Han pasado 20 años desde que la oveja Dolly fue clonada con éxito en Escocia, pero la clonación de mamíferos sigue siendo un desafío. Un nuevo estudio realizado por investigadores de los EE. UU. Y Francia sobre la expresión génica en clones en desarrollo ahora muestra por qué la mayoría de los embriones clonados probablemente fallan.
Dolly se clonó utilizando la técnica de "transferencia nuclear de células somáticas", cuando un núcleo de una célula adulta se transfiere a un óvulo no fertilizado al que se le ha quitado su núcleo, y luego se descarga con electricidad para comenzar el crecimiento celular. Luego se transfieren los embriones.a madres receptoras que llevan los clones al nacimiento.
La clonación del ganado es una tecnología agrícolamente importante y se puede utilizar para estudiar el desarrollo de los mamíferos, pero la tasa de éxito sigue siendo baja, con típicamente menos del 10 por ciento de los animales clonados que sobreviven al nacimiento. La mayoría de las pérdidas se deben a la muerte embrionaria, unfalla durante el proceso de implantación, o el desarrollo de una placenta defectuosa.
la secuenciación de ARN resalta problemas con la expresión génica en clones
En un estudio publicado el 8 de diciembre en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, Harris Lewin, profesor del Departamento de Evolución y Ecología de UC Davis, y sus colegas en Francia y EE. UU. Utilizaron la secuenciación de ARN para observar la expresión génica enEl estudio es la culminación de 12 años de colaboración y combina la experiencia del equipo francés en clonación y biología reproductiva con el conocimiento de las vacas clonadas durante la implantación para comprender mejor los mecanismos moleculares que conducen a una alta tasa de fracaso del embarazo para los clones.La experiencia del equipo estadounidense en genómica funcional.
"Nuestro trabajo abordó cuestiones fundamentales relacionadas con el proceso de clonación", dijo Lewin.
"El estudio ha resultado en la redefinición de nuestra comprensión de cómo la reprogramación nuclear afecta la expresión génica en tejidos extraembrionarios de embriones de ganado clonados y la comunicación exquisita entre los clones y sus madres receptoras"
"La gran cantidad de datos que nuestra colaboración ha generado arroja luz sobre los mecanismos que explican las pérdidas embrionarias en la implantación", dijo Olivier Sandra, líder del equipo para el estudio en el Instituto Nacional de Investigación Agronómica de Francia ". También proporcionan nuevosideas sobre cómo los eventos que tienen lugar en el momento de la implantación impulsan la progresión del embarazo y dan forma al fenotipo postnatal de la progenie, tanto en el ganado como en otras especies de mamíferos ".
Los investigadores estudiaron el tejido de embriones de vaca clonados, todos derivados de la misma línea celular, a los 18 y 34 días de desarrollo, así como el revestimiento endometrial correspondiente de las vacas preñadas. También observaron las vacas no clonadas concebidasusando inseminación artificial.
Utilizando la secuenciación de ARN, los investigadores encontraron múltiples genes cuya expresión anormal podría conducir a la alta tasa de muerte de los embriones clonados, incluida la falla en la implantación en el útero y el desarrollo de una placenta normal. Observando el tejido extraembrionario de las vacas clonadasen el día 18, los investigadores encontraron anomalías en la expresión de más de 5,000 genes.
Lecciones del genoma del ratón
Cuando compararon los resultados con la base de datos Knockout de Genómica Informática del Ratón, encontraron 123 genes que correspondían con la anotación funcional de la morfología anormal del tejido extraembrionario, 121 asociados con la letalidad embrionaria y 14 con la implantación anormal del embrión.
Sin embargo, para el día 34 de desarrollo, el patrón de expresión génica era mucho más similar al control de las vacas derivadas de la inseminación artificial, lo que sugiere que estos clones supervivientes pudieron implantarse en el útero y comenzar a formar una placenta. Estos resultados indican queLas grandes pérdidas de vacas clonadas antes de la implantación probablemente se deben a problemas con genes críticos del desarrollo en el tejido extraembrionario.
El estudio también reveló otros puntos de falla potencial para los clones, incluidos problemas con la señalización hormonal entre el embrión clonado en desarrollo y la vaca preñada. Por ejemplo, el estudio encontró una baja regulación de los genes involucrados en el interferón tau, la señal principal dereconocimiento del embarazo. Los clones también parecieron tener un efecto en la expresión génica de las vacas preñadas mismas; en el día 34, algunos tejidos del útero mostraron una expresión génica muy diferente, lo que podría afectar la placenta.
"Nuestros datos confirman que las interacciones entre el útero y los tejidos extraembrionarios son críticas durante la implantación, por lo que este paso es un obstáculo importante para la progresión del embarazo", dijo Sandra.
"Ahora entendemos por qué los clones fallan, lo que puede conducir a mejoras en el proceso de clonación de animales", dijo Lewin. Pero, advirtió, "Nuestros descubrimientos también refuerzan la necesidad de una prohibición estricta de la clonación humana para cualquier propósito"."
"Es sorprendente que el proceso funcione, lo que demuestra la gran plasticidad que tienen los animales en desarrollo para adaptarse a condiciones extremas", dijo Lewin.
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Materiales proporcionado por Universidad de California, Davis . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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