единственное животное — Долли. (Ранее, в 1993—1995 годах, рослинской команде удалось произвести на свет и дорастить до 8—9-месячного возраста двух клонированных ягнят, но источником ядер для них послужили клетки эмбрионов). Специальные анализы подтвердили: Долли есть точная генетическая копия овцы, от которой были взяты клетки молочной железы. Других генов, в том числе генов донора яйцеклетки и суррогатной матери, у нее нет. Принципиальная возможность клонирования взрослых млекопитающих была доказана.