1. Клонирование животных
Термин "клон" происходит от греческого слова «klon», что означает веточка, побег, отпрыск. Клонированию можно давать много определений, вот некоторые самые распространенные из них, клонирование - популяция клеток или организмов произошедших от общего предка путём бесполого размножения, причём потомок при этом генетически идентичен своему предку.
Собственно процесс клонирования можно разделить на несколько стадий. Сначала у женской особи берется яйцеклетка, из нее микроскопической пипеткой вытягивается ядро. В безъядерную яйцеклетку вводят другую, содержащую ДНК клонируемого организма. С момента слияния нового генетического материала с яйцеклеткой, как ожидается, должен начаться процесс размножения клеток и рост эмбриона. Подобные ожидания основываются, по крайней мере, на двух явных научных мотивациях. Первой является желание выяснить, насколько нетронутым остается генетический материал в процессе развития организма, имеющего характерную судьбу. Вторая мотивация состоит в том, насколько факторы цитоплазмы самой яйцеклетки совместимы с привнесенным в нее для перепрограммирования генетическим материалом - например, имеет ли значение тот факт, что чужие гены и собственные гены митохондрий яйцеклетки различны? Подобных вопросов возникает множество. Обратимся к истории исследований попыток клонирования животных.
Овечка Долли
В феврале 1997 года человечество было потрясено известием из шотландского Института Рослина о рождении и нормальном развитии первого млекопитающего, полученного путем переноса ядра, или, проще говоря, клонирования, - овечки Долли. Пожалуй, это событие произвело эффект, сходный с сообщением об изобретении ядерной бомбы или о возникновении телевидения.
Сначала из молочной железы взрослой овцы была взята клетка и искусственными методами была погашена активность ее генов. Затем клетка была помещена в эмбриональное окружение, называемое ооцитом, чтобы произошла перестройка генетической программы на развитие эмбриона. Тем временем из яйцеклетки другой овцы было «вытянуто» ядро, и после охлаждения цитоплазматической оболочки под действием электрического поля в нее было введено ядро, выделенное из клетки молочной железы первой овцы. Оплодотворенная вышеописанным способом яйцеклетка была помещена в матку третьей овцы - суррогатной матери. И после обычного процесса вынашивания была рождена овечка Долли, которая была полной генетической копией овцы - донора клетки молочной железы.
Слух, распространявшийся с неимоверной скоростью чуть ли не с момента объявления о существовании Долли, заключался в том, что клонированная овца стареет в несколько раз быстрее своих «нормально рожденных» родственников.
Эти данные, как оказалось, во многом соответствуют действительности. Согласно одному из наиболее вероятных объяснений этого феноменально быстрого старения является гипотеза, что оно происходит в силу запрограммированного ограничения количества делений и продолжительности жизни каждой клетки высших организмов. Разговоры о нарушениях репродуктивных способностей у Долли вообще не имеют под собой.
Никаких реальных оснований, поскольку она уже как минимум дважды благополучно разрешилась от бремени, родив своего первенца Бонни на втором году жизни, а еще год спустя - троих здоровых ягнят.
Овечка Долли прожила 6 по большей степени мучительных лет.
Клонирование 5 поросят
В 2000 году британские ученые, клонировавшие овцу Долли, создали этим же методом пять поросят. Специалисты компании PPL Therapeutics провели операцию в американском городе Блэксбург. За основу были взяты клетки взрослой свиньи.
Все выведенные поросята - самки, и все они здоровы.
Специалисты полагают, что таким образом в будущем можно будет производить свиней, органы которых впоследствии используют для пересадки людям. Ожидается, что первые эксперименты в этой области ученые будет проводить в течение четырех лет.
Достаточно больше перспективы перед нами открывает возможность клонирования, но так же перед нами постают множество споров и разногласий.
2. Терапевтическое клонирование
Что касается клонирования человека, данный процесс запрещен законом во многих странах в связи с многими аспектами.
Но сyществует такой вид клонирования, как терапевтический. В терапевтическом клонировании используется процесс, известный как пересадка ядер соматических клеток, (замена ядра клетки, исследовательское клонирование и клонирование эмбриона), состоящий в изъятии яйцеклетки из которой было удалено ядро, и замена этого ядра ДНК другого организма. После многих митотических делений культуры (митозов культуры), данная клетка образует блацисту (раннюю стадию эмбриона состоящую из приблизительно 100 клеток) с ДНК почти идентичным первичному организму.
Цель данной процедуры - получение стволовых клеток. генетически совместимых с донорским организмом.
Можно ли в специальных условиях воспроизвести генетически точную копию любого живого существа? Символом первого клонированного млекопитающего (1996 год) стала овца Долли, страдавшая на протяжении жизни воспалением легких и артритом и насильственно усыпленная в возрасте шести лет - возрасте, равном примерно половине средней жизни нормальной овцы. Клонирование животных оказалось не таким простым в исполнении, как растений.
В терапевтическом клонировании используется процесс, известный как пересадка ядер соматических клеток.
2.1 Перспектива терапевтичекого клонирования
Стволовые клетки, полученные путем терапевтического клонирования, применяются для лечения многих заболеваний. Кроме этого, в настоящее время ряд методов с их использованием находятся на стадии разработки (лечение некоторых видов слепоты, повреждений спинного мозга и др.)
Данный метод часто вызывает споры в ученой среде, под вопрос ставится термин, описывающий созданную бластоцисту. Некоторые считают, что неверно называть это бластоцистой или эмбрионом, так как оно не было создано оплодотворением, но другие утверждают, что при соответствующих условиях из него может развиться плод, и, в конечном счете, ребенок - поэтому уместнее называть результат эмбрионом.
Потенциал для применения терапевтического клонирования в области медицины просто огромен. Некоторые противники терапевтического клонирования выступают против того факта, что данная процедура использует человеческие эмбрионы, при этом разрушая их. Другим же кажется, что подобный подход инструментализирует человеческую жизнь или, что тяжело будет разрешить терапевтическое клонирование, не разрешая при этом репродуктивного клонирования.
3. Значение клонирования
В настоящее время с методами генной инженерии и, в частности, клонирования связано множество надежд и в области лечения неизлечимых ранее болезней, репродукции и трансплантации органов, и в области искусственного зачатия, борьбы с инвалидностью и врожденными пороками… Проводится все больше экспериментов по выращиванию млекопитающих и последующей пересадке их органов человеку. Совсем недавно в Южной Корее удалось клонировать поросенка, генетически измененные клетки которого способны на 60-70% снизить угрозу отторжения органов иммунной системой человека при трансплантации. А в свете проблемы, связанной с неспособностью иметь детей, методы искусственного оплодотворения получили широкую поддержку в обществе. Что касается самого клонирования, то оно позволяет проводить те же процедуры, обходясь генофондом лишь одного из родителей, что часто бывает необходимо в случае предрасположенности одного из родителей к серьезным заболеваниям.
Пересадка клеток поджелудочной железы позволит избавить больных сахарным диабетом от постоянных инъекций инсулина и необходимости соблюдения строгой диеты. Об этом на конференции в Чикаго доложил британский хирург Джеймс Шапиро, успешно проведший первые восемь операций.
Очищенные клетки поджелудочной железы здоровых доноров вводили больным сахарным диабетом внутривенно. Эти клетки задерживались в печени, где они продолжали вырабатывать инсулин. У восьми больных в возрасте от 29 до 53 лет в ближайшие сроки после операции исчезла потребность в инъекциях инсулина.
Представитель Британской диабетологической ассоциации Билл Хартнет считает новый метод лечения чрезвычайно перспективным, но предостерегает от поспешных выводов, поскольку результаты пересадки клеток пока не опубликованы. Больные после этой операции должны постоянно принимать иммунодепрессанты для предотвращения отторжения пересаженных клеток. Развитие метода клонирования позволит в будущем решить проблему получения достаточного количества клеток поджелудочной железы, заявил Джеймс Шапиро на конференции Американского общества трансплантологов.
Технологии клонирования были впервые применены для спасения исчезающих видов животных. Уже в следующем месяце ученые ожидают рождения на свет детеныша гаура (разновидности азиатского вола), которого выносила обыкновенная корова. Сам зародыш был создан в лаборатории из яйцеклетки коровы и генов, взятых из кожи гаура.
С другой стороны, часто поднимается вопрос о том, что клонирование может сократить генетическое разнообразие, сделав человечество более уязвимым, например, к эпидемиям, что приведет, по самым пессимистичным прогнозам, к гибели цивилизации.
Технически созданы все условия для клонирования человека. Правда, клон не будет той же личностью, что и «человек-прототип». Есть ряд этических проблем, не позволяющих проводить такого рода эксперименты.
Самая известная овца в мире
Без преувеличения – одно из самых популярных животных. Это чудо биологической технологии – первое клонированное млекопитающее, которое, к тому же, смогло дать потомство.
Долли появилась на свет в 1996 году в Росслинском институте. Она прожила шесть с половиной лет, а после себя оставила шестеро ягнят. Из-за сильного артрита Долли усыпили в 2003 году.
Долли стала одним из самых грандиозных достижений в биологии за последние 20 лет. Это новая эпоха в науке, которая по значимости сравнима с расщеплением атома.
Как клонировали Долли?
Долли – это первое теплокровное животное, которое было получено из соматической клетки, а не половой. В данном случае биологическим родителем Долли была одна овца-прототип (чьей точной копией является Долли), а не мать и отец.
Клонирование проводилось следующим образом. Из замороженных клеток вымени овцы-прототипа были извлечены ядра, содержащие генетический материал. Затем ядра клеток соединяли с яйцеклетками, которых предварительно лишили генетического материала. Таким образом всего было оплодотворено 277 яйцеклеток. Только 29 из них стали эмбрионами, а из этих эмбрионов выжил только один, которого после рождения и прозвали Долли.
Про овцу Долли стало известно только спустя 7 месяцев после ее рождения. Это время нужно было ученым для получения патента новой технологии переноса генетической информации, которая стала известна как перенос ядра.
Клонирование человека: реальность или вымысел?
После успеха с овцой Долли ученым удалось провести успешные клонирования многих других млекопитающих. Закономерно возник вопрос: а можно ли с помощью технологии переноса ядра клонировать человека? Технологически такая процедура представляется возможной, но она имеет ряд ограничений, главная из которой – невозможность повторения сознания. То есть, вероятно, создать клона можно, но это не будет такой же личностью.
Вторая проблема клонирования человека – это социально-этический и этико-религиозный аспект. Есть опасения того, что при клонировании будут появляться неполноценные люди. Возникнуть проблемы, связанные с отцовством, материнством и рядом других вопросов.
Во многих странах мира эксперименты по клонированию человека запрещены. Однако некоторые специалисты осмеливаются предположить, что они проводятся тайно. Возможно, уже существуют клонированные люди, за которыми наблюдают ученые.
В некоторых странах разрешено так называемое терапевтическое клонирование. Это когда создают клона человека, но эмбрион используется исключительно для получения Такие процедуры разрешены, например, в США, Великобритании и Австралии. С помощью полученных стволовых клеток можно лечить ряд тяжелейших заболеваний, поэтому терапевтическое клонирование все шире применяется в медицине. Правда, ряд ученых опасаются, что под ширмой терапевтического клонирования ученые могут прибегать к репродуктивному клонированию.
Аркадий Галанин
27 февраля 1997 года мир узнал о научном прорыве — клонировании овечки Долли. Открытие ученых всколыхнуло мир..
Кто был до овечки Долли
Овца была не первым клонированным животным. Опыты по клонированию стали возможны после доказательства клеточной теории Теодора Шванна. То, что каждая клетка происходит от клетки, он определил еще в 1839 году. Опираясь на это, ученые один за другим выращивали клонов: морских ежей, мышей, лягушек.
Первую в истории овцу клонировали в 1984 году из клетки эмбриона.
Ученые Ян Вилмут и Кит Кэмпбэлл поставили перед собой задачу вырастить овцу по-новому, из клеток взрослых особей. На безуспешные попытки ушло два года. 5 июля 1996 года удалось достигнуть цели - на свет появилась клонированная овечка, которую впоследствии назвали Долли.
Три матери одной овцы
Главная уникальность Долли состоит в том, что у нее нет «отца». Она произошла от трех самок. От первой ученые взяли генетическую информацию клетки вымя. Вторая «поделилась» ядром пустой яйцеклетки(без генетической информации). Третья стала суррогатной матерью для получившейся яйцеклетки.
Овца Долли, первое теплокровное животное-клон
На всеобщее обозрение овца была представлена в возрасте восьми месяцев. Первое упоминание в прессе о ней значится 27 февраля 1997 года. Журналист Робин Маккай, который и написал об открытии в журнал Nature признавался, что не был уверен в сенсационности своего материала. Газета.ru пишет , что автор боялся, что понял ученых не правильно и открытие не представляет существенной ценности.
Почему Долли
Долли Партон, американская певица и актриса
Овечку, появившуюся из клетки вымени, назвали в честь популярной американской певицы Долли Партон, которая обладала весьма заметными формами. Имя животному придумали фермеры, занимающиеся с суррогатной матерью клонированной. До этого Долли носила идентификационный номер 6LL3.
К тому же, новость о клонировании стала даже большей сенсацией. Журналисты из разных стран устраивали фотосессии в загоне для 8-ми месячной знаменитости. И по словам работников, овечка обладала фотогеничностью, как и ее человеческая тезка.
Овечья смерть
Беззаботная жизнь Долли продлилась всего 6 лет, пишет RT.com. За это время она успела родить шесть ягнят. В 2003 году овцу усыпили. Последние несколько лет своей жизни она страдала от артрита.
Ученые неоднократно пытались выяснить, как связана ли смерть с ее необычным происхождением - считается, что артрит в таком возрасте не свойственен овцам. Последние исследования показали, что проблемы со здоровьем не были связаны с клонированием, пишет nature.com. После серии наблюдений ученые выяснили, что «степень заболевания была такой же, как и у естественно зачатых овец и пожилых клонированных».
Последствия прогресса
Успешное клонирование овцы Долли стало настоящей сенсацией. Общественность неоднозначно относилась к подобным генетическим успехам. Ученые, которые поспособствовали рождению Долли считали, что страх общества не обоснован и затормозит научный прогресс, сообщает BBC.
Видя зарождающийся интерес к клонированию, многие страны ограничили на своей территории такие испытания на людях. В 1998 году в Париже приняли Дополнительный протокол о запрете клонирования человека подписали 19 стран. Россия не принимала участие в парижском съезде, но с 2002 года в стране в силу вступил закон «О временном запрете на клонирование человека».
Исследования в области клонирования животных продолжаются во многих странах мира. Благодаря им стала известна возможность воссоздания уже вымерших популяций. В 2009 году испанские ученые клонировали пиренейского козерога, последний представитель вида которых вымер еще в 2000 году, сообщает Радио свобода.
Китай активно занимается изучением процесса клонирования животных и редактирования генов. Там в 2017 году на свет появились несколько клонированных генетически модифицированных щенков, сообщают РИА Новости. Свои исследования китайцы планируют применить для лечения опухолей и генетических заболеваний.
«Создать человека была славная и оригинальная мысль. Но создавать после этого овцу значило повторяться.»
Марк Твен
Клонирование - это создание генетической копии живого организма. Эксперименты по клонированию велись на протяжении многих десятилетий, но успешные результаты были достигнуты совсем недавно - примерно двадцать лет назад.
Оригинал и копия
В 1996 году величайшей мировой сенсацией стало самое обычное на вид существо - овечка по имени Долли . Сенсационность ее появления на свет заключалась в том, что она не была зачата двумя родителями, как это принято у млекопитающих, а появилась в результате клонирования. Долли была точной копией другой овцы, умершей за несколько лет до ее рождения.
Большинство живых существ развиваются из оплодотворенной яйцеклетки, и получают в наследство половину генетического материала от матери и половину - от отца. При клонировании все происходит иначе: весь генетический материал берется от одной особи, поэтому новый организм становится точной копией своего «прародителя».
Как осуществляется процедура клонирования? В первую очередь нужна оплодотворенная яйцеклетка. Ее извлекают из животного, после чего из этой яйцеклетки удаляется ее главная часть - ядро, где содержится ДНК со всей генетической информацией. Вместо удаленного ядра в яйцеклетку имплантируют новое, взятое из клетки другой взрослой особи этого же вида. Оплодотворенную яйцеклетку с новым ядром помещают в матку самки (суррогатной матери), где происходят нормальный рост и развитие. Когда приходит время родов, на свет появляется генетическая копия той особи, у которой взяли клеточное ядро.
До того как эксперимент завершился успехом и на свет появилась овечка Долли, было проведено 276 попыток пересадки ядра в яйцеклетку. Все они заканчивались неудачей на той или иной стадии.
После опыта с овечкой Долли было проведено множество успешных экспериментов по клонированию этих животных. На свет появились клоны клонов и клоны клонов клонов
Зачем нужно клонирование?
Главная биологическая сенсация, прославившая овечку Долли и ее создателя Яна Вильмута, заключается в том, что была открыта способность генов к «обнулению». Что означает этот термин? В каждой клетке есть ДНК со всей генетической информацией. Потенциально могут работать все гены, но на деле клетки со временем делятся «по специальностям». Например, в клетках поджелудочной железы работает ген, отвечающий за выработку инсулина. В клетках сердца этот ген тоже есть, но на определенном этапе развития организма он «засыпает». Все гены активны только в самом начале развития, на стадии оплодотворенной яйцеклетки.
Для процедуры клонирования можно взять клеточное ядро из любой ткани организма. Например, в случае овечки Долли была использована замороженная клетка вымени. И хотя многие гены уже были отключены, а работали только те, которые нужны в ткани молочной железы, оказавшись в оплодотворенной яйцеклетке, все гены активизировались снова. Этот и называется «обнулением». Ян Вильмут наглядно доказал, что можно взять любую клетку живого организма - неважно, из какого органа, - и вырастить из нее точную копию данного организма.
Можно вырастить не только целый организм, но и отдельную ткань. Такое клонирование называют терапевтическим, потому что его предполагается использовать для лечения или даже полной замены органов. Орган, выращенный в лабораторных условиях из собственной клетки пациента, не будет отторгаться. Клонирование же целых организмов, называемое репродуктивным, используют для восстановления исчезающих или уже исчезнувших видов животных. Многие исследователи видят блестящее будущее в репродуктивном клонировании человека, но пока такие эксперименты запрещены по этическим соображениям.
Нужно понимать, что клон, при его генетической идентичности, все же не является абсолютной копией оригинала. Во-первых, какие-то изменения происходят на этапе развития, во-вторых, клон будет обладать собственным, индивидуальным сознанием, так как он - отдельная самостоятельная личность.
Клонирование животных развивается семимильными шагами. В Америке с 2004 года клонируют кошек, чуть позже была разработана технология клонирования собак. Так что каждый, кто потерял питомца, может за определенную, совсем не маленькую сумму воссоздать его копию
