Проблемы клонирования животных и человека

Определение клонирования

Наряду с достижениями в области геномики и молекулярной ге­нетики, значительный прогресс в последнее время достигнут в обла­сти клеточной биологии. Под этим понимают различные манипуляции с клеточным ядром и цитоплазмой, прежде всего — пе­ресадки ядер и клонирование организмов.

Клонирование (англ. cloning от греч. «веточка, побег, отпрыск») — в самом общем значении — точное воспроизведение некоторого числа копий какого-либо биологического объекта. Объект, полученный в результате кло­нирования, называется клоном (имеется в виду как каждый объект в отдельности, так и весь ряд). Клонирование тесно связано с расшиф­ровкой генома и нацелено на решение множества фундаментальных научных и практических задач. В обществе нарастает беспокойство в связи с перспективами клонирования человеческих организмов, что сопряжено с морально-этическими проблемами.

Клонирование животных

В принципе, клонирование организмов как биологическая техно­логия — давно известное явление. Еще в 1952 году американцы Бриггс и Кинг, а в 1977 году английский эмбриолог Дж. Гердон успешно клони­ровали земноводных (лягушек). Суть этих экспериментов заключа­лась в удалении ядра из яйцеклетки и введения взамен ядра, взятого из соматической клетки (например, клетки кишечника) другой лягушки. В результате удалось получить головастиков, тем самым впервые было экспериментально доказано, что под влиянием каких-то неизвестных факторов цитоплазмы возможно перепрограммирование ядра соматической клетки.

Как известно, ядра всех соматических клеток содержат информацию обо всём организме, однако в дифференцированных тканях подавляющая часть этой информации «репрессирована» и не проявляется. Перепрограммировать ядро — означает заставить проявиться заключённую в нём информацию в полной мере и вызвать к жизни новый целостный организм. Это происходит без оплодотворения, т. е. без слияния двух гаплоидных наборов хромосом. Имеющийся в соматической клетке диплоидный набор обеспечивает все необходимые свойства организма, включая пол.

Амфибии — достаточно простой объект, в то время как клониро­вание млекопитающих является намного более сложной задачей. С момента опытов Дж. Гердона прошло 20 лет, пока увенчались успе­хом непрекращающиеся многочисленные попытки клонировать мле­копитающего. Впрочем, в 1996 году уда­лось получить двух ягнят из ядер эмбри­ональных клеток. Но эмбриональные клетки существенно отличаются от зре­лых дифференцированных соматических клеток, поэтому данное достижение осталось практически незамеченным. Историческое достижение, вошедшее во все мировые новости, принадлежит шотландской группе исследователей из Рослинского института и компании «РРL Тherapeuticus» (Шотландия) под руководством Яна Вильмута. В 1997 го­ду авторы сообщили о рождении первого млекопитающего (овцы), полученного из ядра взрослой соматической клетки.

При клонировании происходит извлечение ядра из яйцеклетки

Рис. 1. Извлечение ядра из яйцеклетки с помощью микроманипулятора

Симпатичная овечка получила имя Долли, и вскоре её фотогра­фии заполнили все средства массовой информации. Суть эксперимен­та была такова. Естественно, прежде всего, нужна яйцеклетка. Её взяли от овцы породы Шотландская черномордая, поместили в пита­тельную среду и энуклеировали (извлекли ядро, рис. 1). Теперь необходим был донор клеточного ядра. Из культуры эпителиальных клеток молочной железы (вымени) взрослой лактирующей овцы по­роды Финский дорсет была взята индивидуальная клетка, из которой было извлечено ядро и пересажено в яйцеклетку. В принципе, ядро могло быть взято из любой другой ткани, всё определялось техниче­скими возможностями, в данном случае ткань молочной железы была самым удобным объектом.

Полученную гибридную яйцеклетку стимулировали к делению электрическим импульсом, в результате чего без полового процесса начал развиваться новый организм. После пребывания в течение не­которого времени в искусственной питательной среде, зародыш был «подсажен» в матку суррогатной матери — ещё одной овцы, организм которой был подготовлен с помощью гормонов таким образом, чтобы беременность могла протекать нормально (рис. 2).

Схема клонирования млекопитающего

Рис. 2. Схема клонирования млекопитающего (на примере овцы Долли)

В данном слу­чае использованы три «матери», но на самом деле их может быть и меньше — две или даже одна.

В итоге родилась овечка Долли. На несколько сотен исходных гибридных яйцеклеток пришлось около сотни зародышей, выживших в искусственной среде, из них несколько десятков были имплантиро­ваны суррогатным матерям, из более чем дюжины продолжавшихся беременностей родилось одно жизнеспособное животное. Сразу от­метим, что последующие эксперименты показали, что успешность процедуры сильно зависит от вида животного, однако техника стано­вится всё более совершенной, и успешность растёт.

Клонирование овцы — это, прежде всего, шаг на пути к решению задачи создания животных с заданными качествами и повышения продуктивности животноводства. Некоторые мясомолочные породы скота дешевле клонировать, чем разводить естественным путём. В связи с этим понятно, почему первое клонирование было осуществ­лено в ветеринарном научно-исследовательском институте Шотлан­дии — страны, которая славится своим овцеводством. Однако развитие быстро пошло в самых разных направлениях. Совершен­ствование технологии имело как прикладное, так и теоретическое значение — для каждого нового вида необходимо было подбирать специфические условия, связанные с биологией вида, особенностями клеточного цикла, механизмом запуска деления и т. д.

Тем не менее, после рождения Долли практически каждый год приносил новые результаты — в 1998 году были клонированы мышь и корова, в 2000 — свинья, в 2002 — кошка, в 2003 — лошадь и крыса, в 2005 году была клонирована первая собака (афганская борзая по кличке Снуппи). К 2007 году, через 10 лет после появления Долли, в разных ла­бораториях было проклонировано ещё 17 видов, включая одного из приматов — макаку-резус. С 2004 года одна коммерческая фирма начала клонировать кошек по заказу всех желающих, однако вскоре разори­лась — оказалось, что клонированные животные иногда получались «не того цвета». Как выяснилось, на окраску кошек сильно влияют эпигенетические внутриутробные факторы.

Клонирование человека и связанные с ним проблемы

Главной интри­гой, конечно, остаётся вопрос — будет ли клонирован человеческий организм, вернее, когда это произойдёт.

Эмбрион человека на ранней стадии развития при клонировании

Рис. 3. Человеческий эмбрион на ранней стадии развития (несколько клеток)

Следует напомнить, что манипулирование человеческими яйце­клетками имеет давнюю историю и служит целям репродукции чело­века в тех случаях, когда зачатие естественным путём по какой-либо причине невозможно. Еще в 1943 году журнал Science сообщил об успешном оплодотворении человеческой яйцеклетки «in vitro», а уже в 1978 году в Англии родилась Луиза Браун — первый ребёнок «из про­бирки». В 1985 году в одной из кли­ник северного Лондона родилась девочка у миссис Коттон — первой в мире суррогатной матери. В 1987 году был сделан важный шаг в биологии человека — удалось раз­делить клетки человеческого зародыша и полученные клоны довести до стадии тридцати двух бластомеров (рис. 3).

Таким образом, технологическая база для клонирования человеческого организма, в принципе, была готова ещё в начале 90-х годов, а после успешных клонирований различных мле­копитающих технических препятствий становится всё меньше, оста­ются только морально-этические.

В силу повышенного интереса общественности к данной проблеме она превратилась в средство привлечения к себе внимания прессы и периодически сопровождается скандалами. Несколько лет тому назад религиозная секта сайентологов (члены этой секты молятся перед алтарём с изображением ДНК) сообщила и даже предъявила тележурналистам якобы клонированного ребёнка. Периодически, несмотря на запреты, отдельные профессиональные учёные сообщали о намерениях (и даже о конкретных результатах) клониро­вания людей. Однако пока, по официальным данным, дело никогда не доходило до имплантации зародышей суррогатным матерям, всё ограничивалось куль­тивированием эмбрионов до определённых стадий в искусственных условиях. Таковы, например, результаты, полученные компанией Stemagen, впервые получившей клонированные эмбрионы человека путём переноса в яйцеклетки ядер клеток кожи взрослого мужчины, опубликованные в журнале Stem Cells в 2008 году. Клонирование эмбрионов проводилось в Великобритании, в США и в других странах. В 2006 году в Национальном университете Южной Кореи разразился скандал. Широко разрекламированное клонирование человеческих эмбрионов, осуществлённое группой профессора By Сук Хвана, оказалось фальсификацией. Вообще всё, что связано с этой технологией, часто подвергается сомнению и требует тщательного генетического подтверждения. Под сомнение стави­лось в своё время и клонирование Долли, но многочисленные проверки опроверг­ли их, а последующие успешные клонирования других видов млекопитающих окончательно развеяли все сомнения.

Клонирование с целью получения точной копии живущего чело­века (репродуктивное клонирование) на сегодняшний день ограниче­но законодательством. Неясно пока, каковы возможные негативные последствия этой технологии. Наблюдения за клонированными жи­вотными свидетельствуют о том, что существуют естественные огра­ничения, которые применительно к людям могут обернуться трагическими последствиями. У широко известной овцы Долли, не­смотря на её исходно, казалось бы, неплохую жизнеспособность и даже репродуктивность (у Долли родился ягнёнок Болли), вскоре по­явились признаки преждевременного старения, и, в конечном итоге, Долли умерла намного раньше, чем ей положено природой. Создаётся впечатление, что ускоренное старение связано с тем, что ядро сома­тической клетки было взято от зрелого животного и в силу этого «биологический возраст» исходного генетического материала сыграл свою роль. Клетки, как известно, «помнят», сколько раз им пришлось пройти стадию деления, и эта память, по-видимому, передаётся клонированному организму. Поэтому в настоящее время основное внимание уделяется не туманной перспективе создания ко­пий людей (эта тема более активно разрабатывается киносценариста­ми), а так называемому терапевтическому клонированию.

Источник: Розанов, В. А. Биология человека и основы генетики: Учебное пособие / В. А. Розанов. – Одесса: ВМВ, 2012. – 435 с.

Связанные статьи:

Наследование приобретённых признаков с позиций эпигенетики

Механизм импринтинга в генетике

Онтогенетическое развитие человека, старение и болезни

Процессы взросления и старения человека с позиций генетики

2 Комментария “Проблемы клонирования животных и человека

Ответить

Ваш e-mail не будет опубликован.

Вы можете использовать HTML- теги и атрибуты:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>