Клонирование человека

Эукариоты и многоклеточные животные.

Эукариоты характеризуются тем, что их клетки обладают многочисленными органеллами и ядром, в котором заключены хромосомы, т.е. ДНК. Некоторые из этих организмов – одноклеточные, но в большинстве случаев это многоклеточные формы, состоящие из многих различных по структуре и функциям эукариотных клеток. Некоторые простейшие, например амебы и парамеции, способны быстро размножаться путем деления надвое.

У многоклеточных животных произошла специализация клеток и сформировались половые клетки (гаметы), предназначенные для полового размножения. У низкоорганизованных многоклеточных встречается как половое, так и бесполое размножение. С усложнением и увеличением подвижности животных половое размножение стало преобладать. Оно обеспечивает сочетание в потомстве признаков обоих родителей, т.е. исключает образование клонов.

Водные растения – рекордсмены клонирования

Представители одного из семейств водных растений – водокрасовые (Hydrohariaceae) – считаются настоящими мастерами клонирования. Это семейство хорошо знакомо аквариумистам и любителям садовых водоемов. Водокрасовые в совершенстве освоили тот же способ размножения-клонирования, который практикует земляника.

Самый известный представитель водокрасовых – стрелолист обыкновенный (Sagittaria sagittifolia), житель умеренных рек и озер. Образуя горизонтальные побеги (усы), он быстро распространяется по дну водоема. Стрелолист формирует не только усы, но и клубни, несущие запас питательных веществ для потомков-клонов.

Слева – цветущее растение стрелолиста. Справа – ус стрелолиста с молодым растением-клоном (в круге)

Типичный представитель этого семейства – водокрас (Hydroharis) – также образует усы. Именно он покрывает прибрежные отмели мелкими листьями, напоминающими листья крошечных кувшинок. Эта кроха способна за лето затянуть поверхность небольшого пруда, распространяясь при помощи усов, которые случайно переносят на лапках водоплавающие птицы, помогая растению размножаться. 

В семействе водокрасовых есть растение, которое благодаря непревзойденной способности к клонированию смогло завоевать целый континент. Это элодея канадская (Elodea canadensis), или как ее еще называют «водяная чума». В начале XIX века это растение, цепляясь за нижние части кораблей, «сбежало» из Северной Америки, пересекло Атлантический океан и попало в пресные водоемы Европы.

При помощи вегетативного размножения (клонирования) оно распространилось по всей Европе и уже является обычным растением в водоемах Сибири. Это яркий пример глобального природного эксперимента по клонированию.

Говоря о клонах и клонировании, невозможно обойти вниманием самый впечатляющий рекорд, установленный в царстве растений. Роща тополя осинообразного (Populus tremuloides) – знаменитый клон и единый живой организм

Анализ генома растений этой рощи показал, что все ее деревья имеют один и тот же генотип и являются вегетативными потомками одного растения. Площадь, занимаемая клоном, составляет 43 га, возраст рощи – 80 000 лет. Этому клону даже присвоено имя – Пандо (в переводе с лат. – «распространяющийся всюду»).

Водные растения – рекордсмены клонирования

Представители одного из семейств водных растений – водокрасовые (Hydrohariaceae) – считаются настоящими мастерами клонирования. Это семейство хорошо знакомо аквариумистам и любителям садовых водоемов. Водокрасовые в совершенстве освоили тот же способ размножения-клонирования, который практикует земляника.

Самый известный представитель водокрасовых – стрелолист обыкновенный (Sagittaria sagittifolia), житель умеренных рек и озер. Образуя горизонтальные побеги (усы), он быстро распространяется по дну водоема. Стрелолист формирует не только усы, но и клубни, несущие запас питательных веществ для потомков-клонов.

Клонирование человека

Слева – цветущее растение стрелолиста. Справа – ус стрелолиста с молодым растением-клоном (в круге)

Типичный представитель этого семейства – водокрас (Hydroharis) – также образует усы. Именно он покрывает прибрежные отмели мелкими листьями, напоминающими листья крошечных кувшинок. Эта кроха способна за лето затянуть поверхность небольшого пруда, распространяясь при помощи усов, которые случайно переносят на лапках водоплавающие птицы, помогая растению размножаться. 

Клонирование человека

В семействе водокрасовых есть растение, которое благодаря непревзойденной способности к клонированию смогло завоевать целый континент. Это элодея канадская (Elodea canadensis), или как ее еще называют «водяная чума». В начале XIX века это растение, цепляясь за нижние части кораблей, «сбежало» из Северной Америки, пересекло Атлантический океан и попало в пресные водоемы Европы.

Клонирование человека

При помощи вегетативного размножения (клонирования) оно распространилось по всей Европе и уже является обычным растением в водоемах Сибири. Это яркий пример глобального природного эксперимента по клонированию.

Говоря о клонах и клонировании, невозможно обойти вниманием самый впечатляющий рекорд, установленный в царстве растений. Роща тополя осинообразного (Populus tremuloides) – знаменитый клон и единый живой организм

Клонирование человека

Анализ генома растений этой рощи показал, что все ее деревья имеют один и тот же генотип и являются вегетативными потомками одного растения. Площадь, занимаемая клоном, составляет 43 га, возраст рощи – 80 000 лет. Этому клону даже присвоено имя – Пандо (в переводе с лат. – «распространяющийся всюду»).

Примечания

  1. Krens E.A., Molendijk L., Wullems G.I., Schilperoort R.A. In vitro Transformation of Plant Protoplasts with Ti-Plasmid DNA // Nature. 1982. Vol. 296. P. 72-74.
  2. Gurdon, JB (1962) The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cells of feeding tadpoles. J Embryol Exp Morphol 10: 622-40
  3. Chaĭlakhian L. M., Veprintsev B. N., Sviridova T. A. Electrostimulated cell fusion in cell engineering (неопр.) // Biofizika. — 1987. — Т. 32, № 5. — С. viii—xi.
  4. Чайлахян Л. М., Вепринцев Б. Н., Свиридова Т. А., Никитин В. А. Электростимулируемое слияние клеток в клеточной инженерии. Биофизика, 1987, т.32, № 5, с. 874—887
  5. Xiao-yang Zhao, Wei Li, Zhuo Lv,, Lei Liu, Man Tong, Tang Hai, Jie Hao, Chang-long Guo, Qing-wen Ma, Liu Wang, Fanyi Zeng, Qi Zhou. iPS cells produce viable mice through tetraploid complementation. Nature 461, (3 September 2009), 86-90
  6.  (недоступная ссылка). Дата обращения 27 марта 2015.
  7. . NPR (24 января 2018).
  8. . Nat-geo.ru. Дата обращения 23 августа 2019.
  9. Жабина А. Атака клонов: от экспериментов к бизнесу // Эксперт. — 2020. — № 11 (1155). — С. 58.
  10. Жабина А. Атака клонов: от экспериментов к бизнесу // Эксперт. — 2020. — № 11 (1155). — С. 58 — 59.
  11. Жабина А. Атака клонов: от экспериментов к бизнесу // Эксперт. — 2020. — № 11 (1155). — С. 59.
  12. Жабина А. Атака клонов: от экспериментов к бизнесу // Эксперт. — 2020. — № 11 (1155). — С. 59 — 60.
  13. Жабина А. Атака клонов: от экспериментов к бизнесу // Эксперт. — 2020. — № 11 (1155). — С. 60.
  14. Жабина А. Атака клонов: от экспериментов к бизнесу // Эксперт. — 2020. — № 11 (1155). — С. 60.
  15. Жабина А. Атака клонов: от экспериментов к бизнесу // Эксперт. — 2020. — № 11 (1155). — С. 60.

Клонирование взрослых млекопитающих.

По мере роста и развития животного соответствующие его гены «включаются» и «выключаются» в строго определенное время, что обеспечивает гармоничное формирование и функционирование всех частей сложного организма. У взрослой особи гены, регулирующие процессы в специализированных (дифференцированных) клетках, должны работать без сбоев, выполняя характерную именно для этой части тела программу: малейшее нарушение здесь чревато болезнью, а то и гибелью всей особи. Следовательно, если вырезать кусочек, скажем, уже сформировавшегося подбородка, нос из него не разовьется. Правда, клетки могут терять специализацию (дедифференцироваться), что наблюдается при возникновении раковых опухолей. Таким образом, клонирование животных из их взрослых клеток путем перепрограммирования последних на нормальное эмбриональное развитие представляет собой хотя и выполнимую теоретически, но крайне сложную задачу, которую многие специалисты считали неразрешимой.

В 1997 шотландский эмбриолог Ян Уилмат со своими сотрудниками сообщил об успешном клонировании ягненка из дифференцированной клетки молочной железы шестилетней овцы. Культивируя клетки этого типа на т.н. минимальной (содержащей лишь минимум необходимых для поддержания жизни веществ) питательной среде, не позволявшей им выполнять свои «взрослые» функции, удалось добиться их дедифференцировки до эмбрионального состояния. Затем такую клетку слили с энуклеированной (лишенной ядра) яйцеклеткой другой овцы и имплантировали начавший развитие эмбрион в матку третьей самки. В результате исходная клетка молочной железы повторила и самостоятельно отрегулировала все этапы, которые в норме проходит оплодотворенное яйцо, превращаясь во многие миллиарды специализированных клеток взрослого млекопитающего. Через некоторое время эти исследователи сообщили о клонировании овцы с введенным в нее человеческим геном, а специалисты из США заявили о создании клонов взрослых коров.

Важно подчеркнуть, что особи получаемых описанным способом клонов не достигают того уровня идентичности друг другу, который свойствен однояйцовым близнецам. Во-первых, развитие их происходит в разных ооцитах, каждый из которых сохраняет некоторое количество собственной ДНК в митохондриях (органеллах дыхания)

Во-вторых, эмбрионы вынашиваются различными «приемными матерями», и, наконец, после рождения каждый детеныш попадает в условия среды, неизбежно являющиеся в той или иной степени уникальными.

Открывающиеся перспективы.

Работы Уилмата и других биологов служат основой для новых исследований, которые могли бы значительно расширить наши представления о функционировании генов в ходе нормального развития, а также при воздействии на них ряда лекарственных веществ и стрессовых факторов. Это позволило бы усовершенствовать медицинское обслуживание путем создания и применения новых недорогих инструментов ранней диагностики и лечения. Если бы таким путем удалось разработать методы генной терапии, т.е. «исправления» аномальных генов, ответственных за опасные для жизни врожденные нарушения, человечество смогло бы избавиться от некоторых наследственных заболеваний, серьезно снижающих трудоспособность и сокращающих жизнь людей.

О ценности клонирования для создания трансгенных и элитных животных уже говорилось. При его широком применении можно было бы накапливать в замороженном виде неограниченные количества эмбрионов и другого материала, сохраняя таким образом ныне существующую «зародышевую плазму» во всем ее разнообразии.

Клонирование растений

Клонирование растений (более общеупотребимы термины «культуры тканей in vitro», «клональное микроразмножение растений») осуществляется путём регенерации целого растения из каллуса путём изменения пропорционального соотношений цитокининов и ауксинов в питательной среде. Для получения первичного каллуса можно использовать любые клетки и ткани растения (кроме находящихся в премортальном состоянии) ввиду того, что клетки растений способны к дедифференциации при определённых концентрациях фитогормонов в питательной среде. Но чаще используют для этой цели клетки меристемы ввиду их малой степени дифференциации. В питательную среду для каллусообразования обязательно входят ауксин (для дедифференциации клеток) и цитокинин (для индукции клеточных делений). После получения каллусной культуры каллус можно разделить и каждую часть использовать для регенерации целых растений. Так как каллус является бесформенной недифференцированной клеточной массой, то для регенерации растения необходимо индуцировать морфогенез путём изменения концентраций фитогормонов в среде. Клонирование растений позволяет получать безвирусный посадочный материал (при использовании апикальной меристемы как источника клеток), быстрого размножения растений в больших масштабах (в том числе редких и исчезающих), клонирование из пыльников и последующее восстановление диплоидности позволяет получить гомозиготные по всем генам растения, которые можно использовать в дальнейшей селекции. Также можно культивировать на искусственных питательных средах протопласты растений, из которых в некоторых случаях можно регенерировать целые растения (протопласты удобны для трансгенеза ввиду отсутствия у них клеточной стенки и возможности слияния с другими клетками).

В случае с орхидеями конкретному растению, культивару, может быть дано неформальное название — имя клона, но в том случае, если эта орхидея имеет превосходные качества для данного вида (или гибрида). Пример: × Laeliocattleya Hsin Buu Lady ‘Red Beauty’.

С чего всё началось?

Деление у одноклеточных организмов и вегетативное размножение у растений – тоже своего рода клонирование. Самый близкий пример из мира животных – однояйцевые близнецы, эмбрионы которых формируются в результате расщепления одной яйцеклетки. У них почти одинаковая структура ДНК, но точными копиями их не назовёшь из-за разного набора мутаций и эпигенетических факторов.

Молодая наука эпигенетика утверждает, что активностью генов, не затрагивающих структуру ДНК, управляет окружающая среда и внешние условия, будь то рацион матери во время беременности или температура в детской комнате. Допустим, в период формирования плод не дополучил нужного количества пищи, и у него изменился метаболизм, потому что организм стал запасать пищевые ресурсы. Если он столкнётся с той же проблемой после рождения, новая привычка поможет выжить, но при благоприятных условия возрастёт риск ожирения и диабета в старости. Выходит, что даже природа не способная создать абсолютно точную копию живого существа. Способен ли на это человек? Идея о клонировании тревожит учёных больше века, но точную копию пока создать не удавалось, и даже приснопамятная овечка Долли – лишь приближенная версия оригинала.

В 1885 году немецкий эмбриолог Ханс Дриш получил два идентичных организма, разделив клетки морского ежа. Позже в 1962 году оксфордский профессор Джон Гёрдон доказал, что со временем ядро клетки не меняется и может дать жизнь новому организму. Он заменил ядро незрелой яйцеклетки лягушки на зрелое из клетки кишечника. В результате появился головастик. Год спустя на базе этих исследований британский биолог Джон Холдейн применил к животным термин «клон», который и вошёл в широкое употребление.

Клонирование человека

Британский биолог Ян Вилмут и овечка Долли / The Roslin Institute

Благодаря открытию ядерного переноса, учёные смогли клонировать животных из эмбриональных клеток, но настоящим научным прорывом стало первое клонирование взрослой особи. В 1996 году шотландские эмбриологи Ян Вилмут и Кит Кэмпбелл «подсадили» соматическую (неполовую) клетку вымени взрослой овцы в яйцеклетку другого животного, предварительно удалив из неё ядро. Благодаря двойному набору генов, содержавшемуся в клетке «оригинала» полученная яйцеклетка не нуждалась в оплодотворении. Её просто подсадили в матку к третьей овце, которая и выносила плод. Так на свет появилась знаменитая овечка Долли. Для её создания учёным понадобилось 277 яйцеклеток, в которые были перенесены ядра клеток клонируемого животного, и только один из 29 эмбрионов не остановился в развитии.

История термина

Термин клонирование пришёл в русский язык из английского (clone, cloning).

Первоначально слово клон (англ. cloning от др.-греч. κλών — «веточка, побег, отпрыск») 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 (в случае полезности их свойств для садоводства). 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 обусловливается генетической идентичностью всех членов клона. Тогда уже термин клонирование стали употреблять для обозначения производства любых линий организмов, идентичных данному и являющихся его потомками.

Позже название клонирование было перенесено и на саму технологию получения идентичных организмов, известную как замещение ядра, а потом также и на все организмы, полученные по такой технологии, от первых головастиков до овцы Долли.

И уже в конце 90-х годов XX века, подразумевая возможность применения той же технологии для получения генетически идентичных человеческих индивидов, заговорили и о клонировании человека. Термин перестал быть достоянием научной общественности, его подхватили СМИ, киноискусство, литература, производители компьютерных игр, и он вошёл в язык как общеупотребительное слово, уже не имеющее того специального значения, которым он обладал около ста лет назад.

Естественное клонирование (в природе) у сложных организмов

Основная статья: Бесполое размножение

Основная статья: Партеногенез

Клонирование широко распространено в природе у различных организмов. У растений естественное клонирование происходит при различных способах вегетативного размножения. У животных клонирование происходит при амейотическом партеногенезе и различных формах полиэмбрионии. Так, среди позвоночных известны клонально размножающиеся виды ящериц, состоящие из одних партеногенетических самок. У человека естественные клоны — монозиготные близнецы. У некоторых видов броненосцев в норме рождается от четырёх до девяти монозиготных близнецов. Широко распространено клональное размножение среди ракообразных и насекомых. Уникальный вариант естественного клонирования открыт недавно у муравьёв — малого огненного муравья (Wasmannia auropunctata), самцы и самки которого клонируются независимо, так что генофонды двух полов не смешиваются. У этого вида рабочие особи развиваются из оплодотворённых яиц, матки — из неоплодотворённых диплоидных яиц. В некоторых яйцах, оплодотворённых самцами, все хромосомы матери разрушаются, и из таких гаплоидных яиц развиваются самцы.

Клонирование в мире животных

Не менее удивительно, что клонирование освоили и животные. Из школьного курса биологии многие помнят маленькое хищное животное – гидру (Hydra). Для нее клонирование вполне естественно: на боковой поверхности тела-стебелька образуется нарост в виде веточки, на конце которого впоследствии прорезается рот и вырастают щупальца. Через несколько дней молодая гидра отделяется от тела родительской и начинает самостоятельную жизнь.

Клонирование человека

Гидра обыкновенная с молодой гидрой-почкой – пример природного клонирования в мире животных

Клонирование освоили даже хордовые животные (хорда – предшественник позвоночника), то есть дальние родственники человека.

Таким способом могут размножаться асцидии (Ascidiacea). В возрасте личинки они похожи на маленькую рыбку-головастика. Через некоторое время личинка прикрепляется головной частью к камню и претерпевает изменения, в ходе которых на ее теле формируются новые особи – клоны родительского организма.

Клонирование человека

Клонирование на службе у садоводства

Можно сказать, что природа в какой-то степени превзошла человека в искусстве клонирования, и это явление вовсе не чуждо естественному ходу вещей. Человек давно взял на вооружение этот способ тиражирования копий интересных для него организмов, и в первую очередь – растений. Способов клонирования или, как его принято называть в отношении растений – вегетативного размножения, немало. Это черенкование, отделение усов (например, у земляники), отводки, прививки, разделение кустов.

В начале XX века наука подарила садоводству новый метод размножения – in vitro (ин витро), или культуру изолированных тканей и органов растений. Суть метода в том, что части органов или отдельные органы (обычно небольшого размера) растений стерилизуют и помещают в изолированные стерильные условия, где проходит их выращивание на искусственной питательной среде. В качестве изолированных условий обычно выступают герметично закрытые пробирки или иные прозрачные сосуды.

Контейнеры с клонированными растениями, готовые к продаже

Логичным будет вопрос: зачем помещать часть растения в изолированные стерильные условия? Ведь, например, оторванный листик сенполии – это отдельный орган и его можно запросто выращивать в стаканчике с водой.

Дело в том, что в 1920-х годах ученые-биологи подошли вплотную к необходимости ответить на вопрос: какова минимальная часть растения, способного вырасти в целый организм? Пытаясь выращивать отдельные органы и их части, взятые от разных растений, ученые столкнулись с существенным препятствием: чем меньше был изолированный фрагмент растения, тем большей опасности поражения бактериями и грибами он подвергался. Попытки культивировать стерильные фрагменты растений в изолированных условиях показали, что даже очень маленький кусочек растения, если он свободен от спор бактерий и грибов, может долго оставаться живым и даже расти!

Эксперимент позволил добиться регенерации из отдельных клеток целого растения, способного к цветению. Ведь чтобы из маленького кусочка, состоящего всего из нескольких сотен или десятков клеток, вырастить полноценный организм, в котором сотни тысяч клеток, требуется значительный объем питания и энергии.

Что такое человеческий клон?

На самом деле клон — это просто идентичный близнец другого человека, отсроченный во времени. Клоны человека будут обычными человеческими существами, совершенно как вы или я, вовсе не зомби. Их будет вынашивать обычная женщина в течение 9 месяцев, они родятся и будут воспитываться в семье, как и любой другой ребенок. Им потребуется 18 лет, чтобы достичь совершеннолетия, как и всем остальным людям.

Следовательно, клон-близнец будет на несколько десятилетий младше своего оригинала, поэтому нет опасности, что люди будут путать клона-близнеца с оригиналом. Также как и идентичные близнецы, клон и донор ДНК будут иметь различные отпечатки пальцев.

Клон не унаследует ничего из воспоминаний оригинального индивида. Благодаря всем этим различиям, клон — это не ксерокопия или двойник человека, а просто младший идентичный близнец. Человеческие клоны будут иметь те же самые юридические права и обязанности, как и любой другой человек. Клоны будут человеческими существами в самом полном смысле. Вы не будете иметь права держать клона в качестве раба. Рабство на людей было запрещено в США в 1865 году.

Следует подчеркнуть, что клонирование человека должно осуществляться на индивидуальной добровольной основе. Живой человек, которого планируют клонировать, должен будет дать на это свое согласие. Также и женщина, которая будет вынашивать клона-близнеца и потом растить этого ребенка, должна действовать добровольно. Никакой другой сценарий не мыслим для свободной демократической страны. Поскольку при клонировании требуется женщина, чтобы вынашивать ребенка, нет опасности, что ученые-злодеи будут создавать тысячи клонов в секретных лабораториях. Клонирование будет делаться только по просьбе и при участии обычных людей в качестве дополнительной альтернативы для воспроизводства.

Клон: история понятия

Впервые термин «клон» предложил использовать известный английский биолог Джон Холдейн (1963 г). Клон (в переводе с греч. – «веточка», «побег» и «отпрыск») – это один или несколько новых организмов, возникших из части или целого органа материнского организма.

Чаще всего человек сталкивается с клонированием в мире растений. Ветка смородины, давшая корни в стакане с водой – один из примеров: куст смородины – материнский организм, а веточка, отделенная от него и пустившая корни – это новый, молодой организм, или клон. То есть, когда вы укореняете черенок хризантемы или листок фиалки, вы занимаетесь самым настоящим клонированием!

Размер части материнского растения значения не имеет, это может быть половина куста пиона или всего одна клетка организма. Чтобы клонировать растение, главное, поместить его часть в условия, в которых она смогла бы вырасти в целый организм. При этом новое растение будет обладать теми же свойствами и признаками, что и материнское.

Молекулярное клонирование

Молекулярное клонирование (англ. Molecular cloning, Gene cloning) — клонирование молекул ДНК (в том числе генов, фрагментов генов, совокупностей генов, ДНК-последовательностей, не содержащих гены), другими словами — наработка большого количества идентичных ДНК-молекул с использованием живых организмов.
Благодаря фундаментальным биологическим открытиям XIX—XX веков, а именно: открытию клеточного строения тканей, открытию структуры клеточного ядра, хромосом, ДНК, генов, — стало возможным то, что ныне носит название молекулярного клонирования. Это технология клонирования наименьших биологических объектов — молекул ДНК, их частей и даже отдельных генов. Для молекулярного клонирования ДНК (обычно тем или иным способом изменённую) вводят в вектор (например, бактериальную плазмиду или геном бактериофага). Размножаясь, бактерии и фаги многократно увеличивают 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. Для облегчения селекции бактериальных клонов в плазмиды обычно вводят ген резистентности к антибиотику, чаще всего ампициллину, в присутствии которого погибают все бактерии, не имеющие клонируемой плазмиды. Такое клонирование необходимо для изучения биологических молекул, их идентификации, решения вопросов клонирования тканей и др.

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.

Идентичность клонов

Вопреки распространённому заблуждению, клон, как правило, не является полной копией оригинала, так как при клонировании копируется только генотип, а фенотип не копируется.

Более того, даже при развитии в одинаковых условиях клонированные организмы не будут полностью идентичными, так как существуют случайные отклонения в развитии. Это доказывает пример естественных клонов человека — монозиготных близнецов, которые обычно развиваются в весьма сходных условиях. Родители и друзья могут различать их по расположению родинок, небольшим различиям в чертах лица, голосу и другим признакам. Они не имеют идентичного ветвления кровеносных сосудов, также далеко не полностью идентичны их папиллярные линии. Хотя конкордантность многих признаков (в том числе связанных с интеллектом и чертами характера) у монозиготных близнецов обычно гораздо выше, чем у дизиготных, она далеко не всегда стопроцентная.

Клонирование в мире животных

Не менее удивительно, что клонирование освоили и животные. Из школьного курса биологии многие помнят маленькое хищное животное – гидру (Hydra). Для нее клонирование вполне естественно: на боковой поверхности тела-стебелька образуется нарост в виде веточки, на конце которого впоследствии прорезается рот и вырастают щупальца. Через несколько дней молодая гидра отделяется от тела родительской и начинает самостоятельную жизнь.

Гидра обыкновенная с молодой гидрой-почкой – пример природного клонирования в мире животных

Клонирование освоили даже хордовые животные (хорда – предшественник позвоночника), то есть дальние родственники человека.

Таким способом могут размножаться асцидии (Ascidiacea). В возрасте личинки они похожи на маленькую рыбку-головастика. Через некоторое время личинка прикрепляется головной частью к камню и претерпевает изменения, в ходе которых на ее теле формируются новые особи – клоны родительского организма.

Клонирование многоклеточных организмов

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 (репродуктивное) и частичное клонирование организмов

При полном воссоздаётся весь организм целиком, при частичном — организм воссоздаётся не полностью (например, лишь те или иные его ткани).

Различают полное (репродуктивное) 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. Это так называемое терапевтическое клонирование.

Терапевтическое клонирование предполагает, что в результате намеренно не получается целый организм. 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.

Клонирование человека

Основная статья: Клонирование человека

К 2015 году около 70 стран запретили законодательно клонирование человека.
Однако в Южной Корее разрешено клонирование собак. В РФ принят федеральный закон № 54-ФЗ от 20 мая 2002 г. «О временном запрете на клонирование человека».

Клонирование человека — это создание генетически идентичной копии человека. Термин обычно используется для обозначения искусственного клонирования человека, которое представляет собой размножение клеток и тканей человека. Это не относится к естественной концепции и родов идентичных близнецов. Возможность клонирования человека вызвала противоречия. Эти этические проблемы побудили несколько стран принять законодательство, касающееся клонирования человека и его законности. На данный момент учёные не намерены пытаться клонировать людей, и они считают, что их результаты должны вызвать более широкую дискуссию о законах и нормативных актах, необходимых миру для регулирования клонирования.

Два обычно обсуждаемых типа теоретического клонирования человека — терапевтическое клонирование и репродуктивное клонирование. Терапевтическое клонирование включает в себя клонирование клеток человека для использования в медицине и трансплантации и является активной областью исследований, но нигде в мире не применяется в медицинской практике, по состоянию на 2014 год. Исследуются два распространенных метода терапевтического клонирования перенос ядер соматических клеток и, позднее, индукция плюрипотентных стволовых клеток. Репродуктивное клонирование предполагает создание целого клонированного человека, а не только конкретных клеток или тканей.

Ищу человека

Продолжающие развиваться биотехнологии ставят непростые задачи перед юристами и разжигают страсть в любителях философских рассуждений. Вечная проблема — кого во всех этих экспериментах считать человеческим существом? Эта задача не имеет общепринятого решения, и каждое сообщество решает ее по-своему, в зависимости от своих моральных убеждений. Однако чем сложнее становятся технологии, тем больше запутываются выводы. Пусть мы считаем человеческим существом зародыш на ранней стадии развития, двухслойный шарик. Считаем ли мы человеком кучку клеток, выделенную из шарика? По-видимому, нет, иначе бы на них давно запретили проводить эксперименты. Тем не менее известны опыты с химерными зародышами: можно взять эмбрион одного существа (даже другого вида) и ввести внутреннюю клеточную массу другого вида. Какой статус получит такая конструкция? А органы, полученные посредством этих технологий? И что будет, когда мы наконец научимся выращивать человеческий мозг?

В истории с клонированием есть еще одна неопределенность — кого считать клоном? В голове сразу возникают кадры фантастических фильмов, мы представляем себе абсолютную копию человека. В официальных текстах принято писать «человеческое существо, генетически идентичное другому существу». Однако с научной точки зрения оба варианта не выглядят полностью корректными. Генетически идентичные люди нам известны — это однояйцевые близнецы. Они могут быть очень сильно похожи внешне, но все равно будут отличаться по множеству признаков. Их мы никак не сочтем одним человеком. И даже если мы создадим для кого-то полную генетическую копию, абсолютного сходства достичь невозможно, потому что влияние среды на развитие человека не менее значимо, чем генетические факторы. То есть получается, что тех самых клонов, которых мы себе представляем, создать невозможно. Зато здесь подливают масла в огонь последние эксперименты по редактированию генома человека. Напомним кратко: в этом году ученым удалось с помощью системы CRISPR-Cas заменить испорченный ген в эмбрионе человека на работающий. Теперь представим себе, что мы клонировали человека, а затем отредактировали его гены. Будет ли он все еще считаться клоном?

Покидая это бесконечное поле для философских и этических диспутов, мы хотим на прощание пожелать успеха обеим противоборствующим сторонам. Пусть научное сообщество не останавливается на достигнутом, а законотворцы активнее упражняют фантазию и оттачивают формулировки. Чем дальше, тем сложнее будет свести все происходящее в современной медицине к словам «человеческий эмбрион» и «клеточный продукт». Остается только надеяться, что будущие поколения, рожденные с помощью многочисленных манипуляций, не будут мучиться экзистенциальными рассуждениями и найдут на вопрос «Кто я такой?» однозначный ответ.

 Полина Лосева

Михаил Фирсов
Оцените автора
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий