Все мы помним ту знаменитую овечку Долли, после появления на свет которой мир решил: "Идеальное клонирование наконец-то доступно человечеству". Казалось бы, 7 лет жизни клона достаточное основание для того, чтобы гордиться столь интересным изобретением и надеяться, что все мы будем жить даже после смерти.
История попыток обмануть смертную природу всего сущего очень длинна и интересна, как и история самого человечества. Клонирование является одним из таких протестов человечества против смерти.
Клонирование
Это процесс, в ходе которого живое существо производится от единственной клетки, взятой от другого живого существа.
Эксперименты по клонированию животных ведутся уже давно. Достаточно убрать из яйцеклетки ядро, имплантировать в нее ядро другой клетки, взятой из эмбриональной ткани, и вырастить ее либо в пробирке, либо в чреве приемной матери.
Hello, Dolly!
В 1997 году, спустя год после рождения клонированной овцы, об этом значительном шаге в мире науки узнал весь мир. Исследователи Университета Рослин разтрезвонили об успехах, вовсе не акцентируя внимание публики на десятках неудач, которыми приходилось довольствоваться ранее. Долли не была самым первым клоном животного, но стала самой знаменитой. В Рослине свой успех держали в секрете до тех пор, пока не удалось запатентовать саму овечку и весь процесс ее создания. Университет Рослина получил от Всемирной организации по охране интеллектуальной собственности эксклюзивные патентные права на клонирование всех организмов вплоть до 2017 года.
Успех Долли вдохновил ученых по всему миру на новые шаги в мире науки. Все вокруг словно взбесились и принялись играть в Господа Бога. И никого особенно не взволновали негативные последствия подобных экспериментов для животных и окружающей среды. Так, после знаменательного открытия ученые Тайланда занялись актуальной для их страны проблемой. Они сделали попытки возрождения белого слона короля Рамы III, умершего 100 лет назад. Из 50 тыс. диких слонов, живших в 60-х годах в Таиланде, осталось только 2000. Тайцы хотят оживить все стадо. Но вместе с тем ученые, к сожалению, не понимают, что если современные нарушения экологии и уничтожение местообитаний не прекратится, то вымирание ожидает и клонов. Поэтому многие люди считают, что клонирование - лишь жалкая попытка решить проблемы, игнорируя при этом истинные причины их появления. Ну, а теперь немного поподробнее о самом феномене и предмете разговора...
Жизнь и смерть
Появление на свет Долли тщательно скрывалось в течение нескольких месяцев, даже до сих пор неизвестна точная дата ее рождения, лишь одно мы знаем наверняка - на свет она появилась летом 1996 года, а объявлено о ее существовании было только в феврале 1997 года. С этого самого момента Долли стала самой известной и популярной овцой в мире. Естественным стало то, что вокруг бедной овечки сформировалась куча слухов, пересудов, мифов и легенд. Самой популярной среди них стала история о непонятно откуда взявшейся форме редкостной агрессивности "первого клонированного млекопитающего". Эти ложные факты очень красочно иллюстрировались примерами, вплоть до весьма правдоподобных рассказов о разбитых фотокамерах и покусанных журналистах. На самом же деле характер Долли немногим отличался от ее довольно-таки флегматичных родственников, пасущихся на свежем воздухе в горах.
Второй слух заключался в том, что клонированная овца старела во много раз быстрее своих простых деревенских сородичей. Эти данные, как оказалось позже, во многом соответствовали действительности. Согласно одному из объяснений этого феноменально быстрого старения оно происходит в силу запрограммированного ограничения количества делений и продолжительности жизни каждой клетки высших организмов.
Разговоры о том, что Долли не может иметь потомство, также не имеют под собой никаких реальных оснований, поскольку овечка разрешалась от бремени и далеко не один раз.
Но наибольший резонанс вызвал даже не сам факт успешного научного эксперимента, а его этические аспекты. Человечество было поражено возникновением возможности клонировать не только животных, но даже людей, и, вероятнее всего, все мы такой возможности испугались. Эта тема широко освещалась в СМИ. В ходе бурных дискуссий высказывались кардинально противоположные взгляды на данную проблему. Доходило даже до того, что некоторые церковные лидеры предупреждали мир о скором наступлении апокалипсиса. В то время как некоторые ученые радостно предвещали начало новой эпохи генной медицины. Собственно говоря, если и существует проблема, то она заключается лишь в одном: "А нужно ли вообще человеку создавать новые организмы, а тем более копии людей?" Ответов на этот вопрос может быть великое множество, и ни один из них нельзя полностью игнорировать. Сторонники генной терапии станут захватывающе рассказывать о невероятных перспективах, открывающихся для медицины, при использовании стволовых клеток, полученных из клонированных эмбрионов. Приверженцы классической науки заметят, что с точки зрения фундаментальной науки клонирование высших организмов не представляет никакого интереса.
И, что самое парадоксальное, каждый по отдельности прав. Но, к сожалению, вряд ли когда-либо человечеству удастся придти к компромиссному решению этой проблемы.
"Нужно ли запрещать клонирование человека?" На мой взгляд, запрещать что-то вообще дико трудно, и такая задача может стать невыполнимой. Тем более в науке. Наука - настолько тонкая сфера жизнедеятельности человека, что ставить запреты в ней, было бы просто неорганично.
В феврале 2003 года мир узнал о смерти овечки Долли - главного символа научных достижений нового тысячелетия.
По сообщениям официальных источников, у Долли было обнаружено прогрессирующее заболевание легких, и животное пришлось умертвить в возрасте 7 лет.
Планы и перспективы новой технологии
Существует план попытки клонирования мамонта, ткани которого хорошо сохранились в арктических льдах. Вскоре после Долли, Рослинский Университет породил Полли - клонированного ягненка. Как и в случае с Долли, особо не афишировался тот факт, что успеху предшествовало множество неудач. Исследователи столкнулись со множеством случаев гибели плода, послеродовых смертей, втрое и вчетверо большей частотой проблем с пуповиной и серьезной иммунологической недостаточностью, специфическими дефектами сердца, легких и других органов, ведущих к перинатальной смертности.
Клонированные овцы умирают очень часто, но ученые упорно продолжают уничтожать их таким образом, дабы добыть секрет фактического бессмертия.
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.
Чучело овечки Долли в Королевском музее Шотландии
Wikimedia Commons
Вопрос клонирования животных связан со многими опасениями, в том числе, всегда вызывала вопросы ранняя смерть знаменитой овечки Долли - из-за артрита ее пришлось усыпить в шесть лет, и многие считали, что именно клонирование послужило причиной ее плохого здоровья. Британские ученые решили опровергнуть этот миф, и провели расследование, в результате которого выяснилось, что клонированные овцы не более предрасположены к артриту, чем обычные. Исследование опубликовано в Scientific Reports .
Овца Долли, первое клонированное млекопитающее, появилась на свет в 1996 году в Шотландии в лаборатории Яна Вилмута и Кита Кэмпбелла в Рослинском институте. Ядро соматической клетки из вымени ее «матери» пересадили в освобожденную от ядра цитоплазму яйцеклетки другой овцы, в результате чего необходимый двойной набор хромосом, который обычно достается ребенку от отца и матери, у Долли был получен только от матери. Долли являлась генетической копией своей матери (если не считать ДНК митохондрий, которые были в яйцеклетке суррогатной матери - поэтому о том, считать ли Долли настоящим клоном одного-единственного существа, можно спорить). Интересно, что на момент пересадки матери уже не было в живых, и ее клетки хранились замороженными в жидком азоте. В ходе эксперимента были использованы 227 яйцеклеток, десятая часть из которых развилась до состояния эмбрионов, из которых, в свою очередь, выжил только один. Эксперимент считался настоящим прорывом в естественных науках.
Долли прожила шесть лет и восемь месяцев и оставила после себя шесть ягнят. Ее усыпили в 2003 году из-за плохого состояния здоровья. За год до этого у нее обнаружили артрит, и ей стало трудно ходить, затем к нему добавилось ретровирусное заболевание легких. Обычно овцы живут 10-12 лет, и ранняя смерть Долли до сих пор служит предметом споров. Одни ученые полагают, что дело в том, что Долли много проводила взаперти и почти не паслась с другими овцами (поэтому у нее был, в том числе, слабее иммунитет); другие считают, что проблема была именно в клонировании. Хромосомы в клетках Долли были изначально короче, чем у «нормального» новорожденного ягненка, потому что они были взяты из клеток взрослой особи с уже укороченными за ее собственную жизнь концами-теломерами (клетки многих млекопитающих при каждом делении теряют часть длины своих хромосом). Это могло послужить причиной нарушения работы клеток, после того, как хромосомы укоротились еще сильнее за жизнь самой Долли. Другие ученые считают, что клонирование стало причиной ускорения направленных механизмов старения, которые запустили развитие раннего артрита у Долли.
Вопрос о том, не вызывает ли клонирование развития непредвиденных заболеваний, ассоциированных именно с клонированием, занимает ученых уже давно и связан со многими опасениями и мифами, касающимися данной области. Ученые Ноттингемского университета решили более детально исследовать, что именно произошло с Долли, хотя данных клинических и радиографических анализов, к сожалению, в институте не сохранилось. Вообще, об артрите Долли официально говорили всего лишь один раз, на одной конференции, и упоминался при этом один сустав.
Ученые исследовали четырех клонов, полученных из той же клеточной линии, что и Долли. На 2016 год им было уже восемь лет. Радиографический анализ показал, что у всех них есть артрит, но не тяжелый: у троих форма была признана легкой, у одной особи - средней степени тяжести. После этого ученые сделали радиографический анализ скелета Долли, а также ее дочери Бонни, зачатой естественным путем, и Меган и Мораг - первых двух овец, клонированных из дифференцированных клеток, но эмбриональных (в отличие от Долли, для создания которой брали клетки взрослого животного). Результаты сравнивали с обычными, неклонированными овцами. Выяснилось, что у Долли, в частности, на момент смерти не было остеоартрита в плечевых, запястных и скакательных суставов, и степень тяжести болезни ее соответствовала среднему состоянию неклонированных овец. У Бонни и Меган, умерших в гораздо более старшем возрасте, форма артрита была существенно тяжелее. Авторы отмечают, что для составления совершенно полной картины артрита требуется дополнительный анализ суставных капсул, синовиальных выстилок суставов, мышц животных и так далее, однако в их распоряжении были только скелеты давно умерших животных. Тем не менее, данные по этим скелетам позволяют понять меру распространения заболевания по организму и сделать соответствующие выводы.
Авторы заключают, что ни у Долли, ни у современных клонов не было сколько-нибудь необычного уровня предрасположенности к артриту, что риски в этом случае не отличаются от рисков обычных взрослых овец, и что возраст клона здесь не принципиален.
А о выращивании искусственных эмбрионов без яйцеклеток можно прочитать .
Анна Казнадзей
5 июля 1996 года Долли стала первой в мире овечкой-суперзвездой. Она была первым млекопитающим, успешно клонированным из взрослой клетки, тем самым открыв эру, где каждый сможет заказать себе клон любимого щенка или элитных лошадей.
Однако ученые также были обеспокоены тем, что Долли могла оказаться назидательным предостережением: генетическое тестирование показало, что у её ДНК наблюдались признаки старения на один год и в 5 лет у неё диагностировали артрит. Было не ясно, связаны ли проблемы Долли с тем, что она была клоном.
В конце концов в 2003 году Долли умерла, подхватив вирус, прожив 6 лет - половину типичной продолжительности жизни овцы своего вида.
Как оказалось, Долли, возможно, просто не повезло. Ведь на днях исследователи из Университета Ноттингема объявили о том, что четыре клона, полученных из клеток Долли, живы и здоровы уже девять лет.
Знакомьтесь, клонированные овцы Дебби, Дэнис, Дианна и Дейзи.
Четыре «Ноттингемских Долли» являются единственными оставшимися в живых из группы из 10 клонов Долли, родившихся в 2007 году.
Они были созданы вместе с девятью другими клонами, не Долли, чтобы можно было сравнить состояние их метаболизма, сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата. Несмотря на, казалось бы, преждевременное старение суставов Долли, только у одного из четырех клонов, Дебби, развился умеренный артрит.
«Их метаболическая и сердечно-сосудистая системы неотличимы от других овец этого возраста, - говорит ветеринарный врач Сандра Корр. - Мы выяснили, что здоровье большинства овец очень хорошее, с учетом их возраста».
Их вид невероятно успокаивает.
Овцы были клонированы с использованием того же метода, с помощью которого была создана Долли - соматической клеточной ядерной передачи.
Во время этого процесса ученые выделяют ДНК (которое находится в ядре клетки) из клетки исходного животного (в данном случае, из молочной железы исходной овцы), а затем переносят его в ядро яйцеклетки. Далее они дают этой новой яйцеклетке небольшой толчок - в случае выживших Долли кофеин - который запускает процесс деления, пока не образуется жизнеспособный зародыш.
После созревания клеток они дифференцируются, к примеру, клетка кожи отличается от клетки легкого. Успешное рождение Долли стало возможным благодаря тому, что ученым удалось «сбросить» эти дифференцированные клетки обратно в недифференцированное состояние, чтобы они могли вырасти в совершенно новую овечку.
Хорошое здоровье «Ноттингемских Долли» является отличным свидетельством того, что клоны могут жить долгой и здоровой жизнью.
«Если бы клонирование ускоряло старение, мы бы увидели его в этой группе», - говорят ученые.