Клонирование
Большое значение имел также тот факт, что авторы, учитывая
результат своих прошлых работ, синхронизировали стадии клеточного
цикла яйцеклеток реципиента и яйцеклеток донора.
Своей работой Уилмут с коллегами продемонстрировали, что ядра клеток
молочной железы взрослой овцы могут быть при определённых условиях
репрограммированы цитоплазмой ооцита и дать развитие новому
организму. Полученные данные заставили по-новому посмотреть на
процесс клеточной дифференцировки. Этот процесс, как оказалось, не
носит необратимый характер. Совершенно ясно, что цитоплазматические
факторы способны инициировать развитие нового организма на основе
генетического материала ядра взрослой полностью дифференцированной
клетки. Таким образом, биологические часы могут быть повёрнуты
вспять, и развитие организма может начаться из генетического
материала взрослой дифференцированной клетки, что полностью
противоречить раннее общепринятой биологической догме.
Если результаты последней работы Уилмута и соавторов окончательно
подтвердятся и будет повышен коэффициент выхода живых животных при
использовании в качестве доноров ядер клеток взрослых животных, то
это может иметь революционное значение как в биотехнологии животных
и животноводстве. Клонирование позволит сохранить не только генотип
ценных и выдающихся в производственном отношении животных, но и
безгранично размножать их.
Тканевое клонирование.
Учёные хотят создавать человеческие эмбрионы в лабораториях и
использовать их для получения специальных клеток, которые могут
применяться в революционных методиках лечения. Правда клонирование не
очень-то подходит для названия этой операции, так как вызывает
непонимание у людей, что же на самом деле происходит? Учёные не
копируют эмбрионы, они берут генетический материал из клетки тела
взрослого человека и пересаживают его в яйцеклетку, из которой
удалён генетический материал.
При соблюдении определённых условий эта новая яйцеклетка может
развиваться в эмбрион. Эта та самая технология, которая была
использована для создания овечки Долли.
Почему учёные так интересуются этой технологией? Это даёт
возможность получить так называемые стволовые клетки различных
тканей, абсолютно идентичных клеткам человека, у которого был взят
генетический материал. Например, учёные могут получить нервную ткань,
кровь, сердечную мышцу и даже белое и серое вещество мозга.
Учёные пытались выделить стволовые клетки определённых тканей на
протяжении многих лет, когда, наконец, это удалось в 1998 году.
Учёные утверждают, что стволовые клетки могут обеспечить медиков
полностью совместимой трансплантационной тканью. Первоначально
планируется имплантировать клетки в организм для восстановления
дефектов тканей, вызванных болезнью, например, восстановление сердечной
мышцы после инфаркта. В будущем планируется добиться возможности
выращивать из стволовых клеток полностью работоспособные ткани.
Почему клонирование является неотъемлемой частью этого? Клонирование
так важно, потому что позволяет создать ткани и органы с полностью
идентичным генетическим кодом. В настоящее время главная проблема
трансплантологии – отторжение пересаженных органов и тканей из-за
иммунного конфликта. Медики используют для его решения мощные
иммунодепрессивные препараты, которые обладают большим количеством
побочных эффектов. Клонирование полностью решает эту проблему – клетки
имплантанты имеют то же генотип и иммунная система признаёт их
за свои родные. Это снимает проблему поиска генетически подходящих
доноров, например, при пересадки костного мозга. Используя ДНК, взятое
из клеток кожи, учёные могут создать клетки костного мозга.
При помощи тканевого клонирования можно лечить любые болезни,
вызывающие дегеративные изменения тканей. Новая нервная ткань может
помочь при болезни Альцгеймера, новая сердечная ткань при инфаркте.
Правда против тканевого клонирования есть много противников. Многие
думают, что эмбрион, даже если это одна клетка, представляет собой
полноценную человеческую жизнь и уничтожение его или опыты над ним
равны действиям над взрослым человеком.
Заключение.
Итак, работы по клонированию позвоночных были начаты на амфибиях в
конце 40-х начале 50-х гг. и продолжаются вот уже более 4-х
десятилетий. Что касается амфибий, то, как было сказано в
соответствующем разделе, несмотря на значительные достижение, проблема
клонирования взрослых особей остаётся до сих пор нерешённой.
Установлено, что в ходе клеточной дифференцировки у позвоночных
происходит либо потеря определённых генных локусов либо их
необратимая инактивация. Судя по всему, утрачивается та часть генома,
которая контролирует не ранние, а более поздние стадии онтогенеза, в
частности метаморфоз амфибий. Механизм этого явления не поддаётся
пока научному объяснению. Но очевидно, что для клонирования взрослых
животных необходимо использовать малодифференцируемые делящиеся
клетки.
Ещё 5-6 лет назад никто их учёных не ставил вопрос об
использовании в качестве доноров ядер клеток взрослых млекопитающих.
Работы сводились в основном к клонированию эмбрионов домашних
животных, и многих из этих исследований были не очень успешны.
Поэтому так поразило появившиеся на свет в начале 1997 года
сообщение Уилмута, что ему и его коллективу удалось, используя
соматические клетки взрослых животных, получит клональное животное
овцу по имени Долли.
Каково же положение вещей сейчас? Есть ли серьёзные основания
считать, что реально наступила эра клонирования млекопитающих? Анализ
представленных выше данных показывает, что за последние десять лет
в результате кропотливой работы многих исследователей, действительно
сделан прорыв в области клонирования эмбрионов млекопитающих. Что же
касается взрослых животных, то пока в наличии лишь один пример,
хотя Долли, без сомнения, уже вошла в историю науки.
Но у этого первого успешного эксперимента есть существенный
недостаток – очень низкий коэффициент выхода живых особей (0,36%) и
если учесть высокий процент гибели развивающихся реконструированных
яйцеклеток в плодный период развития (62%), который в десять раз
выше, чем в обычном скрещивании (6%), то встаёт вопрос о причинах
гибели зародышей.
В ближайшие годы главная задача исследователей, работающих в области
исследования клонирования – это, по-видимому, создание культивируемых
in vitro линий малодифференцированных клеток, характеризующихся
высокой скоростью деления. Ядра именно таких клеток должны
обеспечить полное и нормальное развитие реконструированных
яйцеклеток, формирование не только морфологических признаков, но и
нормальных функциональных характеристик клонированного оргинизма.
Что же касается вопроса о клонировании человека, то в обсуждении
этого вопроса следует выделить два аспекта: методический и
этический.
Методически или технически клонирование взрослых млекопитающих
разработано ещё недостаточно, чтобы можно было уже сейчас ставить
вопрос о клонировании человека. Для этого необходимо расширить круг
исследований, включив в него кроме овец представителей и других
видов животных. Уилмут с сотрудниками планируют, например, продолжить
свои работы на коровах и свиньях. Такие работы необходимы, чтобы
установить, не ограничивается ли возможность клонирования взрослых
млекопитающих особенностями или спецификой какого-либо одного или
нескольких видов.
Затем необходимо существенно повысить выход жизнеспособных
реконструированных эмбрионов и взрослых клонированных животных,
выяснив не влияют ли методические приёмы на продолжительность жизни
, функциональные характеричтики и плодовитость животных. Для
клонирования животных очень важно снизить риск дефективного развития
реконструированной яйцеклетки, главной причиной которого может быть
неполное репрограммирование генома донорского ядра.
Кстати, в природе всё-таки имеются случаи клонирования человека, это
однояйцовые или монозиготные близнецы – настоящие клоны с одним и
тем же геномом, возникающие при разделении одной зиготы на ранней
стадии развития. Это всегда только оба мальчика или обе девочки и
всегда удивительно похожие друг на друга. Известно также, что
эмбрион млекопитающего, в том числе и человека на самых ранних
стадиях развития, у человека по крайней мере до стадии 8
бластомеров, может быть без видимых отрицательных последствий
разделён на отдельные бластомеры, из которых при определённых
условиях могут развиться идентичные по своему генотипу особи, по
анологии с однояйовыми близнецами,то есть из одного 8-клеточного
эмбриона могут родиться 8 мальчиков или девочек абсолютно
идентичных.
Что касается этической стороны, то тут клонирование человека
вызывает ещё больше возражений. Во-первых, становление человека как
личности базируется не только на биологической наследственности, оно
определяется также семейной, социальной и культурной средой. При
клонировании индивида невозможно воссоздать все те условия
воспитания и обучения, которые сформировали личность его прототипа.
Во-вторых, при бесполом размножении изначально жёсткая
запрограмированность генома предопределяет меньшее разнообразие
взаимодействия организма с окружающими изменчивыми условиями среды. В-
третьих, практически все религиозные учения настаивают на появлении
человека на всет – в “руках” высших сил, что зачатие и рождение
должны происходить естественным путём.
В итоге говорить о клонировании человека мы можем говорить лишь с
сугубо теоритической точки зрения. В сущности речь идёт даже не о
клонировании, а о получении копии отдельного индивида, поскольку
термин клонирование предполагает получение некоего множества особей.
Очевидно, что сегодня вероятность отрицательных последствий этой
процедуры значительно превышает её выгоды, поэтому работы по
клонированию человека как в настоящее время, так и в ближайщём
будущем проводить нецелесообразно, так как переносить ещё нерешённую
методически научную работу на опыты с человеком безнравственно.
Поэтому Федерация научных экспериментальных обществ биологов США в
октябре 1997 года объявила пятилетний мораторий на эксперименты по
клонированию человека.
Когда же услвершенствуется метод клонирования и мы сможем
клонировать человека, то проблема клонирования должна будет
регламентироваться строгими рамками и правилами, касаясь возможно
только медицинских проблем, скажем непреодолимого бесплодия.
Определения.
Клон – совокупность клеток или организмов, генетически идентичных
одной родоначальной клетке.
Клонирование – получение идентичных потомков при помощи бесполого
размножения, процесс изготовления генетически идентичных копий
отдельной клетки и организма.
Тотипотентность – свойство клетки реализовывать генетическую информацию
ядра, обеспечивающего развитие до целостного организма. Тотипотентная
клетка способна дифференцироваться в любую ткань или
специализированную клетку.
Партеногенез – развитие зародыша из неоплодотворённой клетки,
девственное размножение.
Гиногенез – развитие яйца без участия сперматозоида – женский
партеногенез.
Андрогенез – развитие яйца, имеющего только отцовские хромосомы –
мужской партеногенез.
Энуклеация – методы, включающие полное удаление ядерного материала из
яйцеклетки.
Бластомеры – клетки, образующиеся при дроблении яйца животных.
Морула – стадия в развитии зародыша, на этой стадии зародыш
напоминает по внешнему виду малину, без особой обособленной полости.
Бластула – стадия в развитии зародыша, представляющая собой полный
шар из одного слоя клеток, эта стадия завершает процесс дробления
яйца. На стадии бластулы внутри зародыша образуется полость –
бластоцель.
Гаструла – стадия в развитии зародыша, на этой стадии зародыш
характеризуется наличием двухслойной стенки и полости (гастроцеля),
сообщающейся с внешней средой отверстием – бластопором.
Список литературы.
Соровский образовательный журнал, 1999 №4, клонирование животных,
Л.И.Корочкин.
Журнал «Человек», 1998 №3, Долли – случайность или закономерность?
Конюхов Б.В.
Журнал «Свет: природа и человек», 1999 №1.
Журнал «Студенческий меридиан», 2001 январь.
Журнал «Природа», 1998 №7, клонирование животных: теория и практика
Струнников В.А.
Ресурсы всемирной компьютерной сети Internet.
