Клонирование: История клонирования человека. Клонирование человека Основе анализа происходило клонирование
Клонирование организмов
Клон – это точная генетическая копия живого организма.
В природе клоны широко распространены. Это, конечно же, потомки . Так как полового процесса не происходит, не изменяется . Поэтому дочерний организм является точной генетической копией предыдущего .
Клоны так же создаются с участием человека. Зачем это делается? Представьте, ведется многолетняя работа по отбору и гибридизации растений, из всех полученных гидридов, у одного очень удачная комбинация генов (например, сочные плоды больших размеров). Как размножить это растение? Если проводить скрещивание, то произойдет рекомбинация генов. Поэтому проводят .
Многие культурные сорта являются клонами изначально полученного растения. (Фиалки, например, размножают листьями). Можно даже получить клон растения всего из одной клетки.
- сначала выращивается культура клеток ,
- потом воздействуют нужными гормонами для дифференцировки тканей , и
- воссоздается новый организм.
С помощью этого метода можно будет получать больше урожая, чем через стандартное разведение. Возможно, в будущем мы будем получать растительные продукты не с полей, а из пробирок.
Огромные площади земли заменит лаборатория. А колхозники останутся без работы.
Но как создавать клоны организмов, неспособных к бесполому размножению (позвоночных к примеру)?
Это возможно. Такое явление встречается даже в природе. Это – .
Из одной зиготы развивается не один организм, при том эти организмы являются генетическими копиями друг друга (так как развились из одной зиготы).
Такое явление позволило возникнуть близнецовому методу (благодаря ему, изучается влияние наследственности и среды на признаки).
Появилась идея искусственного клонирования организмов .
В теории она проста: если из зиготы удалить собственное , и поместить ядро из соматической клетки, то разовьется организм – точная генетическая копия, клон донора соматической клетки.
Практически осуществить это получилось не сразу.
В 60-е года были проведены опыты по клонированию . Из икринок лягушек вытаскивали ядра и засовывали ядра, взятые из соматических клеток (метод такой пересадки ядер, между прочим, был разработан у нас в СССР в 1940 году ученым Г.В. Лопашовым). Получились клоны лягушки. С амфибиями проще, у них оплодотворение и эмбриональное развитие происходит во внешней среде.
Как быть с ?
Икру то они не метят. В 1996 году группа британских ученых (это не фигура речи, они действительно из Британии) под руководством Иэна Уилмута сделала огромное достижение в области биологии. Они, с помощью метода пересадки ядра, клонировали овцу.
Из клетки ткани вымени уже умершей к моменту эксперименту овцы (организма-прототипа) взяли ядро. Из другой овцы взяли яйцеклетку и, предварительно удалив ее собственное ядро, трансплантировали ядро из клеток овцы-прототипа. Полученную уже диплоидную клетку (диплоидную, так как ядро взято из соматической клетки) поместили в другую овцу, которая стала суррогатной матерью. Полученного ягненка назвали Долли.
Она была генетической копией овцы-прототипа.
Но Долли не была первым в истории клоном млекопитающего. И до нее проводились удачные эксперименты. В чем новшество? В том, что ранее брались либо эмбриональные, либо стволовые клетки для донорства ядер. В случае с Долли были взяты уже дифференцированные клетки взрослого организма (клетки вымени). Овечка Долли прожила достойную жизнь, несколько раз становилась мамой. Рожала совершенно здоровых ягнят. Долли ничем не отличалась от других овец, только тем, что она являлась клоном. К концу жизни Долли заболела артритом. Ее усыпили. Болезнь эта никаким образом не связана с клонированием: ей болеют и обычные овцы.
Эксперимент с Долли продемонстрировал возможность и безопасность клонирования млекопитающих.
Какова практическая значимость клонирования? Оно позволяет решить некоторые проблемы:
- можно увеличить численность — спасти от вымирания популяции, которые сами уже не могут поддерживать свою численность и, по сути, обречены;
- клонирование дает возможность в прямом смысле воскресить вымершие виды, если сохранились образцы ядер клеток этих организмов (вспомните Парк Юрского периода);
- не обязательно выращивать целиком новый организм. Можно выращивать отдельно органы и заменять ими поврежденные. У человека отказала . Взяли у него одну клетку – вырастили новую. И отторгаться она не будет , так как не содержит чужеродных белков: все свое.
В теории все прекрасно, на практике возникают некоторые проблемы.
Прежде всего, это чисто «механические» проблемы. Несовершенство методов. Белые пятна, пробелы в знаниях: не все еще известно о генах и всех их тонкостях.
Еще одна проблема скрыта в ядре. В процессе дифференциации клеток происходит и дифференциация ядер этих клеток: некоторые гены отключаются, некоторые активируются. То есть в ядре, взятом для пересадки в яйцеклетку, могут быть отключены некоторые гены, которые необходимы для нормального развития зародыша. Понятно, что в этом случае нормального развития не получится.
Есть проблема этическая — клонирование человека. Сути ее я не понимаю, лично мне она кажется надуманной. Поэтому комментировать ее не буду.
Последняя проблема, которую мы рассмотрим – это проблема старения ядер. В ядрах есть счетчики старения организма – теломеры. С каждым делением они все короче и короче. Очевидно, нужен способ искусственно «сбросить до заводских настроек» ядро: отменить отключение генов, восстановить теломеры.
На клонирование организмов возлагаются огромные надежды. В этом методе видят излечение болезней . Область открыта для исследований: еще многое нужно изучить.
Клонирование – это такой процесс, при котором генетически идентичная копия производится путем бесполого размножения. Этот термин обычно используется для обозначения искусственного клонирования человека. Есть два широко обсуждаемых типа человеческого клонирования: терапевтическое клонирование и репродуктивное клонирование.
Термин «клон» ввел в 1963 году Дж. Б. С. Холдейн, выдающийся шотландский биолог, в своей речи, озаглавленной «Биологические возможности для человека видами на ближайшие десять тысяч лет».
По заказу 57-летней американки Бернанн Маккини в южнокорейской клинике произвели клонирование собаки.
Историю клонирования человека можно проследить от 1880-х годов, когда ученые пытались доказать, как работает генетический материал в клетках.
Что генетический материал не теряется во время деления клетки продемонстрировал Ханс Dreisch на клонировании морских ежей, разделяя две клетки и выращивая их самостоятельно. В 1902 году Ганс Spemman повторяет тот же процесс на саламандрах.
Очень трудно проследить хронологию клонирования растений, из-за того, что такое клонирование растений тысячи лет практикуется как людьми, так и в самой природе.
Клонирования человека — За и Против
О клонировании человека, заговорили, когда шотландские ученые института Рослина создали знаменитую овцу Долли. Это вызвало во всем мире интерес и озабоченность.
Клонирование не так далеко от процедур, как экстракорпоральное оплодотворение, где оплодотворение яйцеклетки происходит в лаборатории и затем переносится в матку.
Экстракорпоральное оплодотворение, как правило, требует извлечения из множества клеток и может производиться несколько раз, чтобы сработать, если оно вообще сработает и даст результат. Это может также привести к многоплодной беременности.
Клонирование является лишь еще одной альтернативой для воспроизводства потомства и в отличие от ЭКО, оно занимает очень мало клеток и срабатывает с первого раза, что для беременности делает его более эффективным способом размножения.
Животные, в настоящее время клонированные, имеют генетически максимально желательные качества. Исследования также проводятся на клонирование исчезающих видов и мертвых животных.
В 2009 году представитель вымерших видов животных — Пиренейский буйвол был клонирован, однако, жил только в течение 7 минут, прежде чем стать вымершим еще раз.
Как происходит клонирование человека
Клонирование человека является производством генетической копии какого-то другого человека. Ядро, или центральная часть клетки, содержит большую часть своего генетического материала.
В клонировании, ядро клетки тела (например, клетки кожи) используется для замены ядра неоплодотворенной яйцеклетки. При активации эмбриона создается клон, который является двойником человека, от которого ядро было взято.
В зависимости от того, что мы хотим получить, клонирование называется «репродуктивным» или «терапевтическим», однако первоначальный метод получения клона был тем же самым.
Клонирования «Репродуктивное» будет происходить, если передать клон в тело женщины и позволить ему родиться. «Терапевтическое» клонирование может произойти, если целью было уничтожить его ради получения частей.
Части являются в центре эмбриона, который умрет, когда эти клетки будут извлечены. Клетки могут затем быть использованы в исследованиях по пересадке для тех, у кого есть определенные заболевания. Стволовые клетки являются универсальными клетками, которые производят видовые клетки, необходимые конкретному пациенту.
Есть, однако, и другие источники стволовых клеток, которые не связаны с эмбрионами, например, взрослого костного мозга, пуповины или сохранены при рождении.
Помимо успешных попыток клонирования различных видов животных, 20-й век ознаменовался также некоторыми из основных достижений в области генеалогии. Успешная расшифровка кода ДНК в 1968 году стала основным стимулом для очень стремительного развития клонирования человека.
В 1988 году геном человека, геном Homosapiens, хранящийся в 23 парах хромосом, был расшифрован. При существующем положении вещей наука прекрасно двигалась в направлении развития человеческого клона.
Серьезный удар пришел в виде Закона 2009 года о запрещении клонирования человека, который считает клонирование — незаконным, неэтичным и аморальным действием.
Против клонирования людей пришли мнения из научного сообщества, которые не были удовлетворены результатами клонирования животных, а также религиозные общины, которые считают клонирование человека вмешательством в человеческую жизнь и продолжение рода.
Это краткая история клонирования человека, охватывает период около 120 лет. По состоянию на 2009, когда клонирование человека стало считаться незаконной деятельностью в 23 странах.
Братство ученых и исследователей надеются, что клонирование человека будет легализовано в ближайшее время, после чего они смогут вернуться в свои лаборатории, и продолжить эксперименты, связанные с прежними исследованиями.
О. В. САБЛИНА,
кандидат биологических наук, СУНЦ НГУ
КЛОНИРОВАНИЕ ЖИВОТНЫХ
Пожалуй, ни одно из достижений биологической науки не вызывало такого накала страстей в обществе, как клонирование млекопитающих. Если некоторые люди, как биологи, так и не имеющие отношения к «Life Sciences» (наукам о жизни), с восторгом приняли появившуюся, хотя бы и теоретически, возможность клонирования человека и готовы завтра же клонироваться, то большинство неспециалистов отнеслись к такой возможности, мягко говоря, очень настороженно.
Бурные дебаты в средствах массовой информации привели к тому, что среди населения оказалось распространенным мнение о крайней опасности подобных исследований. Этому немало способствовали «клоны», «заселившие» художественную литературу и кино. Несколько лет назад одна из околонаучных группировок заявила о намерении клонировать Гитлера, для того чтобы его повесить за совершенные преступления. Это, в свою очередь, породило опасения, что диктаторы типа Гитлера могут увековечить свою власть, передав ее своим клонам. В большинстве подобных представлений клоны человека - «ненастоящие люди», тупые и злобные, а клонированные животные и растения угрожают погубить всю биосферу. Здесь следует особо отметить, что люди нередко путают клонирование и трансгенез, тогда как это абсолютно разные вещи. Действительно, при получении трансгенных многоклеточных животных применяют клонирование, однако в этом случае клонирование - не цель, а средство. Клонирование без транс-генеза - прием, широко используемый в самых разных по своим целям проектах.
Насколько обоснованы эти страхи и надежды? Представляется очень важным формирование спокойного взвешенного суждения относительно перспектив и возможных последствий этих исследований. Для этого нужно ответить на несколько основных вопросов, что мы и попытаемся сделать.
Итак, что же такое клонирование? Как клонируют животных? Почему ученые этим занимаются? Для чего можно использовать технику клонирования животных? Допустимо ли клонирование человека?
ЧТО ТАКОЕ КЛОН?
Греческое слово κλ w n
означает побег, отросток. Сейчас клонами называются особи животных или растений, полученные путем бесполого размножения и имеющие полностью идентичные генотипы. Клоны очень широко распространены среди растений - все сорта вегетативно размножаемых культурных растений (картофель, плодовые и ягодные растения, гладиолусы, тюльпаны и т.д.) являются клонами. Разработанная в настоящее время техника микроклонального размножения позволяет получать за короткое время огромное количество генетически идентичных экземпляров даже таких растений, которые в естественных условиях вегетативно не размножаются.У животных такой тип размножения распространен значительно меньше. Тем не менее известно более 10 ООО видов многоклеточных животных, размножающихся путем деления одного организма на два или даже несколько частей (аутофрагмен-тация), которые вырастают в полноценные организмы. Эти новые организмы также являются клонами. Естественные клоны, возникающие путем обособления части клеток организма и развития из них полноценной особи, характерны не только для таких примитивных животных, как губки или хрестоматийные гидры. Даже такие достаточно высоко организованные животные, как морские звезды и черви, могут размножаться делением. Но позвоночные или насекомые такой способности лишены. Тем не менее клоны, возникшие естественным путем, встречаются даже у млекопитающих.
Природными клонами являются так называемые монозиготные близнецы, которые происходят из одной оплодотворенной яйцеклетки. Это происходит, когда зародыш на самых ранних стадиях дробления разделяется на отдельные бластомеры и из каждого бластомера развивается самостоятельный организм. Например, у американского девятиполосного броненосца всегда рождается по четыре монозиготных близнеца. Разделение зародыша на стадии четырех бластомеров на самостоятельные зародыши - нормальное явление для этого млекопитающего.
Такие близнецы представляют собой как бы обособившиеся части одного организма и имеют один и тот же генотип, т. е. являются клонами.
Монозиготные (или идентичные) близнецы у человека также являются клонами. Наибольшее известное число родившихся монозиготных близнецов у человека равняется пяти. Вероятность рождения близнецов у человека невелика - среди белого населения Европы и Северной Америки она в среднем составляет около 1%. Реже всего близнецы рождаются в Японии. В африканском племени йоруба частота близнецов составляет 4,5% всех рождений, а в некоторых районах Бразилии - до 10%, однако только незначительная часть из них являются монозиготными. Существуют и семьи с генетической предрасположенностью к рождению близнецов, но тоже только дизиготных.
Одновременная овуляция обусловлена определенным сбоем в работе гормональной системы, который может иметь генетическую природу. Причина же, по которой происходят разделение зародыша и образование монозиготных близнецов у человека, неизвестна. Частота этого явления - около 0,3% во всех популяциях человека.
Очень редко случается, что по неизвестной причине зародыш разделяется не до конца. Тогда рождаются сросшиеся (вернее, недоразделившиеся), так называемые сиамские близнецы. Примерно четверть всех идентичных близнецов являются «зеркальными», например, один из близнецов левша, другой правша, у одного волосы на макушке закручены по часовой стрелке, у другого против, у одного сердце расположено слева, а печень справа, у другого - наоборот. Ученые считают, что «зеркальность» близнецов является следствием разделения эмбриона на достаточно поздней стадии развития.
Таким образом, клоны животных и человека - нормальное природное явление. Этот факт сразу позволяет ответить на некоторые вопросы в связи с клонированием человека: клоны - абсолютно нормальные, полноценные люди, отличающиеся от всех остальных людей только тем, что имеют генетического двойника. Они являются самостоятельными, автономными организмами, хотя и имеющими идентичные генотипы. Поэтому любые надежды достичь бессмертия путем клонирования абсолютно беспочвенны. По этой же причине клоны не могут нести никакой ответственности за поступки, совершенные их «генетическим оригиналом».
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ КЛОНИРОВАНИЕ ЖИВОТНЫХ
Клонированием называют искусственное получение клонов животных (в случае клонирования растений чаще пользуются терминами «вегетативное размножение», «меристемная культура»). Поскольку высшие животные не могут размножаться вегетативно, то для получения клона можно в принципе воспользоваться тремя методами:
удвоить набор хромосом в неоплодот-воренной яйцеклетке, получив таким образом
диплоидную яйцеклетку, и заставить ее развиваться без оплодотворения;
искусственно получить монозиготных близнецов, разделив начавший развиваться
эмбрион;
удалить ядро из яйцеклетки, заменив его на диплоидное ядро соматической клетки,
и тоже заставить развиваться такую «зиготу».
Все эти три возможности ученые использовали для клонирования животных.
Первый способ удается применить не для всех животных. Еще в 30-е гг. XX в. Б.Л. Астаурову удалось с помощью термического воздействия активировать неопло-дотворенное яйцо тутового шелкопряда к* развитию, блокировав при этом прохождение первого деления мейоза. Естественно, ядро при этом оставалось диплоидным. Развитие такой диплоидной яйцеклетки заканчивалось вылуплением личинок, точно повторяющих генотип матери. Естественно, при этом получались только самки. К сожалению, разводить самок экономически невыгодно, так как при большей затрате корма они дают коконы худшего качества. В.А. Струнников усовершенствовал этот метод, разработав способ получения клонов тутового шелкопряда, состоящих только из особей мужского пола. Для этого на ядро яйцеклетки воздействовали гамма-лучами и высокой температурой. Это делало ядра, не способными к оплодотворению. Ядро сперматозоида, проникшего в такое яйцо, удваивалось и приступало к делению. Это приводило к развитию самца, повторявшего генотип отца. Правда, полученные клоны для промышленного шелководства непригодны, но их используют в селекции для получения эффекта гетерозиса. Это позволяет резко ускорить и облегчить получение выдающегося по продуктивности потомства. Сейчас эти методы широко применяются в шелководстве в Китае и Узбекистане.
К сожалению, успех с тутовым шелкопрядом является исключением - у других животных получить клоны таким способом не удается. Исследователи пробовали удалить один из пронуклеусов из оплодотворенной яйцеклетки и удваивали число хромосом другого, обрабатывая их веществами, разрушающими микротрубочки веретена деления. Получались диплоидные клетки, гомозиготные по всем генам (содержащие либо два материнских, либо два отцовских генома). Такие зиготы начинали дробиться, однако развитие прекращалось на ранней стадии и получить таким способом клоны млекопитающих оказалось невозможно. Были сделаны попытки пересадить пронуклеусы из одной оплодотворенной яйцеклетки в другую. Оказалось, что полученные таким способом зародыши развивались нормально только в том случае, если один пронуклеус представлял собой ядро яйцеклетки, а другой - сперматозоида. Эти эксперименты показали, что для нормального развития эмбрионов млекопитающих необходимы два разных генома - материнский и отцовский. Дело в том, что при формировании половых клеток имеет место геномный импринтинг - метилирование участков ДНК, что приводит к выключению метилированных генов. Это выключение остается на всю жизнь. Поскольку в мужских и в женских половых клетках выключаются разные гены, то для нормального развития организма нужны оба генома - одна работающая копия гена должна быть.
Второй метод - разделение эмбриона на ранних стадиях дробления в эмбриологии используют очень давно, правда в основном на морских ежах и лягушках. Именно таким способом были получены данные о способности выделенных из зародыша бластоме-ров дать начало полноценному организму. Клоны-монозиготные близнецы млекопитающих были получены существенно позже, но искусственное разделение эмбрионов и последующая их имплантация «суррогатным матерям» уже применяются в селекции сельскохозяйственных животных для получения большого числа потомков от особо ценных родителей. В 1999 г. таким способом была клонирована обезьяна. Оплодотворение было проведено в пробирке. Зародыш на стадии восьми клеток был разделен на четыре части, и каждая двуклеточная часть была имплантирована в матку другой обезьяны. Три зародыша при этом развиваться не стали, а из четвертого родилась обезьянка, которую назвали Тетра (Четвертинка).
Самое знаменитое клонированное животное, овечка Долли, была клонирована с помощью
третьего метода - переноса генетического материала соматической клетки в яйцеклетку,
лишенную собственного ядра.
Метод пересадки ядер был разработан еще в 40-х гг. XX в. русским эмбриологом
Г.В. Лопашовым, работавшим с яйцеклетками лягушки. Правда, взрослых лягушек он
не получил. Позднее англичанину Дж. Гёрдону удалось заставить яйцеклетки лягушки
с чужим ядром развиваться до получения взрослых особей. Это было выдающееся достижение
- ведь он пересаживал в яйцеклетку ядра дифференцированных клеток взрослого организма.
Он использовал клетки плавательной перепонки и клетки эпителия кишечника. Но и
у него до взрослого состояния развивалось не более 2% таких яйцеклеток, причем
выросшие из них лягушки отличались меньшими размерами и пониженной жизнеспособностью
по сравнению с их нормальными сверстниками.
Пересадить ядро в яйцеклетку млекопитающего значительно труднее, так как она примерно в 1000 раз мельче, чем яйцеклетка лягушки. В 1970-х гг. в нашей стране в Институте цитологии и генетики в Новосибирске на мышах это пытался сделать замечательный ученый Л.И. Корочкин. К сожалению, его работы не получили продолжения из-за трудностей с финансированием. Зарубежные ученые продолжали исследования, однако операция трансплантации ядра оказалась слишком травматичной для мышиных яйцеклеток. Поэтому экспериментаторы пошли другим путем - стали просто проводить слияние яйцеклетки, лишенной собственного ядра, с целой неповрежденной соматической клеткой.
Группа исследователей из Рослинско-го института в Шотландии, возглавляемая Я. Вилмутом, клонировавшие Долли, использовали для слияния клеток электрический импульс. Они удаляли ядра из зрелых яйцеклеток, затем с помощью микропипетки вводили под оболочку яйцеклетки соматическую клетку, выделенную из молочной железы овцы. С помощью электрического удара клетки сливались и в них стимулировалось деление. Затем, после культивирования в течение 6 дней в искусственных условиях, начавший развиваться эмбрион на стадии морулы имплантировали в матку специально подготовленной овцы другой породы (хорошо отличавшейся фенотипически от донора генетического материала). Рождение овечки Долли стало громкой сенсацией, а у некоторых ученых возникли сомнения в том, что она действительно была клоном. Однако специальные проведенные исследования ДНК показали, что Долли - настоящий клон.
В дальнейшем техника клонирования млекопитающих была усовершенствована. Группе ученых из университета Гонолулу под руководством Риузо Янагимачи удалось с помощью изобретенной ими микропипетки осуществить перенесение ядра соматической клетки непосредственно в яйцеклетку. Это позволило им обойтись без электрического импульса, который был далеко небезопасен для живых клеток. Кроме того, они использовали менее дифференцированные клетки - это были клетки кумулуса (соматических клеток, окружающих яйцеклетку и сопровождающих ее во время движения по яйцеводу). К настоящему времени этим методом клонированы и другие млекопитающие - корова, свинья, мышь, кошка, собака, лошадь, мул, обезьяна.
ЗАЧЕМ КЛОНИРОВАТЬ ЖИВОТНЫХ?
Несмотря на огромные успехи, клонирование млекопитающих остается сложной и дорогостоящей процедурой. Почему же ученые не оставляют эти эксперименты? Прежде всего потому, что это... интересно. Причем не просто любопытно - получится или нет, уже ясно, что получится. Клонирование млекопитающих чрезвычайно важно для фундаментальной науки. Это уникальный инструмент, позволяющий исследовать один из самых сложных и интригующих вопросов биологии - как, какими путями информация, записанная последовательностью нуклеотидов в ДНК, реализуется во взрослом неповторимом организме, каким образом осуществляется точнейшее взаимодействие тысяч генов, каждый из которых «включается» и «выключается» именно в то время и в той клетке, где это необходимо. Известно, что некоторые гены, работающие на самых ранних этапах эмбриогенеза, в ходе дальнейшего развития и дифферен-цировки клеток необратимо выключаются.
Как это происходит? Можно ли заставить дифференцированную клетку претерпеть обратную дифференцировку? На последний вопрос без клонирования ответить вообще невозможно. Сам факт, что клонирование млекопитающих удается, вроде бы говорит о том, что обратная дифференцировка возможна. Однако не все так просто. Часто животные клонированы из недифференцированных - эмбриональных стволовых клеток или из клеток кумулуса. В других случаях, возможно, также были использованы стволовые клетки. В частности, овечка Долли была клонирована из клетки молочной железы беременной овцы, а при беременности под действием гормонов стволовые клетки молочной железы начинают размножаться, так что вероятность того, что экспериментаторы возьмут именно стволовую клетку, повышается. Предполагают, что именно так и было с Долли. Этим может объясняться и очень малая эффективность клонирования - ведь стволовых клеток в ткани немного.
Но, конечно, если бы у метода клонирования не было хорошо просматриваемых практических выходов, исследования не были бы столь интенсивными. Какая же практическая польза может быть от клонированных животных? В первую очередь, клонирование высокопродуктивных домашних животных может быть использовано для получения в короткий срок больших количеств элитных коров, ценных пушных зверей, спортивных лошадей и т.д. Некоторые ученые считают, что клонирование никогда не будет широко применяться в животноводстве из-за того, что эта процедура весьма дорогая. Кроме того, условием селекции всегда было генетическое разнообразие, клонирование же, тиражируя один генотип, сужает это разнообразие. Тем не менее поскольку половое размножение необходимо связано с рекомбинацией, разрушающей сочетания аллелей, клонирование может помочь сохранить уникальные генотипы. Клонирование путем разделения начавших дробиться эмбрионов уже сейчас используется в селекции крупного рогатого скота.
Особые надежды ученые возлагают на клонирование диких животных, которым грозит
исчезновение. Уже в настоящее время создаются «Замороженные Зоопарки» - образцы
клеток таких животных, хранящиеся в замороженном виде при температуре жидкого
азота (-196°С). В Америке уже родились два детеныша дикого быка бантенга, клонированные
из клеток животного, умершего в 1980 г. Его клетки были заморожены и более 20
лет хранились в жидком азоте. Клонированы также другой вид дикого быка гаур, европейский
дикий баран, дикие африканские степные кошки.
Клонирование кошек - особо интересный и важный эксперимент, проведенный в Институте
Природы в городе Одюбоне (США). Там были получены два клона-самки от одной кошки-донора
и один клон-самец от кота по имени Джаз. Джаз, в свою очередь, был выращен из
эмбриона, который в течение 20 лет хранился в замороженном состоянии в жидком
азоте, а потом был выношен и рожден обычной домашней кошкой. В 2005 г. обе кошки-клоны
общими усилиями родили восьмерых котят. Отцом всех восьмерых был кот-клон Джаз.
Этот опыт показал, что клоны способны к нормальному размножению. Следует, однако,
понимать, что с помощью клонирования вряд ли удастся «воскресить» исчезнувший
вид. Тем не менее это может помочь сохранить генофонд, если использовать полученные
клоны в скрещиваниях с животными, содержащимися в зоопарках. Такое использование
клонов может помочь избежать негативных последствий близкородственного скрещивания,
неизбежного при малой численности вида.
Здесь следует сказать и о надеждах клонировать уже исчезнувших животных - мамонта, тасманийского сумчатого волка, зебры квагги. Оптимисты предполагают, что можно использовать ДНК этих животных, сохранившуюся либо в вечной мерзлоте, либо в законсервированных тканях. Однако предпринятая попытка клонировать тасманийского сумчатого волка, последнийэкземпляр которого погиб в зоопарке в 1936 г., не удалась. Это и неудивительно, так как в распоряжении ученых не было живых клеток, а только образцы тканей, хранившиеся в спирте. Из них была выделена ДНК, но она оказалась слишком поврежденной, да и существующие в настоящее время методы не позволяют клонировать животных») не имея достаточного количества живых клеток. По этой же причине мала вероятность когда-либо клонировать мамонта. Во всяком случае, все предпринятые попытки культивировать клетки мамонта, пролежавшие тысячелетия в вечной мерзлоте, оказались безуспешными. Кроме того, следует иметь в виду, что если даже и удалось бы получить и вырастить один клон мамонта или квагги, это не было бы воскрешением вида. Из одного или даже из нескольких экземпляров получить вид нельзя. Считается, что для устойчивого существования и воспроизведения вида необходимо по крайней мере несколько сотен особей. Поэтому ископаемая ДНК или ДНК из хранящихся в спирте тканей достаточна для анализа или даже для трансгенеза, но недостаточна для клонирования. Хотя известны случаи выживания вида после катастрофического падения численности. Один из таких видов - гепард. Генетический анализ показывает, что в его истории был момент, когда его поголовье составляло 7-10 особей. Хотя гепарды и выжили, последствия близкородственного скрещивания остались - частое бесплодие, мертворождения и другие трудности с размножением. Другой такой вид - человек. В эволюционной истории человека было не менее двух эпизодов прохождения резкого падения численности вида, а для американских индейцев - даже больше (заселение Америки шло из Восточной Сибири по Берингийскому перешейку очень небольшими группами - 7-10 человек). Именно поэтому генетическое разнообразие человека невелико, следствием чего является разнообразие фенотипическое - многие гены находятся в гомозиготном состоянии.
Безусловно, незаменимым методом клонирование является для получения трансгенных животных. Хотя применяются и другие методы получения трансгенных животных, именно клонирование позволяет получать животных с заданными свойствами для практических нужд. В том же Рослинском институте в Эдинбурге, где родилась Долли, были получены и клонированные овечки Полли и Молли. Для их клонирования были использованы генетически измененные клетки, культивировавшиеся в искусственных условиях. Эти клетки, кроме обычных овечьих генов, несли человеческий ген IX фактора свертываемости крови.
Генетическая конструкция содержала промотор, экспрессирующийся в клетках молочной железы. Поэтому белок, кодируемый этим геном, выделялся с молоком. Полли была первым клонированным трансгенным млекопитающим. Ее рождение открыло новые перспективы в лечении некоторых заболеваний человека. Ведь многие болезни связаны с нехваткой определенного белка - фактора свертываемости или гормона. До сего времени такие лекарства можно было получать только из донорской крови. А ведь количество гормона в крови очень мало! Кроме того, использование препаратов крови чревато инфекционными заболеваниями - не только СПИДом, но и вирусными гепатитами, которые не менее опасны. А трансгенных животных можно тщательно отобрать и проверить, содержать их на чистейших альпийских пастбищах. Ученые подсчитали, что для того чтобы обеспечить лекарственным белком всех (!) больных гемофилией на Земле, потребуется не слишком большое стадо трансгенных животных - 35-40 коров. При этом провести трансгенез и клонирование нужно-то всего только двух животных - самки и самца, а они, размножаясь естественным путем, передадут нужный ген потомству. При этом, поскольку у самцов ген в молочной железе не работает вообще, а у самок работает только во время лактации и продукт сразу же выводится с молоком из организма, никаких неудобств или нежелательных последствий для животных этот чужой ген не представляет. Сейчас используют в качестве таких биореакторов овец, коз, кроликов и даже мышей. Правда, коровы дают существенно больше молока, но и размножаются они гораздо медленнее и лактировать начинают позже. Есть и другие возможности использования трансгенных клонов и в научных, и в практических целях, но здесь мы это рассматривать не будем.
ТРУДНОСТИ И ПРОБЛЕМЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ КЛОНИРОВАНИИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ
Несмотря на впечатляющие успехи, пока нельзя утверждать, что клонирование стало
обычной лабораторной методикой. Это по-прежнему очень сложная процедура, не слишком
часто приводящая к ожидаемому результату. Какие же трудности возникают при клонировании
животных?
В первую очередь, это низкая эффективность клонирования. Процедуры, применяемые
при клонировании млекопитающих, являются весьма травмирующими для клеток. Далеко
не всем клеткам удается их благополучно пережить. Не все начавшие развиваться
эмбрионы доживают до рождения. Так, чтобы получить Долли, пришлось для выделения
яйцеклеток прооперировать 40 овец (см. рис. 5). Из 430 яйцеклеток удалось получить
277 диплоидных «зигот», из которых только 29 начали развиваться и были имплантированы
«суррогатным» матерям. Из них дожил до рождения всего один эмбрион - Долли. Для
получения клонированной лошадки Прометеи было «сконструировано» около 840 эмбрионов, из них только 17 развились до того, чтобы
их можно было имплантировать «матерям». Четыре из них стали развиваться, но до
рождения дожила только одна Прометея.
Другой серьезной проблемой является здоровье родившихся клонов. Как правило, когда сообщается о рождении очередного клона, подчеркивается его отменное здоровье. Действительно, многие клонированные животные, вполне здоровые при рождении, доживали до взрослого состояния и рождали нормальных детенышей. Однако потом у них проявлялись нарушения со стороны разных систем органов. Так, Долли родилась здоровой и родила нескольких здоровых ягнят, но потом начала стремительно стареть и прожила вдвое меньше, чем обычная овца. Трансгенные Полли и Молли, также клонированные в Рослинском институте, прожили еще меньше. Успешно размножились клонированные степные кошки. Правда, о продолжительности их жизни данных пока нет. А вот бычок гаур, также производивший при рождении впечатление здорового, прожил всего два дня из-за кишечного заболевания. Вопрос о здоровье клонов еще нельзя считать окончательно решенным - результаты разных исследователей противоречивы. По некоторым данным очень многие клоны обладают слабым иммунитетом, подвержены простудным и желудочно-кишечным заболеваниям и стареют в 2-3 раза быстрее своих генетических родителей. Исследования японских ученых показали, что у клонированных мышей серьезно нарушено функционирование примерно 4% генов.
Но, пожалуй, самым обескураживающим оказалось то, что клоны могут довольно сильно отличаться от оригинала. Еще В.А. Струнниковым на тутовом шелкопряде было установлено, что, несмотря на одинаковые генотипы, члены одного клона оказываются непохожими по целому ряду признаков. В некоторых клонах это разнообразие оказалось даже большим, чем в обычных, генетически разнородных, популяциях. Несколько лет назад в США родилась очередная клонированная кошечка, которую назвали Сиси (Сс, CopyCat). Генетической мамой ее была трехцветная кошка Рэйн-боу (Радуга). Сиси оказалась непохожей на маму - двухцветной. Но анализ ДНК показал, что она действительно является клоном Радуги. Различия связаны с тем, что ген рыжей окраски находится в Х-хромосоме. У самок одна из Х-хромосом оказывается инактивированной в раннем эмбриогенезе. Инактивируются Х-хромосомы случайно, состояние инактивированности в клетке и клетках-потомках сохраняется на всю жизнь. У гетерозиготной кошки рыжими оказываются те клетки, где инактивирована «нерыжая» Х-хромосома. Клон был получен из одной соматической клетки, в которой одна из Х-хромосом уже была инактивирована. У Сиси инактивированной оказалась «рыжая» Х-хромосома. У млекопитающих в Х-хромосоме находится около 5% всех генов, и клоны могут оказаться непохожими друг на друга по достаточно большому числу признаков. Кстати, такое явление известно и для природных клонов - монозиготных близнецов. Были описаны две сестры - монозиготные близнецы, одна из которых была здорова, а у другой была гемофилия. Известно, что у женщин гемофилия бывает крайне редко, только в случае гомозиготное™. У гетерозигот примерно половина «здоровых» Х-хромосом инактивирована, но оставшейся половины достаточно для нормальной свертываемости крови. Упомянутые близнецы, по-виДимому, возникли в результате разделения эмбриона на стадии, когда Х-хромосомы уже были инакти-вированы и у одной из сестер нормальная хромосома оказалась инактивированной во всех клетках организма. Результатом стало развитие заболевания у гетерозиготы.
Могут быть и другие причины непохожести клонов. Все искусственно полученные клонированные эмбрионы развиваются не в таких условиях, как оригинал. Другими являются возраст суррогатной матери, её гормональный статус, питание и т. п. А эти факторы очень важны во время эмбриогенеза. Причинами различий клона и оригинала могут быть и вариации фенотипического проявления генов (экспрессивность и пенетрантность), различия в геноме митохондрий (клоны имеют не такие митохондрии, как оригинал), отличия в рисунке инактивации (импринтинг) некоторых генов в эмбриогенезе, неустранимые различия ядер соматических и половых клеток (например, неполная дедифференцировка ядра соматической клетки, помещенного в яйцеклетку).
ПРОБЛЕМА КЛОНИРОВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА
Именно возможность искусственного клонирования человека вызвала бурные эмоции в обществе. Количество самых полярных высказываний (диапазон их от «к концу следующего столетия население планеты будет состоять из клонов» до «какой-то фантастический роман, интересный, но абсолютно нереалистичный») не поддается исчислению. Некоторые люди уже завещают сохранить их клетки в состоянии глубокого замораживания для того, чтобы, когда техника клонирования будет отработана, воскреснуть в виде клона, обеспечив тем самым себе бессмертие. Другие думают путем клонирования преодолеть бесплодие или вырастить себе «запасные части» - органы для трансплантации. Третьи хотят облагодетельствовать человечество, населив его клонами гениев. Насколько оправданы эти оценки и чаяния? Попробуем спокойно, «без гнева и пристрастья» ответить на некоторые вопросы, возникающие в связи с понятием «клонирование человека».
Вопрос первый: возможно ли клонирование человека? Ответ однозначен: да, конечно, технически это возможно.
Вопрос второй: зачем клонировать человека? Ответов несколько, разной степени реалистичности:
1. Достижение личного бессмертия. Эту перспективу можно серьезно не обсуждать,
об абсурдности этих надежд было сказано выше.
2. Выращивание гениальных личностей. Главное сомнение - а будут ли они гениальными?
Слишком сложный это признак, и, хотя генетическая составляющая в его формировании
не вызывает сомнения, величина этой составляющей может варьировать, а влияние
средовых факторов может быть велико и непредсказуемо. И - важный вопрос - будут
ли они благодарны тем, кто создал их двойников, нарушив естественное право человека
на собственную неповторимость? Ведь и у монозиготных близнецов иногда возникают
проблемы, связанные именно с этим аспектом.
3. Научные исследования. Сомнительно, чтобы существовали такие научные проблемы,
которые можно было бы разрешить исключительно только с помощью клонов человека
(об этических аспектах этого - чуть позже).
4. Использование клонирования в медицинских целях. Это именно тот вопрос, который
следует обсуждать серьезно.
Предполагается, что можно использовать клонирование для преодоления бесплодия - это так называемое репродуктивное клонирование. Бесплодие, действительно, является чрезвычайно важной проблемой, многие бездетные семьи согласны на самые дорогие процедуры, чтобы иметь возможность родить ребенка.
Но возникает вопрос - а что принципиально нового может дать клонирование по сравнению, например, с экстракорпоральным оплодотворением с использованием донорских половых клеток? Честный ответ будет - ничего. Клонированный ребенок не будет иметь генотипа, являющего комбинацией генотипов мужа и жены. Генетически такая девочка будет монозиготной сестрой своей матери, генов отца у нее не будет. Точно так же клонированный мальчик для своей матери будет генетически чужд. Другими словами, получить генетически полностью «своего» ребенка с помощью клонирования бездетная семья не сможет, так же как и при использовании донорских половых клеток («дети из пробирки», полученные с помощью собственных половых клеток мужа и жены, генетически не отличаются от «обычных» детей). А в таком случае - зачем такая сложная и, что особенно важно, очень рискованная процедура? А если вспомнить, какова эффективность клонирования, представить себе, сколько нужно получить яйцеклеток, чтобы родился один клон, который к тому же, возможно, будет больным, с укороченной продолжительностью жизни, сколько эмбрионов, уже начавших жить, погибнет, то перспектива репродуктивного клонирования человека становится устрашающей. В большинстве тех стран, где технически возможно осуществление клонирования человека, репродуктивное клонирование законодательно запрещено.
Терапевтическое клонирование предполагает получение эмбриона, выращивание его до 14-дневного возраста, а затем использование эмбриональных стволовых клеток в лечебных целях. Перспективы лечения с помощью стволовых клеток ошеломляющи - излечение многих нейродегене-ративных заболеваний (например болезней Альцгеймера, Паркинсона), восстановление утраченных органов, а при клонировании трансгенных клеток - лечение многих наследственных болезней. Но посмотрим правде в лицо: фактически это означает вырастить себе братика или сестричку, а потом - убить, чтобы использовать их клетки в качестве лекарства. И если убивается не новорожденный младенец, а двухнедельный эмбрион, дела это не меняет. И, хотя, ограниченное использование терапевтического клонирования в большинстве стран не запрещено, очевидно, что человечество вряд ли пойдет по этому пути. Поэтому ученые ищут другие пути для получения стволовых клеток.
Китайские ученые с целью получения эмбриональных стволовых клеток человека создали гибридные эмбрионы путем клонирования ядер клеток кожи человека в яйцеклетках кроликов. Было получено более 100 таких эмбрионов, которые в течение нескольких дней развивались в искусственных условиях, а затем из них были получены стволовые клетки. Неизбежно возникает вопрос, что получилось бы, если такой эмбрион имплантировали бы в матку суррогатной матери и дали ему возможность развиваться. Эксперименты с другими видами животных дают основания считать, что жизнеспособный плод вряд ли бы мог развиться. Ученые надеются, что такой способ получения стволовых клеток окажется этически более приемлемым, чем клонирование человеческих эмбрионов.
Но, к счастью, оказывается, что эмбриональные стволовые клетки можно получать гораздо проще, не прибегая к сомнительным с этической точки зрения манипуляциям. У каждого новорожденного в его собственной пуповинной крови содержится довольно много стволовых клеток. Если эти клетки выделить, а затем хранить в замороженном виде, их можно будет использовать, если возникнет такая необходимость. Создавать такие банки стволовых клеток можно уже сейчас. Правда, следует иметь в виду, что стволовые клетки еще могут преподнести сюрпризы, в том числе и неприятные. В частности, есть данные о том, что стволовые клетки могут легко приобретать свойства злокачественности. Скорее всего, это связано с тем, что в искусственных условиях они изъяты из-под жесткого контроля со стороны организма. А ведь контроль «социального поведения» клеток в организме не только жесткий, но весьма сложный и многоуровневый. Но, конечно, возможности использования стволовых клеток столь впечатляющи, что исследования в этой области и поиски доступного источника стволовых клеток будут продолжаться.
И наконец, последний вопрос: допустимо ли клонирование человека?
Конечно, клонирование человека, безусловно, недопустимо, пока не преодолены технические
сложности и низкая эффективность клонирования, пока не гарантирована нормальная
жизнеспособность клонов. Несмотря на то, что время от времени появляются сообщения
о том, что где-то родились клонированные дети, до настоящего времени ни одного
документированного, достоверного случая успешного клонирования человека нет. Сенсационное
сообщение о клонировании человеческих эмбрионов с очень высокой эффективностью
южнокорейским ученым Ву-Сук Хваном не подтвердилось, были получены доказательства
фальсификации результатов. До того чтобы клонирование стало обычной безопасной
процедурой, еще очень далеко. Смысл вопроса в другом - допустимо ли клонирование
человека в принципе? Какие последствия могло бы иметь применение этого способа
размножения?
Одним из вполне реальных последствий клонирования может стать нарушение соотношения полов в потомстве. Не секрет, что очень и очень многие семьи во многих странах хотели бы иметь скорее мальчика, чем девочку. Уже в настоящее время в Китае возможность пренатальной диагностики пола и меры по ограничению рождаемости привели к такому положению, что в некоторых районах среди детей наблюдается значительное преобладание мальчиков. Что будут делать эти мальчики, когда придет время заводить семью?
Другое негативное следствие широкого применения клонирования - снижение генетического разнообразия человека. Оно и так невелико - существенно меньше, чем, например, даже у таких малочисленных видов, как человекообразные обезьяны. Причина этого - резкое снижение численности вида, имевшее место не менее двух раз за последние 200 тыс. лет. Следствием является большое количество наследственных заболеваний и дефектов, вызываемых переходом мутантных аллелей в гомозиготное состояние. Дальнейшее снижение разнообразия может поставить под угрозу существование человека как вида. Правда, справедливости ради следует сказать, что столь широкого распространения клонирования вряд ли следует ожидать даже в отдаленном будущем.
И наконец, не следует забывать о тех последствиях, которые мы пока не в состоянии предусмотреть.
В заключение нужно сказать вот о чем. Стремительное развитие биологии и медицины поставило перед человеком множество новых вопросов, которые никогда раньше не возникали и не могли возникнуть - допустимость клонирования или эвтаназии; возможности реанимации поставили вопрос о границе жизни и смерти; угроза перенаселения Земли требует ограничения рождаемости. С подобными проблемами человечество никогда не сталкивалось и поэтому не выработало никаких этических установок по их поводу. Именно поэтому сейчас невозможно дать ясные и четкие ответы, что можно, а что нельзя. Нужно отдавать себе отчет и вот еще в чем: можно законодательно запретить те или иные работы, но природа человека такова, что, если что-нибудь (клонирование человека, например) технически возможно, оно рано или поздно будет сделано несмотря ни на какие запреты. Именно поэтому необходимо широкое обсуждение подобных вопросов, с тем чтобы вырабатывалось осознанное отношение к таким проблемам, по которым в настоящее время невозможно дать однозначного ответа.
"Биология для школьников" . - 2014 . - № 1 . - С. 18-29.
Клонирование - метод получения нескольких идентичных организмов путем бесполого (в том числе вегетативного) размножения. Таким способом на протяжении миллионов лет размножаются в природе многие виды растений и животных.
Однако сейчас термин "клонирование" обычно используется в более узком смысле и означает копирование клеток, генов, антител и даже многоклеточных организмов в лабораторных условиях. Появившиеся в результате бесполого размножения экземпляры по определению генетически одинаковы, однако и у них можно наблюдать наследственную изменчивость, обусловленную случайными мутациями или создаваемую искусственно лабораторными методами.
С развитием науки в обиход вошли такие понятия, как генная инженерия, клонирование. Сначала это было захватывающие путешествие, где человек мог фантазировать, придумывать возможности, которые откроет это направление науки. Это и исцеление всех болезней, и изменение растительного и животного мира. В последние годы, когда успехи в этой области стали налицо, появились первые результаты, люди неожиданно задумались о том, что не все так просто и красиво в этом явлении. Задумались и… испугались. Отсюда и множество поверий и мифов, освещающих это явление. Точная информация о последних достижениях тщательно засекречена, поэтому ползущие слухи питают людей. Распространены как мифы о клонированных и генетически модифицированных животных, так и вымыслы об искусственно измененных растениях.
Что же, попробуем с помощью уже имеющихся данных разобраться в том, что является правдой, а что - вымыслом. Конечно же, большинство данных утверждений справедливо для цивилизованного мира и стран. Действия в подпольных лабораториях стран третьего мира не поддаются контролю и объяснениям, однако они и ограничены по возможностям, ведь с мощью государственных программ им тяжело сравниться.
Технологии генной инженерии могут помочь только людям. На самом деле огромные деньги вкладываются в применение этих технологий для животных. В США выдано более 100 лицензий на применение продукции генной инженерии для животных. В основном это - биопрепараты, вакцины, а также средства диагностики. В эту область постоянно вкладываются деньги, ежегодно на исследования тратится более 400 миллионов долларов. Вообще во всем мире каждый год на лечение животных и поддержание их здоровья тратится около 18 миллиардов долларов, из них почти 3 миллиарда - это продукция, произведенная с помощью биотехнологий.
Клонирование и генная инженерия - дело далекого будущего. Казалось бы, первые образцы были получены совсем недавно - первое животное-клон, овечка Долли в 1997 году, а первые живые существа, в которых был внедрен посторонний ген в 2004 году. Ими стали декоративные рыбки Глоуфиш, которые вобрали в себя ген морского анемона и получили возможность флюоресцировать красным светом. Технологии и возможности так стремительно развиваются, что организации, занимающиеся этим бизнесом, вовсю стали получать коммерческие заказы. В конце 2004 года хозяйке был возвращен клон недавно умершего любимого кота. И если стоимость такого нового любимца достигла 50 тысячи долларов, то покупка таких необычных рыбок вполне доступна любому. Крупные компании, занимающие биотехнологиями, успешно клонировали уже сотни голов крупного рогатого скота, однако пока на рынке нет ни их мяса, ни молока. А вообще в лабораториях уже успешно клонированы и крысы, и лошади, и кролики, и свиньи.
Домашним животным биотехнологии не нужны. Собаки и кошки получают произведенные с помощью биотехнологий вакцины, которые намного эффективнее обычных. С помощью генной терапии восстанавливается зрение у больных животных, а также излечиваются различные злокачественные опухоли и рак костей. Предлагается даже изучать (секвенировать) ДНК особо чистокровных животных для выявления полезных генов. Для одомашненных животных ученые постоянно разрабатывают все новые технологии, которые направлены на улучшение здоровья животных, увеличение их производительности. С помощью генетически модифицированного корма, который легкоусвояем и более питателен, добивается снижение затрат на содержание животных. Когда-то и искусственное осеменение казалось недопустимым, новые же технологии вскоре станут привычными, помогут улучшить породу животных, снизить риски наследственных заболеваний, укрепить общее здоровье скота.
Генная инженерия явилась причиной последних страшных эпидемий, таких как птичий грипп, коровье бешенство и другие. Эти заболевания никак не связаны с этой наукой. Наоборот, биотехнологи всего мира борются против страшных эпидемий, разрабатывая все новые вакцины. Например, в Южной Корее выведена порода коров, в организме которой не образуется белок, являющийся причиной коровьего бешенства. С помощью генных технологий ученые пытаются контролировать деятельность москитов, которые переносят малярию и другие заболевания.
Пересадка органов животных к человеку - всего лишь вымысел. Дело в том, что такая идея носится в воздухе достаточно давно. Первые серьезные эксперименты проводились еще в 80-х годах, в одной американской клинике пациенту попытались пересадить сердце обезьяны-бабуина. Однако орган проработал всего 20 минут. Наиболее близким по генному набору к человеку является свинья, поэтому ее органы успешно используются врачами для лечения людей. Сердечные клапаны этих животных пересаживают человеку, а кожу пересаживают на место обожженной. В нескольких странах пытаются создать генетически модифицированных свиней, чьи органы вообще не будут отторгаться человеческим организмом.
Известный клон - овечка Долли много болела и умерла преждевременно. Действительно, овца-знаменитость прожила чуть меньше, чем в среднем живут ее соплеменники. Причиной ее смерти стало заболевание легких, которое обычно возникает у пожилых особей. Однако нет причин считать ее смерть преждевременным старением, так как у особей, постоянно находящихся в замкнутом помещении риск такого заболевания возрастает. Долли же, в целях безопасности, практически не паслась на свежем воздухе. Отклонения в структуре хромосом были обнаружены лишь на одном из первых исследовании и в дальнейшем не подтвердились. Так что можно считать, что смерть Долли наступила от вполне естественных причин.
Животные лишь инструмент для тестирования новых биотехнологий. На самом деле технологии призваны улучшать здоровье домашних питомцев. Разрабатываются и активно вводятся в ветеринарию новые вакцины, к примеру, от бешенства. Стало гораздо легче выявлять многие заболевания на ранних стадиях, такие как кошачий СПИД. Для сельскохозяйственных животных новые разработки помогут увеличить поголовье, снизить риски генетических заболеваний. Ученые уже вывели породу коров, которые не заболевают маститом. Для диких видов проводятся работы по искусственному оплодотворению и выращиванию в пробирке эмбрионов, что позволит сохранить редкие и исчезающие виды.
Клоны все-таки отличаются от обычных животных. Ученых также заинтересовал этот вопрос, и были проведены специальные исследования, которые анализировали все аспекты деятельности животных - поведение, питание, физиологические процессы. Результаты показали, что никакой разницы по сравнению с обычными животными нет.
Клонирование никоим образом не касается диких животных. Ученые с успехом используют клонирование для сохранения исчезающих видов животных. В последние годы успешно клонированы исчезающие европейские муфлоны, быки гауры и бантенги. Клонированный образец последнего даже живет в зоопарке Сан-Диего. Многие зоопарки, не в силах пока воссоздать живые образцы животных, поэтому они создают криобанки, в которых хранятся образцы яйцеклеток и тканей исчезающих видов животных и птиц.
Продукты питания, полученные от генномодифицированных или клонированных животных - вредны. Животные, взращенные с помощью биотехнологий, отличаются от обычных животных только в лучшую сторону - и это факт. Дело в том, что люди тысячелетиями занимались выведением новых, улучшенных пород неосознанно и сравнительно недавно стали использовать генетику. При этом ученые контролируют процесс и следят за результатами куда тщательнее, чем обычный фермер, хотя бы по причине стоимости выведения одного животного. После рождения за его развитием начинают тщательно наблюдать диетологи и ветеринары. Сельскохозяйственные институты контроля тщательно наблюдают за учреждениями, которые занимаются выведением "искусственных" животных. Проведенные разными учеными в разных странах исследования развенчали миф о вреде мяса и молока клонированных животных, никакой разницы по сравнению с продуктами обычных животных обнаружено не было.
Показатели смертности при рождении у клонированных животных гораздо выше, чем у обычных. Это утверждение действительно верно, многие искусственные эмбрионы являются нежизнеспособными, а смертность при родах действительно высока. Но и при обычном выведении животных для разведения оставляют немногих, которые соответствуют заданным параметра селекционеров, остальные же, являясь, как ни грустно, побочным продуктом, умерщвляются.
Обычные животные меньше болеют, чем клоны. Это миф, так как исследования многих серьезных институтов (например, Национальная академия наук США) на протяжении почти десяти лет показали, что у клонированных животных никаких значимых отклонений от здоровья обычных особей нет.
Попадание генномодифицированных животных в естественные природные условия может быть опасно для окружающей среды. Эксперименты по генной модификации применяются исключительно к домашним и сельскохозяйственным животным. Поэтому вероятность их попаданию в дикую среду мала. Однако если вдруг необычная кошка или корова убегут от человека, то для дикой природы они не представляют никакой опасности. Для начала, следует отметить тот факт, что искусственные гибриды слабо приспособлены для жизни в естественной среде, шансов на выживание у их потомков будет крайне мало. Вызывают опасения рыбы, которые растут, чуть ли не в 10 раз быстрее своих обычных сородичей, однако и еды им надо гораздо больше, что в естественной среде, в битве за выживание осуществить им будет невозможно. Поэтому можно сказать, что природа сама защитит себя от незванных гостей.
Все исследования и эксперименты - череда издевательств над животными. Группы активистов требуют прекратить опыты над животными и задействовать компьютерные модели. На самом деле за животными-клонами и особями, используемых для экспериментов, следят особо тщательно, за ними ухаживают с особой заботой и они ни в чем не нуждаются, да и компьютерные модели не могут предоставить полной картины. Опять же, государственные органы тщательно проверяют исследовательские учреждения. Однако активисты проводят агрессивную политику, вплоть до избиения ученых и преследования их семей, что вынудило ФБР рассматривать их действия как террористические угрозы. В борьбе за права животных, которые ничуть не ущемляются, люди готовы идти на прямое нарушение прав своих сограждан! В США государство встает на защиту биомедицинских исследований, жестко карая тех, кто незаконными методами препятствует этому.
Клон является точной копией прародителя и может занять его место. Этот миф подразумевает создание клонов животных или людей, абсолютно того же возраста, внешности и характера. Многих пугает, что клон может посягнуть на место своего прародителя! Однако такие возможности существуют лишь в фантастических сюжетах.
С помощью людей-клонов можно будет выращивать нужных специалистов. Фантазия рисует многим выращивание армий сантехников или армий обученных военных. Опровергая этот миф можно заметить, что, во-первых, клонирование лишь воспроизводит набор генов, а профессиональные навыки являются приобретенными и по наследству никак не передаются, поэтому их невозможно "запрограммировать". Во-вторых, не забывайте, что клон не является чьим-то рабом - это самостоятельная личность с правами обычного человека. Кто может заставить его быть тем, кем он не хочет? Закон защитит права такого человека. Ну и самый главный довод - экономический. Стоимость клонирования человека все еще высока, поэтому, даже с учетом отработки и усовершенствования технологии, производство большого числа клонов с целью определенной их специализации попросту невыгодна.
В процессе клонирования из обычной клетки человека выделяется ядро, которое переносится в женскую яйцеклетку, в котором ядро заранее удалено. Далее такая клетка помещается в питательную среду, где она начинает делиться, со временем появляется зародыш, который в случае с человеком вынашивается в течение 9 месяцев. После рождения клон, как и обычный человек, пройдет все этапы жизни - рост и развитие. Полученная личность будет отличаться от прародителя практически всем - возрастом, характером, привычками и даже отпечатками пальцев, даже внешность будет немного отличаться, ведь даже однояйцовые близнецы отличаются друг от друга. Большое влияние на развитие клона будет оказывать обстановка, в которой тот будет расти, воспитываться.
Клонирование (биотехнология)
Клони́рование (англ. cloning от др.-греч. κλών - «веточка, побег, отпрыск») - в самом общем значении - точное воспроизведение какого-либо объекта N раз. Объекты, полученные в результате клонирования, называются клоном. Причём как каждый по отдельности, так и весь ряд.
Клони́рование челове́ка - действие, заключающееся в формировании и выращивании принципиально новых человеческих существ, точно воспроизводящих не только внешне, но и на генетическом уровне того или иного индивида, ныне существующего или ранее существовавшего.
Термины клон , клонирование первоначально использовался в микробиологии и селекции , после - в генетике , в связи с успехами которой и вошли в общее употребление. Надо добавить, что их популяризации в значительной мере способствовали также литература, киноискусство и компьютерные игры.
Технология
Пока технология клонирования человека не отработана. И здесь встаёт ряд как теоретических, так и технических вопросов. Однако, уже сегодня есть методы, позволяющие с большой долей уверенности говорить, что в главном вопрос технологии решён. Наиболее успешным из методов клонирования высших животных оказался метод «переноса ядра». Именно он был применён для клонирования овцы Долли в Великобритании, которая, как известно, прожила достаточное число лет (6), чтобы можно было говорить об успехе эксперимента. По мнению учёных, эта техника является лучшей из того, что мы имеем сегодня, чтобы приступить к непосредственной разработке методики клонирования человека. Более ограниченным и проблематичным выглядит метод партеногенеза, в котором индуцируется деление и рост неоплодотворённой яйцеклетки, даже если он будет реализован, то позволит говорить только об успехах в клонировании индивидов женского пола. Так называемая технология «расщепления» эмбриона, хотя и должна давать генетически идентичных между собой индивидов, не может обеспечить их идентичности с «родительским» организмом, и поэтому технологией клонирования в точном смысле слова не является и как возможный вариант не рассматривается.
Подходы к клонированию человека
Клонирование генов. Становится известно все больше специфических генов, связанных с развитием определенных болезней. Эти гены научились выделять из организма и присоединять к ним соответствующие промоторы, т.е. участки ДНК, управляющие их работой. Получаемые генные комплексы можно клонировать несколькими способами. Один из них – полимеразная цепная реакция (ПЦР), т.е. размножение нужного участка ДНК с помощью фермента полимеразы, что позволяет удваивать количество генных копий каждые несколько минут (см. также ПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ). Клонированные таким образом гены можно затем ввести в организм животного (получив т.н. трансгенную особь), которое в результате приобретет способность синтезировать нужное вещество, например ценный фармацевтический продукт. Трансгенные животные служат также моделями для изучения ряда тяжелых болезней человека, в частности муковисцидоза.
Репродуктивное клонирование человека
Репродуктивное клони́рование человека - предполагает, что индивид, родившийся в результате клонирования, получает имя, гражданские права, образование, воспитание, словом - ведёт такую же жизнь, как и все «обычные» люди. Репродуктивное клонирование встречается со множеством этических, религиозных, юридических проблем, которые сегодня ещё не имеют очевидного решения. В некоторых государствах работы по репродуктивному клонированию запрещены на законодательном уровне.
Терапевтическое клонирование человека
Терапевти́ческое клони́рование челове́ка - предполагает, что развитие эмбриона останавливается в течение 14 дней, а сам эмбрион используется как продукт для получения стволовых клеток. Законодатели многих стран[уточнить] опасаются, что легализация терапевтического клонирования приведёт к его переходу в репродуктивное. Однако в некоторых странах (США, Великобритания) терапевтическое клонирование разрешено.
Препятствия клонированию
1)Технологические трудности и ограничения
Самым принципиальным ограничением является невозможность повторения сознания, а это значит, что речь не может идти о полной идентичности личностей, как это показывается в некоторых кинофильмах, но только об условной идентичности, мера и граница которой ещё подлежит исследованию, но для опоры за базис берётся идентичность однояйцевых близнецов. Невозможность достичь стопроцентной чистоты опыта обуславливает некоторую неидентичность клонов, по этой причине снижается практическая ценность клонирования.
2)Социально-этический аспект
Опасения вызывают такие моменты, как большой процент неудач при клонировании и связанные с этим возможности появления людей-уродов. А также вопросы отцовства, материнства, наследования, брака и многие другие.
3)Этико-религиозный аспект
С точки зрения основных мировых религий (христианство, ислам, иудаизм) клонирование человека является или проблематичным актом или актом, выходящим за рамки вероучения и требующим у богословов чёткого обоснования той или иной позиции религиозных иерархов.
Ключевым моментом , который вызывает наибольшее неприятие, является здесь тот факт, что для получения клона одного человека необходимо убить находящийся на самой ранней стадии развития, но уже начавший формироваться эмбрион другого человеческого зародыша.
Точку зрения буддистов выразил Далай-лама XIV:
Что касается клонирования, то, как научный эксперимент, оно имеет смысл, если принесет пользу конкретному человеку, но если применять его сплошь и рядом, в этом нет ничего хорошего
В то же время, некоторые религиозные течения (раэлиты) активно поддерживают разработки по клонированию человека.
4)Отношение в обществе
Большинство аналитиков сходится в том, что клонирование в той или иной форме уже стало частью нашей жизни. Но прогнозы касательно клонирования человека высказываются достаточно осторожно.
Ряд общественных организаций (Российское трансгуманистическое движение, WTA) выступает за снятие ограничений на терапевтическое клонирование.
5)Биологическая безопасность
Обсуждаются вопросы биологической безопасности клонирования человека. Такие как: долгосрочная непредсказуемость генетических изменений, опасность утечки технологий клонирования в криминальные или/и международные террористические структуры.
6)Законодательство о клонировании человека
В некоторых государствах использование данных технологий применительно к человеку официально запрещено - Франция, Германия, Япония. Эти запреты, однако, не означают намерения законодателей названных государств воздерживаться от применения клонирования человека в будущем, после детального изучения молекулярных механизмов взаимодействия цитоплазмы ооцита-реципиента и ядра соматической клетки-донора, а также совершенствования самой техники клонирования.
Вот такую схему клонирования приводит врач Эдди Лоренс (по материалам Русской службы ВВС).