Клонирование

Клонирование - это появление естественным путем или получение нескольких генетически идентичных организмов путем бесполого (в том числе вегетативного) размножения. Группа генетически идентичных организмов или клеток называется клоном.

Первоначально термин «клон» стали употреблять для группы растений (например, фруктовых деревьев), полученных от одного растения-производителя вегетативным (не семенным) способом. Эти растения-потомки в точности повторяли качества своего прародителя и служили основанием для выведения нового сорта. Позже клоном стали называть не только всю такую группу, но и каждое отдельное растение в ней (кроме первого), а получение таких потомков - клонированием.

Со временем значение термина расширилось и его стали употреблять при выращивании культур бактерий. Успехи биологии показали, что и у растений, и у бактерий сходство потомков с организмом-производителем связано с идентичностью всех членов клона. Тогда уже термин «клонирование» стали употреблять для обозначения производства любых линий организмов, идентичных данному и являющихся его потомками.

Процесс клонирования проходит в несколько этапов: сначала у женской особи берут яйцеклетку, из которой изымают ядро, далее в пустующую безъядерную клетку подсаживают новое ядро с ДНК клона. Процесс слияния нового ядра с яйцеклеткой дает начало жизни эмбриона.

К 40-м годам прошлого столетия была сформирована теоретическая основа для последующих экспериментов в сфере клонирования. Открылась целая эпоха успешных экспериментов: были клонированы лягушка, мышь, овца, корова, обезьяна и многие другие виды.

Так, в 1979 г. завершена публикация серии статей о работах профессора Оксфордского университета Дж. Гердона, в ходе которых было клонировано более 50 лягушек. Из их икринок удалялись ядра, после чего в оставшийся «цитоплазматический мешок» пересаживалось ядро соматической клетки (рис. 4.7).

В 1981 г. К. Илмензе и П. Хоппе получили серых мышей, перенеся ядра клеток серого зародыша в цитоплазму яйцеклетки, полученной от черной самки, после чего эмбрионы были перенесены в белых самок, которые и вынашивали потомство.

В 1997 г. Я. Уилмут и К. Кэмпбелл в институте Рослин Эдинбурга из эмбриона клонировали первое теплокровное животное - шотландскую овечку Долли (рис. 4.8). Долли стала самой известной овцой в истории науки. 9 апреля 2003 г. чучело Долли было выставлено в Королевском музее Шотландии. А первым клонированным овцам, которым был введён человеческий ген, были даны похожие на нее клички - Полли и Молли.

Аналогичные эксперименты проводились и в Советском Союзе, однако они не нашли поддержки у государства.

Сегодня клонирование - это реальность. Ученые работают с разным материалом - это растения, животные, человеческие органы.

Схема клонирования лягушки

Рис. 4.7. Схема клонирования лягушки

Схема клонирования овечки Долли

Рис. 4.8. Схема клонирования овечки Долли

В Томской лаборатории в России ученые клонируют целебные растения и выращивают человеческие стволовые клетки. В Карелии был выращен лес клонированных берез. Сегодня по всему миру встречаются генно-модифицированные продукты. В них на генетическом уровне добавляют необходимые в производстве ферменты. Например, при клонировании козы ей был введен фермент для выработки сыра, который при обычном производстве добавляется уже в молоко.

Австралийскими учеными воссоздан вымерший вид реобатрахусов - лягушек, детеныши которых появляются через рот матери. После оплодотворения самки этого вида заглатывают яйца и держат их в желудке целых шесть недель, после чего выпускают детенышей через рот. Здесь же сумели клонировать тасманийского тигра, уже вымерший вид.

В 2000 г. ученые объявили, что не все виды животных подвергаются клонированию, что разрушило надежды на воссоздание всех вымерших видов.

Можно выделить три вида клонирования: молекулярное, репродуктивное и терапевтическое.

Молекулярное клонирование - клонирование молекул ДНК (в том числе генов, фрагментов генов, совокупностей генов, ДНК-носледовательносгей, не содержащих гены), другими словами, наработка большого количества идентичных ДНК- молекул с использованием живых организмов.

Для молекулярного клонирования ДНК (обычно тем или иным способом измененную) вводят в вектор (например, бактериальную плазмиду или геном бактериофага). Размножаясь, бактерии и фаги многократно увеличивают и количество введенной ДНК, в точности сохраняя её структуру.

Чтобы затем выделить большое количество такой ДНК, необходимо отделить бактерии или фаги, которые её содержат, от всех остальных, для чего и применяют клонирование, то есть выделение и размножение бактериального или фагового клона, содержащего необходимые молекулы ДНК. Такое клонирование необходимо для изучения биологических молекул, их идентификации, решения вопросов клонирования тканей и др.

Наибольшее внимание учёных и общественности привлекает клонирование многоклеточных организмов, которое стало возможным благодаря успехам генной инженерии. Создавая особые условия и вмешиваясь в структуру ядра клетки, специалисты заставляют её развиваться в нужную ткань или даже в целый организм. Допускается принципиальная возможность воспроизведения даже умершего организма при условии сохранения его генетического материала.

Различают полное и частичное клонирование организмов. При полном воссоздаётся весь организм целиком, при частичном - организм воссоздаётся не полностью (например, лишь те или иные его ткани).

Репродуктивное клонирование предполагает, что в результате получается целый организм. Кроме научных целей оно может применяться для восстановления исчезнувших видов или сохранения редких видов.

Одно из перспективных применений клонирования тканей - клеточная терапия в медицине. Такие ткани, полученные из стволовых клеток пациента, могли бы компенсировать недостаток и дефекты собственных тканей организма и не отторгаться при трансплантации. Эго так называемое терапевтическое клонирование.

Терапевтическое клонирование предполагает, что в результате намеренно не получается целого организма. Его развитие останавливают заранее, а получившиеся эмбриональные стволовые клетки используют для получения нужных тканей или других биологических продуктов. Эксперименты показывают, что терапевтическое клонирование может быть с успехом применено для лечения некоторых заболеваний, считавшихся неизлечимыми.

С вопросом клонирования человека дело обстоит гораздо сложнее. Здесь ученые должны учитывать не только интересы чистой науки, но и вопросы человеческой морали и прав человека.

В конце 1998 г. шокирующая весть пронеслась по всему миру: в Южной Корее проходит успешный эксперимент по созданию двойника женщины, тем не менее, эксперимент был прерван до рождения самого клона. В начале 2000 г. Европейской патентной службой был ошибочно выдан патент на клонирование человека. После скандала патент стал недействителен. Тогда же началось выращивание органов человеческого тела путем клонирования.

Идея и возможность клонировать человека вызвали волну паники, страха и осуждения. В 2000 г. погиб доброволец- подросток, после того как ему ввели чужеродный ген. Появились секты, представители которых считали себя потомками клонированных инопланетян; душевнобольные, ранее считавшие себя Наполеонами и Моцартами, стали называть себя клонами этих людей.

Совсем недавно мировую общественность взбудоражила сенсация: ученый из Высшей школы медицины при Гарвардском университете Джордж Черч находился на пороге воссоздания одного из видов нашего далекого предка - неандертальца. В Daily Mail было опубликовано интервью, в котором Черч рассказывает про свой эксперимент: он искусственно воссоздал код ДНК нашего далекого предка, который уже можно было вводить в яйцеклетку матери. Согласно материалам интервью, дело оставалось за малым - найти смелую женщину-добровольца, которая согласилась бы выносить «древнего человека».

Сенсационное заявление вызвало бурную реакцию по всему миру. Часть ученых осудили идею. Так, с их точки зрения, новорожденный представитель другого человеческого вида был бы крайне уязвим но отношению к болезням современного человека. На пути к осуществлению эксперимента стали представления о гуманности: просто бесчеловечно создавать человека только для экспериментов, чтобы он чувствовал себя единственным представителем своего вида, вымершего тысячи лет назад.

Однако сенсация оказалась пустышкой. Через некоторое время сам, якобы, автор идеи клонирования опроверг распространившиеся слухи о поиске суррогатной матери для неандертальца. По его словам, ученый имел в виду, что рождение ребенка- неандергальца сегодня теоретически возможно, а его высказывание неверно истолковали в процессе перевода на другой язык.

В некоторых государствах использование данных технологий применительно к человеку официально запрещено - Франции, Германии, Японии. Эти запреты, однако, не означают намерения законодателей названных государств воздерживаться от применения клонирования человека в будущем, после совершенствования самой техники клонирования.

Единственный международный акт, устанавливающий запрет клонирования человека, - Дополнительный Протокол к Конвенции о защите прав человека и человеческого достоинства в связи с применением биологии и медицины, касающийся запрещения клонирования человеческих существ, который подписали 12 января 1998 г. 24 страны из 43 стран-членов Совета Европы.

Хотя Россия и не участвует в вышеуказанных Конвенции и Протоколе, она не осталась в стороне от мировых тенденций, ответив на вызов времени принятием Федерального закона «О временном запрете на клонирование человека» от 20 мая 2002 г. № 54-ФЗ.

Согласно ст. 4 Закона, лица, виновные в его нарушении, несут ответственность в соответствии с законодательством Российской Федерации.

Срок действия закона истёк в июне 2007 г., и в последующие два года вопрос клонирования человека никак не регулировался российскими законами. Однако в конце марта 2010 г. запрет на клонирование человека в России был продлён.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >