I. КЛОНУВАННЯ - ПРОБЛЕМА ЕТИЧНА

Механізм клонування як процедура генної інженеріїзагалом не надто складний. Звичайна клітина живого організму, не вдаючись до деталей, це так звана цитоплазма, у якій плаває ядро. Ядро містить програму розвитку організму – набір генів, отриманих від батьків. Статеві клітини, на відміну інших клітин організму, укомплектовані лише наполовину. Так, жіноча яйцеклітина, здатна давати зародок, до запліднення містить неповний, набір генів, в її ядрі відсутній чоловічий набір генів, або, точніше, хромосом. Ця обставина і підказала генетикам досить просту схемудосвіду

З статевої яйцеклітини тваринного видаляється ядро ​​і замість нього вводять ядро ​​з будь-якої звичайної (нестатевої) клітини організмудонора. Таке ядро ​​містить повну генетичну інформацію про свій організм, і тепер, якщо штучно створену клітину (цитоплазма від одного організму, а ядро ​​від іншого) підсадити в дітородний органприймальній матері, то народжений від неї організм буде генетичною копією (клоном) того, з якого взято ядро. Таким продуктом рук людини стала вівця Доллі, про яку вже багато написано та сказано. Її творці - група біологів, керована Яном Вілмутом з Рослінського університету в Единбурзі (Шотландія).

Безумовно, це велике наукове досягнення. Цінність розробленої методики в тому, що вона відкрила можливість спочатку оцінити своєрідність і корисність організму, що вже сформувався, а потім приймати рішення про доцільність створення ідентичної копії. Раніше ця методика була застосовна тільки для створення копій ембріонів, тобто організмів, що розвиваються, цінність; яких була незрозуміла. Однак перша публікація у журналі "Nature" не дає остаточної відповіді на запитання: чи можна отримувати копії на базі клітин (ядер) дорослого організму. По-перше, описаний єдиний позитивний результат, який поки що не підтверджений ні самими авторами, ні кимось іншим. По-друге, стаття не дає відповіді і на низку інших питань. І головне: автори роботи не можуть з упевненістю сказати, з ядра якої клітини отримано Доллі. Для клонування брали клітини епітелію молочної залози, тобто вимені дорослої вагітної вівці. Це може бути дуже специфічна та рідкісна в організмі клітина, яка виникає у молочній залозі при вагітності. Слід також мати на увазі, що отримання Доллі з ядра соматичної клітини (якщо це дійсно мало місце) істотно змінює наші уявлення про механізми розвитку організмів і зміни генетичного матеріалу, що супроводжують цей процес. за Крайній мірідосі вважалося, що різного роду мутації, що накопичуються в геномі, повинні перешкоджати процесу клонування.

Реконструкція, технічно не складна операція, Найчастіше виконуються звичайним механічним інструментом, тільки дуже дрібним. Однак потрібен великий досвід та вміння. Адже величина клітини досить мала - в межах 1020 мкм, а ядро ​​ще менше. Шотландські експериментатори використовували, зокрема, електричний розряд для злиття ядра та яйцеклітини. Є певні тонкощі та інших етапах експерименту. Але вони технічно переборні.

Наскільки надійним запропонований підхід, поки однозначно сказати не можна. Уільмутом проведено близько 300 пересадок ядер з клітин епітелію, але отримано лише одну нормальну дорослу вівцю, подібну генетично з донором ядра. Не можна виключити, що, йдучи таким шляхом, за наступних сотень пересадок не вдасться отримати жодної копії. Насторожує занадто великий галас навколо цієї роботи. Ймовірно, що у ній є елемент самореклами.

Досвід із Доллі показав, що у дорослому організмі можуть зберігатися окремі клітиниздатні розвиватися в цілий живий організм І головним буде пошук цих специфічних клітин. Оцінюючи подальші перспективи клонування, слід пам'ятати ще одну проблему: генокопії можна відлучати лише нестатевим шляхом. Не можна виключити також те, що отримана генетична копія взагалі зможе давати потомство. Тим не менш, можна собі уявити, що в майбутньому за добре налагодженою недорогою технологією клонування можна буде отримувати стада елітних овець і буряток. Ймовірно, таким шляхом можна буде виправити становище із видами тварин, що зникають, внесених до Червоної книги, наприклад, пересадити ядро ​​клітини замороженого мамонта в яйцеклітину слонихи із зоопарку. У Росії вже давно є фахівці, потенційно здатні вирішувати проблеми ембріогенетики. На жаль, у Останніми рокамибагато хто з них працює за кордоном і, до речі, дуже цінуються там. І, тим щонайменше, ми маємо певні успіхи у цьому напрямі, які, насамперед, пов'язані з перенесенням генів у ядрах зигот і ембріональних клітин і наступним отриманням із них цілих організмів. Такі експерименти проводяться як у РАСГН, так і в РАН. Наприклад, у нашому Інституті нещодавно вдалося вперше в Росії отримати мишу, у якої цілеспрямовано зруйнований один із генів (це називається нокаутувати ген). Такий експеримент не менш складний, ніж клонування миші з використанням ембріональних клітин. На першому етапі ми отримали химеру, тобто організм, частина клітин якого походить від однієї пари батьків, частина від іншої пари.

Отримання химер - вівцекози - є реальний факт. У цьому випадку використовується такий прийом - перенесення ембріональних клітин одного виду організму в ранні ембріони іншого виду. Нещодавно було повідомлено про частковий ембріональний розвиток гібриду, що складається з ядра свині, перенесеного в яйце корови. Тож зараз важко до кінця уявити фантастичні можливості, які несуть у собі сучасна молекулярна генетика та ембріогенетика.

Головна інтрига у проблемі – клонування людини? Але тут треба мати на увазі не так технічні проблеми, як етичні, психологічні. Перше: у процесі клонування може бути шлюб, що допустимо у разі тварин і неприпустимо у разі клонування людини. Далі слід пам'ятати, що як індивід під впливом генів формується лише відсотків на 50. Решта значною мірою визначається умовами життя. Відтворити повністю матеріальні та соціальні умови розвитку, у яких формувався генетичний оригінал, неможливо. Замість генія може вийти щасливий рецидивіст, замість талановитого вченого – нездатний комерсант. І хоча очевидні всі негативні моменти, заборонити клонування людини неможливо. Великі гроші можуть вирішувати все. Потрібен детальний аналізситуації та чітке правове регулювання.

Тому, не чекаючи реальних успіхів вчених у цьому напрямі, слід подумати про створення юридичних документів, які регламентують подібну діяльність. Президент Клінтон, як відомо, відразу після появи статті на цю тему запровадив заборону на подібні експерименти. Обговорюється вона й у нашій Думі, у Європейській комісії з етики.

В Англії вже 6 років існує Акт, за яким заборонено здійснювати роботи з ядрами та клітинами людських ембріонів. Проте робота шотландських учених не підпадає під цей Акт, оскільки вони використовували ядра клітин дорослої вівці. Справа в тому, що коли готувався забороняючий Акт, ніхто не міг припустити, що таке можливе. Тепер в Англії переполох, до якого підключилися навіть релігійні організації. Були застереження від публікації статті про Доллі у журналі. Розмірковуючи теоретично про користь створення генокопій, мають на увазі такі гуманні перспективи, як використання прийому клонування для створення генетичних органів дубль з метою трансплантації без ризику їх відторгнення.

Найважливіші відкриття у біології у XX столітті

Подібно до того, як наприкінці XIX століття відкриття фізики рентгенівських променіві радіоактивності стимулювали розвиток природознавства наступного століття, і досягнення молекулярної біології кінця XX століття визначить, очевидно...

Клонування тварин

У своєму експерименті Кемпбелл та його колеги витягли з ембріона вівці на ранній стадії розвитку (на стадії ембріонального диска) клітину і виростили культуру клітин, тобто домоглися того...

Основні проблеми генетики та роль відтворення у розвитку живогов розвитку живого

Термін "клон" походить від грецького слова "klon", що означає - гілочка, втеча, черешок, і має відношення насамперед до вегетативного розмноження. Клонування рослин живцями, нирками або бульбами в сільському господарстві...

Основи біотехнології та її науково-виробнича база

Особливості клонування

Клон - це ідентичний близнюк іншої людини, відстрочений у часі. По суті, йдеться навіть не про клонування, а про отримання копії окремого індивіда, оскільки термін «клонування» передбачає отримання певної множини особин...

Галузі застосування генної інженерії

Вже кілька десятиліть поспіль вчені всього світу намагаються дослідити геном людини, де закладено всю його спадкову інформацію. Першим етапом цих глобальних досліджень стало створення проекту «Геном Людини» у 1990 році.

Клонування рослин, на відміну від клонування тварин, є звичайним процесом, з яким стикається будь-який квітникар або садівник. Адже часто рослину розмножують відростками, живцями, вусиками тощо. Це і є приклад клонування.

Процес та проблеми клонування

Експерименти з клонування людини продовжуються вже багато років. У 1993 році вчений з Південної Кореї(Університет Кьюнджі) створив клон людини, виростив його до 4 клітин і знищив. Зрозуміти, чи вдався експеримент, можна лише...

Розмноження – одна з фундаментальних властивостей живого. Способи та форми розмноження організмів

Отримання ідентичних нащадків за допомогою безстатевого розмноженняназивають клонуванням. У природних умовах клони з'являються рідко. Загальновідомий приклад природного клонування.

Сучасна біотехнологія

Клонування - сукупність методів, що використовуються для отримання клонів. Клонування багатоклітинних організмів включає пересадження ядер соматичних клітину запліднене яйце з віддаленим пронуклеусом. Дж...

Сучасні проблемиклонування. Їхня етична сутність

Мабуть, одним із найяскравіших досягнень генетики за Останнім часомє експеримент із клонування вівці, успішно завершений 23 лютого 1997 року вченими Рослинського університету в Шотландії під керівництвом Яна Вілмута. Для того...

Трансформація бактерій як основа генної інженерії та молекулярного клонування

Молекулярне клонування (molecular cloning or gene cloning) - клонування молекул ДНК (у тому числі генів, фрагментів генів, сукупностей генів, ДНК-послідовностей, що не містять гени).

У жовтні 2001 р. компанії Advanced Cell Technology(АСТ, США) вдалося вперше отримати клонований ембріон людини, що складався з шести клітин. Це означає, що клонування ембріонів у медичних цілях(Так зване терапевтичне клонування) вже не за горами.

Метою такого клонування є отримання бластоцистів людини (порожнистих сферичних утворень, що складаються приблизно зі 100 клітин), які містять внутрішню клітинну масу. Після вилучення з бластоцистів внутрішні клітини можуть розвиватися в культурі, перетворюючись на стовбурові клітини, які, у свою чергу, можуть перетворюватися на будь-які диференційовані клітини людини: нервові, м'язові, кровотворні, клітини залоз і т.д.

Медичні застосування стовбурових клітин дуже перспективні та надзвичайно різноманітні. Вони можуть використовуватися, наприклад, для лікування цукрового діабету шляхом відновлення популяції загиблих або пошкоджених клітин підшлункової залози, які виробляють інсулін. Їх можна використовувати і для заміни нервових клітинпри ушкодженнях головного або спинного мозку. При цьому немає небезпеки відторгнення трансплантатів та інших небажаних ускладнень, що супроводжують звичайні операції з пересадки клітин, тканин і органів.

Останнім часом термін «терапевтичне клонування» стали використовувати і для позначення клонування ембріонів, призначених для імплантації в матку жінки, яка може народити клонованого дитини. Це виправдовують тим, що таке клонування дозволить мати дітей безплідним парам. Однак воно не має відношення до лікування як такого. Тому більшість вчених, які займаються клонуванням у медичних цілях, вважають, що час «репродуктивного» клонування ще не настав – належить вирішити ще безліч найскладніших біологічних, медичних та етичних проблем.

Під клонуванням розуміють отримання ембріона або заміні ядра яйцеклітини на ядро ​​соматичної клітини, або шляхом партеногенезу, тобто. при розподілі незаплідненої яйцеклітини. В обох випадках для клонування потрібні життєздатні яйцеклітини, які можуть бути отримані тільки від донорів.

На оголошення компанії АСТ із проханням надати матеріал для наукових досліджень у галузі клонування відгукнулося безліч жінок, з яких після ретельної перевірки здоров'я та психічного станубуло відібрано 12 донорів. Цікаво, що більшість потенційних донорів заявили, що відмовилися б брати участь в експериментах із репродуктивного клонування.

Донорам робили спеціальні ін'єкції гормонів, щоби при овуляції виділялася не одна, а приблизно 10 яйцеклітин. Як джерела ядер для пересадки в яйцеклітини використовували фібробласти. Фібробласти отримували з біопсії шкіри анонімних донорів, серед яких були хворі цукровим діабетом, а також пацієнти з ушкодженнями спинного мозку Після виділення фібробластів їх отримували культури клітин.

У перших експериментах було використано ядра фібробластів. Однак після пересадки ядра яйцеклітина хоч і починала ділитися, але процес швидко завершувався і не утворювалося навіть двох окремих клітин. Після низки невдач американські дослідники вирішили використати підхід Т.Вакаями та Р.Янагімачі (так званий гавайський метод), за допомогою якого була отримана перша клонована миша.

Цей метод у тому, що замість ядра соматичної клітини (фібробласта) в яйцеклітину пересідає ціла оваріальна клітина. Оваріальні клітини забезпечують харчуванням яйцеклітину, що розвивається, і настільки міцно з нею пов'язані, що зберігаються на її поверхні навіть після овуляції. Ці клітини настільки малі, що замість ядра можна використовувати цілу клітину.

Проте й у разі виникли значні труднощі. Потрібно більше 70 експериментів, перш ніж вдалося отримати яйцеклітину, що ділиться. З 8 яйцеклітин, в які були введені оваріальні клітини, дві утворили чотириклітинний ембріон, а одна – шестиклітинний. Після цього їх поділ припинився.

Партеногенетичний підхід заснований на тому, що яйцеклітина стає гаплоїдною не відразу, а на досить пізньому етапі дозрівання. Якби таку майже дозрілу яйцеклітину вдалося активувати, тобто. стимулювати до поділу, можна було б отримати бластоцист та стовбурові клітини. Недолік цього підходу полягає в тому, що отримані стовбурові клітини будуть генетично споріднені лише з донором яйцеклітини. Отримати стовбурові клітини для інших людей у ​​такий спосіб неможливо – обов'язково знадобиться пересадка ядер у яйцеклітину.

Раніше були вдалі спроби активації яйцеклітин мишей та кроликів за допомогою різних речовин або електричного струму. Ще в 1983 р. Е. Робертсон отримала стовбурові клітини з партеногенетичного ембріона миші і показала, що вони можуть формувати різні тканини, включаючи м'язову та нервову.

З людським ембріоном все виявилося складніше. З 22 яйцеклітин, активованих хімічним шляхом, лише 6 утворили через п'ять днів щось схоже на бластоцист. Однак внутрішньої клітинної маси в цих бластоцистах не було.

Існують три типи клонування ссавців: ембріональне клонування, клонування зрілої ДНК (репродуктивне клонування, метод Рослина) та терапевтичне (біомедичне) клонування.

При ембріональному клонуванніклітини, що утворюються в результаті поділу заплідненої яйцеклітини, поділяються і продовжують розвиватися самостійні ембріони. Так можна отримувати монозиготних близнюків, трійні та ін. аж до 8 ембріонів, що розвиваються в нормальному організмі. Цей метод давно використовується для клонування тварин різних видів, але стосовно людині його застосування досліджено недостатньо.

Клонування ДНК полягає у перенесенні ядра соматичної клітини в незапліднену яйцеклітину, з якої попередньо видалено її власне ядро. Така клітинна операція вперше була здійснена генетиком Г.Шпеманном у 1920-х роках.

Після видалення ядра яйцеклітину у різний спосібзмушують перейти у стадію G0 клітинного циклу. У такому стані клітина спокої, що дуже важливо при підготовці її до пересадки нового ядра. Пересадка ядра здійснюється шляхом трансплантації, як описано вище, або шляхом злиття яйцеклітини з іншою клітиною, що містить ядро.

У кожній лабораторії використовують свої модифікації цих підходів. Найбільш відомий метод Росліна, за допомогою якого була отримана овечка Доллі.

Для успіху операції пересадки ядра важливо синхронізувати клітинні цикли клітин-донорів та яйцеклітини. Такий метод було розроблено та використано І.Вілмутом та К.Кемпбеллом. Спочатку клітини-донори (при клонуванні овець - з вимені) поміщали в культуральне середовище, де вони починали ділитися. Потім вибирали одну з них і поміщали в збіднене середовище, в результаті чого клітина, що голодує, переходила в стадію G0 клітинного циклу. Після видалення ядра з яйцеклітини її відразу ж поміщали поряд із клітиною-донором, а через 1-8 годин за допомогою електричного імпульсу викликали злиття клітин та активацію розвитку ембріона.

Однак лише небагато клітин виживають після такої процедури. Клітку, що вижила, поміщали в яйцевод вівці і дозволяли розвиватися приблизно 6 днів, після чого переносили в матку, де і продовжувався розвиток ембріона. Якщо все складалося вдало, зрештою народжувалась клонована вівця – точна генетична копія вівці, від якої було взято клітину-донор.

Через високого ризикурозвитку генетичних дефектіві раку проти використання цього методу для клонування людини виступають багато вчених та громадських діячів. У більшості країн репродуктивне клонування людини заборонено.

Новим та найбільш ефективним є згаданий вище гавайський метод репродуктивного клонування. У червні 1998 р. групі вчених Гавайського університету вперше вдалося клонувати мишу, причому було отримано три покоління генетично ідентичних клонів. Незважаючи на те, що генетика і будова клітин миші вивчені краще, ніж у інших тварин, клонування миші було складним завданням. Це з тим, що яйцеклітина миші після запліднення майже відразу починає ділитися. Невипадково тому, що Рослін використовував для клонування вівцю: її яйцеклітина починає ділитися лише кілька годин після запліднення.

Вакаяма і Янагімучі змогли подолати цю труднощі і отримали клони миші навіть із більшим виходом (3 зі 100 спроб), ніж Вілмут (1 із 277 спроб). Вакаяма підійшов до проблеми синхронізації клітин інакше, ніж Уїлмут. Клітини вимені, використані Вілмутом, треба було штучно змушувати переходити у фазу G0. Вакаяма ж із самого початку використовував три типи клітин – клітини Сертолі, клітини головного мозку та оваріальні клітини, – які самі по собі або завжди знаходяться у фазі G0 (перші два типи клітин), або майже завжди у фазі G0 або G1. Крім того, донорські клітини використовували через кілька хвилин після виділення з тіла миші, а не утримували в культурі.

Після видалення ядра з яйцеклітини до неї вводили ядро ​​клітини-донора. Приблизно через 1 годину клітина починала нормально функціонувати з новим ядром. Ще через 5 год клітину поміщали у спеціальне середовище, яке стимулювало клітинний поділна зразок того, як це відбувається при природному заплідненні. При цьому середовище містило спеціальну речовину – цитохалазин, яка запобігала розвитку полярних тілець. В результаті з яйцеклітини розвивався ембріон, який потім можна було пересадити в матку майбутньої матері.

Щоб переконатися в життєздатності клонів, Вакаяма отримав клони клонів, а також нормальне потомство від батьків-клонів, а всього на момент публікації їм було отримано понад 50 клонів.

Біомедичне клонуванняописано вище. Воно відрізняється від репродуктивного клонування тільки тим, що яйцеклітина з пересадженим ядром розвивається в штучному середовищі, потім з бластоциста видаляють стовбурові клітини, а сам преембріон при цьому гине. Стовбурові клітини можуть бути використані для регенерації пошкоджених або відсутніх органів та тканин у дуже багатьох випадках, проте процедура їх отримання породжує безліч морально-етичних проблем, і в багатьох країнах законодавці обговорюють можливості заборони біомедичного клонування. Проте дослідження в цій галузі продовжуються, і тисячі невиліковно хворих (хворобами Паркінсона та Альцгеймера, діабетом, розсіяним склерозом, ревматоїдним артритом, раком, а також з травмами спинного мозку) з надією чекають на їх позитивні результати.

Клонування

Комерційне клонування

В останні десятиліття минулого століття відбувався бурхливий розвиток однієї з найцікавіших гілок біологічної науки - молекулярної генетики. Вже на початку 1970-х років виник новий напрямок генетики - генна інженерія. На основі її методології почали розроблятися різного роду біотехнології, створюватися генетично змінені організми. З'явилася можливість генної терапіїдеяких хвороб людини. На цей час вченими зроблено безліч відкриттів у сфері клонування тварин із соматичних клітин, які успішно застосовуються практично.

Ідея клонування Homo sapiens ставить перед людством такі проблеми, з якими воно раніше не стикалося. Так розвивається наука, що кожен її новий крок несе із собою не лише нові, невідомі раніше можливості, а й нові небезпеки.

Що ж є клонування як таке? У біології – метод отримання кількох ідентичних організмів шляхом безстатевого (у тому числі вегетативного) розмноження, – каже нам енциклопедія "Кругосвітло". Саме так, протягом мільйонів років, розмножуються в природі багато видів рослин та деяких тварин. Однак зараз термін "клонування" зазвичай використовується у більш вузькому сенсі і означає копіювання клітин, генів, антитіл і навіть багатоклітинних організмів у лабораторних умов. Примірники, що з'явилися в результаті безстатевого розмноження, за визначенням генетично однакові, однак і у них можна спостерігати спадкову мінливість, обумовлену випадковими мутаціями або створювану штучно лабораторними методами. Термін "клон" як такий походить від грецького слова "klon", що означає - гілочка, втеча, черешок, і має відношення, перш за все, до вегетативного розмноження. Клонування рослин живцями, нирками чи бульбами у сільському господарстві відоме вже тисячі років. При вегетативному розмноженні та при клонуванні гени не розподіляються за нащадками, як у разі статевого розмноження, а зберігаються у повному складі. Тільки у тварин все відбувається інакше. У міру зростання клітин тварин відбувається їхня спеціалізація, тобто клітини втрачають здатність реалізовувати всю генетичну інформацію, закладену в ядрі багатьох поколінь.

Ось таку схему клонування наводить лікар Едді Лоренс (за матеріалами Російської служби ВПС).

Що мається на увазі під репродуктивним клонуванням? Це штучне відтворення у лабораторних умовах генетично точної копії будь-якої живої істоти. Під терапевтичним клонуванням, у свою чергу, мається на увазі все те ж таки репродуктивне клонування, але з обмеженим до 14 днів терміном зростання ембріона або, як кажуть фахівці, "бластоциста". Після двох тижнів процес розмноження клітин переривається. Такі клітини майбутніх органів названі "ембріональними стовбуровими клітинами".

Близько півстоліття тому було виявлено спіралі ДНК. Вивчення ДНК спричинило відкриття процесу штучного клонування тварин.

Можливість клонування ембріонів хребетних уперше була показана на початку 1950-х років у дослідах на амфібіях. Досліди з ними показали, що серійні пересадки ядер та культивування клітин in vitro певною мірою збільшує цю здатність. Після отримання патенту в 1981 році з'явилася перша клонована тварина - миша. На початку ж 1990-х років дослідження вчених звернулися і до великих ссавців. Реконструйовані яйцеклітини великих домашніх тварин, корів або овець спочатку культивують не in vitro, a in vivo- у перев'язаному яйцеводі вівці – проміжного (першого) реципієнта. Потім їх звідти вимивають і трансплантують в матку остаточного (другого) реципієнта – корови або вівці відповідно, де їх розвиток відбувається до народження дитинчати. Якийсь час тому ЗМІ потрясли повідомлення про появу Доллі - шотландської овечки, яка, як стверджують її творці, представляє точну копію її генетичної матерії. Пізніше з'явився американський бичок Джефферсон та другий бичок, виведений французькими біологами.

Несподівано група вчених із Рокфеллерівського та Гавайського університетів зіткнулася з проблемою клонування мишей у шостому поколінні. За результатами досліджень є дані, що у піддослідних тварин виникає якийсь прихований дефект, явно набутий у процесі клонування. Висуваються дві версії цього явища. Одна полягає в тому, що закінчення хромосоми з кожним поколінням мало б "стачуватися", стаючи коротшим, що могло привезти до виродження, тобто до неможливості подальшого твору потомства, так і передчасного старіння клонів. Друга версія – погіршення загального стану здоров'я мишок-клонів з кожним новим клонуванням. Але й ця версія не знайшла поки що підтвердження. Всі ці дані насторожують і звертають увагу на те, що й інші ссавці (у тому числі й людина) можуть не уникнути тієї самої "долі".

Тим не менш, багато хто бачать у клонуванні одні позитивні сторони, і так само багато хто цим користується. За повідомленням Genoterra.ru, біотехнологічна компанія Genetic Savings & Clone, яка має чотирирічний досвід з клонування кішок, вже працює над замовленнями шести клієнтів, які хотіли б бачити клонів своїх вихованців після їхнього відходу з життя. Таке задоволення їм коштуватиме 50000 доларів. Цього тижня компанія представила публіці четверту клоновану кішку на Міжнародній виставці кішок у Х'юстоні, США. Цю кішку прозвали Пічесом, ядерним донором якої є кішка Манго. Вони в цілому схожі, але у клону є на спині світла пляма. Такі відмінності у клонів неминучі, оскільки в енуклейованій яйцеклітині реципієнта залишається мітохондріальна ДНКяка відрізняється від донорської. Чималу роль грають також різні фактори середовищ, при яких відбувався розвиток тварин. У 2005 році компанія планує розпочати клонування собак.

Крім цього нещодавно Genetic Savings & Clone ліцензувала новий, покращений варіант процесу клонування та продемонструвала його результат - двох кошенят-клонів на ім'я Табулі та Баба-Гануш. Новий процес, названий "передача хроматину" (chromatin transfer) набагато дбайливіше і повніше передає генетичний матеріал від клітини донора до яйцеклітини, яка має зрости в клон. Ключ - у розкритті ядерної мембрани та видаленні зайвих для даного процесу білків клітини шкіри (яка зазвичай і використовується при клонуванні). Цей вид клонування призводить до більш ніж 8-відсоткової норми успіху, йдеться в статті на Genoterra.ru. "Очищений" хроматин, схоже, виробляє клоновані ембріони більш подібні до оригінального організму, що і показали кошенята, схожі на прототип не тільки зовні, але, здається, і за характером.

Але повернення улюбленої тварини в будинок - ілюзія, тому, що визначення "точно такий же" відноситься лише до генетичного набору, в іншому це все ж таки буде інша істота.

У 2002 році була сформована практично повна генетична карталюдини. Тоді ж компанія Clonaid (входить до складу релігійної секти Raelian Movement) оголосила про те, що вперше у світі клонувала людину. За цей час, за твердженням компанії, на світ з'явилися три клоновані дитини, проте серйозних доказів цьому не було представлено. Clonaid пропонує всім охочим заплатити $200 тис. за право зробити власну копію.

Яка ж практична користьклонування?

Розробка біотехнології отримання в велику кількістьстовбурових клітин при терапевтичному клонуванні дасть можливість медикам коригувати і лікувати багато хто досі невиліковні захворювання, такі, як діабет (інсулінозалежний), хвороба Паркінсона, хвороба Альцгеймера (старече недоумство), хвороби серцевого м'яза (інфаркти міокарда), хвороби нирок, печінки, захворювання кісток, крові та інші.

Нова медицина базуватиметься на двох основних процесах: на вирощуванні здорової тканини зі стовбурових клітин та пересадці такої тканини на місце пошкодженої чи хворої. В основі ж методу створення здорових тканин лежать два складні біологічні процеси - початкове клонування людських ембріонів до стадії появи "стовбурових" клітин і подальше культивування отриманих клітин, і вирощування в поживних середовищах необхідних тканин і, можливо, органів.

Людина з давніх-давен мріяла вирощувати тільки якісні та смачні овочі та фрукти, розводити корів з хорошими удоями, овець з великим настригом вовни або ж відмінних курей-несучок, мати домашніх тварин - точних копій улюбленців, які вже віджили свій вік, були завжди. Однак лише останнім часом цей здоровий інтерес був підігрітий успіхами вчених у клонуванні тварин та рослин. Але чи реально здійснити цю мрію людства методами клонування?

Поява на полях трансгенних сортів рослин, стійких до комах, гербіцидів та вірусів, знаменує нову еру у сільськогосподарському виробництві. Створені генними інженерами рослини зможуть не тільки прогодувати населення планети, але й стануть основним джерелом дешевих ліків і матеріалів.

Біотехнологія рослин помітно відставала аж до останнього часу, але зараз на ринку спостерігається стійке зростання частки трансгенних рослин із новими корисними ознаками. Ось такі дані наводяться в статті "Біотехнологія рослин": "Клоновані рослини в США вже в 1996 займали площу в 1,2 млн. га, яка в 1998 році збільшилася до 24,2 млн. га." Оскільки основні трансгенні форми кукурудзи, сої, бавовнику із стійкістю до гербіцидів та комах добре себе зарекомендували, є всі підстави очікувати, що площа під клонованими рослинами у майбутньому збільшиться у кілька разів.

Історія генної інженерії рослин починається з 1982 року, коли вперше було отримано генетично трансформовані рослини. Метод трансформації ґрунтувався на природної здібностібактерії Agrobacterium tumefaciensгенетично модифікувати рослини Так, за допомогою культивування рослинних клітин і тканин, що гарантують безвірусність рослини, були виведені гвоздики, хризантеми, гербери та інші. декоративні рослини. Також можна купити і квітки екзотичних орхідних рослин, виробництво клонів яких має промислову основу. Деякі сорти полуниці, малини, цитрусових виведені з використанням техніки клонування. Насамперед для виведення нового сорту потрібно 10-30 років, тепер, завдяки застосуванню методів культивування тканин, цей період скорочено до кількох місяців. Дуже перспективними визнаються роботи, пов'язані з виробництвом на основі культивування тканин рослин лікарських та технічних речовин, які неможливо отримати шляхом синтезу. Так, вже отримують подібним способом із клітинних структур барбарису ізохіноліновий алкалоїд берберин, а з женьшеню – гінсеносид.

Відомо, що будь-який прогрес біотехнології рослин залежатиме від розробки генетичних систем та інструментів, які дозволять ефективніше керувати трансгенами.

Що ж до тварин, то вже з початку XIX століттявчені намагалися вирішити питання, чи є звуження функцій ядра диференційованої клітини процесом незворотним. Надалі було розроблено методику клонування ядер. Найбільшого успіху у клонуванні ембріонів амфібій досяг англійський біолог Джон Гердон. Він використовував метод серійних пересадок ядер і підтвердив гіпотезу про поступову втрату потенцій у міру розвитку. Подібні результати отримали інші дослідники.

Незважаючи на ці успіхи, зазначає у своїй статті "Українська медичний сервер", проблема клонування амфібій залишається невирішеною і по сьогодні. Тепер вже можна судити про те, що ця модель була обрана вченими для подібних досліджень не дуже вдало, оскільки клонування ссавців виявилося справою більш простою. Не варто забувати, що розвиток мікроскопічної техніки та технології мікроманіпуляцій на той час ще не дозволяло маніпулювати з ембріонами ссавців і проводити трансплантацію ядер.Обсяг яйцеклітини амфібій приблизно в 1000 разів більший за об'єм плацентарних ооцитів, тому амфібії і були такими привабливими для вивчення ранніх процесів розвитку.

В даний час проведено фундаментальні дослідження проблеми клонування мишей. Повноцінне ембріональний розвитокі народження здорових і плідних клональних мишей було досягнуто лише при трансплантації ядер кумулюсних клітин, клітин Сертолі, фібробластів з кінчика хвоста, ембріональних стовбурових клітин та фетальних клітин гонад. У цих випадках кількість новонароджених мишенят не перевищувала 3% від загальної кількості реконструйованих ооцитів.

Клонування ж свійських тварин виявилося складнішим справою, ніж передбачалося. У 2001 році компанія Genetic Savings and Clone оголосила про народження першої у світі клонованої кішки. Ця компанія, штаб-квартира якої знаходиться у фешенебельному передмісті Сан-Франциско, Саосаліто, спеціалізується на "увічненні" домашніх улюбленців - кішок та собак. Не дивлячись на те, що перша у світі кішка-клон і була "зроблена під копірку", вона не схожа на забарвлення ні на рідну матір (донор ДНК), ні на приймальню (яка виношувала зародок). Вчені пояснюють це тим, що хутро лише частково залежить від генетичної інформації, впливають ще й фактори розвитку.

Тим не менш, натхненна першим успіхом компанія розпочала комерційне клонування першої партії кішок-клонів на комерційне замовлення. Вартість послуги – 50 тисяч доларів.

"Рік тому ми сказали, що почнемо комерційне обслуговування через рік, і ось рік минув, - каже Бен Карлсон (Ben Carlson), представник компанії Genetic Savings & Clone, - і поки що неможливо робити прогнози щодо того, скільки часу потрібно для того, щоб доопрацювати технологію для отримання добрих результатів".

Собак клонувати поки що не вдалося взагалі. У них, як кажуть вчені, дуже складний репродуктивний цикл, і їхні яйцеклітини важко добувати та вирощувати.

Сьогодні головний бізнес GSC полягає не в клонуванні (вона все-таки ще не поставлена ​​на потік), а у зберіганні зразків ДНК тварин. Така біопсія в США коштує від $100 до $500, залежно від параметрів домашнього улюбленця.

Експерти, проте, попереджають, що господарі, які довірили компанії клонування своїх вихованців, можуть бути розчаровані. Як правило, любов до конкретної кішки чи собаки визначається її звичками та характером, що має мало спільного з генами. Вони зазначають, що зовнішні факторина розвиток тварини надають не менший ефект, ніж спадковість.

Клонування вівці Доллі у 1996 році Яном Вільмутом та його колегами в Рослинському інституті в Единбурзі викликало бурхливу реакціюв усьому світі. Доллі була зачата з клітини молочної залози вівці, якої вже давно не було в живих, а її клітини зберігалися в рідкому азоті. Методика, за допомогою якої була створена Доллі, відома під назвою "перенесення ядра", тобто з незаплідненої яйцеклітини було видалено ядро, а замість нього вміщено ядро ​​із соматичної клітини. З 277 яйцеклітин з пересадженим ядром лише одна розвивалася у відносно здорову тварину. Цей метод розмноження є "асексуальним", тому що він не вимагає наявності представника кожної статі, щоб створити дитину. Успіх Вілмута став міжнародною сенсацією.

У грудні 1998 року стало відомо про вдалі закінчилися спроби клонування великої рогатої худоби, коли японцям І. Като, Т. Тані та співр. вдалося отримати 8 здорових телят після перенесення 10 реконструйованих ембріонів до матки корів-реципієнтів.

Очевидно, що вимоги тваринників до копій своїх тварин набагато скромніші, ніж у охочих клонувати своїх домашніх улюбленців. Давав би клон стільки ж молока, що і "мати-клоніха", а який він забарвлення та характеру - яка різниця? Виходячи з цього, новозеландські біологи зробили нещодавно новий важливий крок у клонуванні корів. На відміну від американських колег з Каліфорнії, вони обмежилися відтворенням лише однієї особливості тварини, що клонується. У тому випадку - здатності корови давати молоко з підвищеним вмістом білків. Як це зазвичай у всіх експериментах з клонування, відсоток ембріонів, що вижили, був дуже низький. З 126 трансгенних клонів вижили лише 11, причому лише дев'ять з них мали необхідну здатність. Отже, перспективи розвитку даної галузі клонування, як кажуть, "наявність".

Наприкінці 2000 - початку 2001 р. весь науковий світ стежив за спробою дослідників з американської фірми "АСТ" клонувати вид буйволів Bos gaurus (гяур), який колись був широко поширений на території Індії та Південно-Західної Азії. Соматичні клітини-донори ядер (шкірні фібробласти) були отримані в результаті біопсії post mortem від бика у віці 5 років і після двох пасажів у культурі довгий час(8 років) зберігалися в кріоконсервованому стані в рідкому азоті. Усього було отримано чотири вагітності. Щоб підтвердити генетичне походження плодів, два з них було вилучено. Цитогенетичний аналіз підтвердив наявність у клітинах характерного для гяурів нормального каріотипу, проте з'ясувалося, що вся мітохондріальна ДНК походить від яйцеклітин корів-донорів іншого виду (Bos taurus).

На жаль, у досвіді американських учених одна з вагітностей перервалася на 200-денному терміні, а в результаті іншого народилося теля, яке померло через 48 год. ".

Реалізація всього потенціалу, закладеного в нової технологіїклонування, для порятунку видів тварин, що зникають, може бути можлива тільки при розумному підході до вирішення виникаючих проблем. Варто відзначити, що в результаті клонування дуже часто виявляється різна патологія плодів: гіпертрофована плацента, гідроалантоїс, плацентоми, збільшені у розмірі кровоносні судини пупкового канатика, набряклість плодових оболонок Клони, що загинули протягом декількох днів після народження, характеризуються наявністю патології серця, легень, нирок, мозку. У новонароджених також часто зустрічається так званий синдром великого молодняку.

Клоновані тварини довго не живуть і відрізняються зниженою здатністю боротися із хворобами. Це показали експерименти, результати яких оприлюднили дослідники з токійського. Національного інститутуінфекційних захворювань, повідомляє Newsru.com. Для дослідів вони відібрали 12 клонованих мишей і стільки ж народжених природним шляхом. Клони почали вмирати вже після 311 днів життя. Десять із них померли, не протягнувши і 800 днів. За цей же час померла лише одна "нормальна" миша. Більша частинаклонів померла від гострого запалення легень та хвороб печінки. Судячи з усього, їхня імунна система не могла боротися з інфекціями і виробляти достатня кількістьНеобхідних антитіл, вважають японські дослідники.

Причини слабкості клонів, вважають вони, потребують ретельного вивчення та можуть бути пов'язані з порушеннями на генетичному рівні та недоліками нинішньої технології репродукування.

Проте вчені не зупиняються у своїх дослідженнях. Багатьом бачаться широкі перспективи клонування. Наприклад, вчені британської компанії "PPL Therapeutics", які успішно клонували п'ять поросят у штаті Вірджинія, органи та тканини яких можуть використовуватися для пересадки хворим людям, вважають, що клінічні випробування таких операцій можуть розпочатися в найближчі чотири роки, повідомляють.

Але, як зазначають багато експертів, до широкомасштабних операцій з пересадки органів від свині до людини суспільству та науковому світу необхідно ще вирішити цілу низку важких етичних питань, таких, як "коректність" трансплантації органів тварини в організм людини або заміна органів одного виду живих істот на органи іншого виду.

З іншого боку, багато вчених вважають, що вже дуже скоро клонування сільськогосподарських тварин почне приносити перші плоди. Молоко клонів корів, м'ясо потомства клонованих корів та свиней може з'явитися у продажу вже наступного року. Фактично і зараз у США, де компанії, які займаються розведенням худоби, створили вже близько сотні клонів найкращих представників елітних порід, офіційної заборони такої діяльності немає.

Однак є неформальне прохання Управління харчовим продуктамта ліки (FDA) не поспішати з продажем таких продуктів. Національна академія наук США підкріпила впевненість, що подібні продукти є безпечними для здоров'я. Як повідомляють Медновости, у висновках комісії, що займалася питаннями клонування корів і свиней, міститься рекомендація щодо проведення деяких додаткових досліджень, але загалом продаж продуктів із клонованих тварин та їх потомства вчені визнали безпечною. Звичайно, не йдеться про те, щоб забивати на м'ясо клонованих тварин. Зараз це дуже дорогий процес, який зазвичай обходиться більш ніж у 20000 доларів. Проте тварини з першого-другого покоління потомства клонів можуть піти на м'ясо. Тим не менш, експерти FDA мають побоювання, що при клонуванні тварин у власників може виникнути спокуса підкоригувати їх гени, щоб поліпшити характеристики. Цього вчені побоюються значно більше, ніж самого клонування, коли гени тварини залишаються незмінними.

А ось у Японії з 1999 року було дозволено поповнювати поголів'я молочних та м'ясних порід із застосуванням техніки "тиражування" запліднених яйцеклітин. Однак при цьому комерційне клонування у класичному розумінні заборонено, тобто "з використанням соматичної (нестатевої) клітини". Але велика ймовірність того, що Японія таки стане першою у світі країною, де на прилавках магазинів з'явиться м'ясо клонованих тварин.

Так чи інакше, можливості клонування відкривають нові перспективи для садівників-городників, фермерів-тварини, а також медицини, хоча в даний час його застосування обмежується невирішеними технологічними та біологічними проблемами. Крім того, нам не вистачає знання структури геномів сільськогосподарських тварин, що необхідно для їхньої спрямованої зміни. Спочатку продукція від клонованих тварин має пройти апробацію у відповідному компетентному державному органі, який відповідає за застосування харчових та лікарських ресурсів, що забороняє продаж молока чи м'яса генетично модифікованих та клонованих тварин, доки не виробить усіх необхідних правил. Треба також провести експерименти з перевірки безпеки одержуваного молока для людей. Однак, не дивлячись ні на що, можливо, все-таки рано чи пізно, по полях і луках загуляють стада клонованих і генетично модифікованих корів, а улюблені гавкаючі й муркотливі вихованці десятки років насолоджуватимуть погляд своїх господарів і віддано заглядатимуть їм у вічі.

Вступ

Шістдесят років тому німецький ембріолог, лауреат Нобелівської премії Ганс Шпеман (Spemann) вперше поставив питання про цілісність та ідентичність геному протягом усього життя організму. Він же запропонував експеримент із перенесення ядра якоїсь диференційованої клітини в яйцеклітину з попередньо зруйнованим власним ядром.

Разом із Дришем (Driesch) він уперше показав, що ядра ранніх ембріонів морських їжаків і тритонів тотипотентні, тобто. здатні забезпечувати розвиток будь-яких типів клітин.

Природно постало питання, чи справді зростання, розвиток та диференціація ембріона зачіпають незворотні модифікації геному в соматичних клітинах.

Нижче наведено деякі відомості про експериментальне клонування тварин, які відображені в літературі.

Так, експерименти, розпочаті 1952 р. і проведені на амфібіях, показали, що з ядер, отриманих із клітин ранніх ембріонів, можна клонувати дорослий організм. Однак ядра клітин дорослої тварини могли розвиватися лише до стадії пуголовка і не могли створювати дорослого клону.

Пересадка ядер у ссавців вперше була здійснена на мишах в 1983 р. Більше 90% реконструйованих зигот миші, які отримали пронуклеуси від інших зигот, успішно досягали стадії бластоцисти. Однак, коли переносили ядра з 4-, 8-клітинних ембріонів або ядра внутрішньої клітинної маси в енуклійовані яйцеклітини, жодна зигота не досягала стадії бластоцисти.

Досліди щодо клонування інших видів ссавців методом перенесення ядер ембріональних клітин мали певний успіх, і були отримані клони вівці, корови, кролика, свині, кози. Причому перші клоновані вівці народилися після перенесення ядер 8-16-клітинних ембріонів. Нащадки у корів та овець було отримано також після перенесення ядер тотипотентних клітин короткоживучої клітинної культури, отриманої з ранніх преимплантаційних ембріонів.

Перенесення ядер ембріональних клітин можна здійснювати між близькими спорідненими видами, наприклад між M.musculus і M.caroli. У той же час на останній щорічній зустрічі 1997 р. Міжнародного товариства з перенесення ембріонів (International Embryo Transfer Society) в Бостоні дослідники з Університету Вісконсія-Мадісон повідомили про успішне клонування 70 ембріонів при використанні яйцеклітин яйцеклітин, енуклійних клітин, ядер щурів та мавп. Реконструйовані ембріони культивували до 60-120 клітинної стадії. Однак не було отримано жодної вагітності після перенесення ембріонів.

У 1997 р. Рослинський інститут разом з біотехнологічною компанією PPL Therapeutics оголосили про клонування 5 овець за допомогою перенесення ядер клітин фібробластів плода, які попередньо були введені штучно створені генетичні конструкції. Дві отримані таким чином трансгенні вівці несли ген фактора згортання крові IX людини. Передбачається, що цей високоцінний білок експресуватиметься з молоком овець. Таким чином, інтеграція чужорідної ДНК у геном фібробластів не порушила, яка контролює ембріональний розвиток овець.

Оригонський регіональний дослідний центрз вивчення приматів повідомив про клонування двох мавп під час використання ядер клітин ембріона на стадії диференціювання.

Американська біотехнологічна компанія ABS Global Inc. повідомила про народження у лютому 1997 р. бичка, отриманого за допомогою технології клонування та з використанням ядер первинних стовбурових клітин 30-денного ембріона.

Всі наведені вище роботи були виконані за допомогою перенесення ядер ембріональних недиференційованих або частково диференційованих клітин плодів та ембріонів і вважалося, що отримати клон з використанням повністю диференційованої клітки дорослого організму неможливо.

Та сама Доллі

Найбільший резонанс громадськості, у тому числі й наукової, викликала робота Уїлмута (Wilmut) з колегами, що з'явилася в лютневому номері Nature за 1997 р. Це єдина на сьогодні опублікована наукова статтяприсвячена отриманню живого потомства після перенесення ядра, взятого з соматичної клітини дорослої тварини

Коротко результати цієї роботи такі. Отримано три нові клітинні популяції з клітин 9-денних преимплантационных ембріонів, 26-денних плодів і клітин молочної залози 6-річної вівці. Ядра з цих клітин переносили в попередньо енукльовані незапліднені ооцити вівці. За допомогою електропорації стимулювали злиття каріопласту з цитоплазмою та активацію ооциту. Реконструйовані таким чином ооцити культивували in vivo до стадії морула/бластоциста та переносили сурогатним вівцям – реципієнтам. З 834 вдало реконструйованих ооцитів було отримано 8 живих ягнят, причому з 277 ооцитів, в які переносили ядра клітин дорослої тварини, отримано лише одну - знамениту Доллі.

Розвиток ембріонів, створених шляхом перенесення ядер, насамперед залежить від збереження плоїдії реконструйованого ембріона та створення умов, необхідних для нормального регулювання експресії генів у часі та просторі. Основним чинником, мабуть, є стадія клітинного циклу донора і реципієнта та взаємодія між ними.

Так, якщо ядра клітин, що знаходяться на стадії S або G2, переносять в ооцити, що знаходяться на стадії МII, вони мають тенденцію проходити додаткову ДНК-реплікацію та передчасну конденсацію хромосом, що веде до анеуплоїдії та аномальному розвиткуреконструйованого ооциту. Вілмут подолав цю проблему за допомогою трансплантації ядер із клітин, які були блоковані на стадії G0 диплоїдної фази шляхом виснаження вмісту сироватки в культуральному середовищі. Перенесення ядер на цій стадії найкраще з цитоплазмою ооциту, зменшуючи випадки хромосомних аномалій. Цим можна пояснити існуючі труднощі у клонуванні мишей: ядра ембріональних клітин у ранній преимплантационной стадії переважно перебувають у S і G2, і дуже важко (чи майже неможливо) блокувати ембріональні стовбурові клітини на стадії G0 шляхом виснаження сироватки.

Іншими факторами, які могли впливати на успішний результат роботи Вілмута, є 1) велика доступність хроматину (за рахунок деспіралізації ДНК) з клітин на стадії G0 ооцитарного ремоделюючого фактора/факторів; 2) початок транскрипції ембріонального геному вівці на 8-16-клітинній стадії (у тих же мишей початок транскрипції відбувається вже на пізній двоклітинній стадії). Теоретично така пізня активація геному дозволяє ембріону вівці протягом принаймні двох клітинних циклів репрограмувати та ремоделювати ДНК трансплантованого ядра дорослої клітини. Якщо останній аспект дійсно відіграє значну роль у даному експерименті, буде дуже важко відтворити результати клонування на інших видах ссавців, у яких активація ембріонального геному відбувається на ранніх стадіях, ніж у вівці.

Своєю роботою Вілмут із колегами продемонстрували, що ядра клітин молочної залози дорослої вівці можуть бути за певних умов репрограмовані цитоплазмою ооциту та дати розвиток новому організму. Отримані дані змусили по-новому подивитися процес клітинної диференціації. Цей процес, як виявилося, не має незворотного характеру. Цілком зрозуміло, що цитоплазматичні фактори здатні ініціювати розвиток нового організму на основі генетичного матеріалу ядра дорослої повністю диференційованої клітини. Таким чином, біологічний годинникможуть бути повернуті назад, і розвиток організму може початися з генетичного матеріалу дорослої диференційованої клітини, що повністю суперечить загальноприйнятій біологічній догмі.

Створення тварин та рослин із заданими якостями завжди було надзвичайно привабливим тому, що це означало створити організми стійкі до хвороб, кліматичним умовам, що дають достатній приплід, необхідну кількість м'яса, молока, плодів, овочів та інших продуктів Однак клонування цілих високоорганізованих організмів – процес набагато складніший. Тварини клітини, на відміну від рослин не мають тотипотентності, тому виростити цілий організміз кількох соматичних клітин неможливо. Для клонування тварин доводиться використовувати процедуру перенесення ядер:

1) з яйцеклітини мікропіпеткою видаляють власне ядро ​​і його місце поміщають ядро ​​соматичної клітини;

2) потім індукують поділ «зиготи», що вийшла поза організмом, або в організмі проміжного (першого) реципієнта (в перев'язаному яйцеводі вівці);

3) отриманий ембріон на стадії бластоцисти поміщають у матку сурогатної матері (остаточного, другого реципієнта), де їх розвиток відбувається до народження дитинчати.

Перший досвід клонування земноводних датується 1952 року. Згодом вдалося клонувати також мишей, кроликів, овець, свиней, корів та мавп. Одним із перших успіх супроводжував радянським ученим Пущинського НЦ – у 1987р. з'явилася перша клонована тварина – миша. Для цього з яйцеклітини миші видаляли ядро, а потім вводили в яйцеклітину ядро ​​з ембріональної клітини миші. Т. е. був використаний генетичний матеріал соматичної, але недиференційованої (неспеціалізованої) ембріональної клітини.

На початку ж 1990-х років дослідження вчених звернулися і до великих ссавців. У 1996 р. групою Вільмута був перший ссавець, отриманий з ядра дорослої соматичної клітини -вівця на прізвисько Доллі. Вона прожила шість із половиною років і залишила по собі 6 ягнят, що цілком може говорити про успіх цього експерименту. Надалі були проведені успішні експерименти з клонування різних ссавців (кози, свині, корови, бичків) з використанням ядер, взятих із дорослих соматичних клітин тварин, а також взятих у мертвих, заморожених на кілька років тварин.

Треба сказати, що експерименти, у яких використовували клітини ембріона, ізольовані на ранніх стадіях розвитку на початок їх диференціювання , були успішнішими. Справа в тому, що в міру зростання та розвитку тварини відповідні його гени "включаються" і "вимикаються" в строго визначений час, що забезпечує гармонійне формування та функціонування всіх частин складного організму. У дорослої особинигени, що регулюють процеси у спеціалізованих (диференційованих) клітинах, повинні працювати без збоїв, виконуючи характерну саме для цієї частини тіла програму: найменші порушення можуть призвести до хвороби і навіть загибелі особини. Таким чином, клонування тварин з їх дорослих клітин шляхом перепрограмування останніх на нормальний ембріональний розвиток є хоч і здійсненним, але вкрай складним завданням, яке багато фахівців вважали нерозв'язним.

Процедура перенесення ядер часто супроводжується пошкодженням внутрішньоклітинних структур, що призводить до загибелі більшості зародків: вихід потомства вбирається у 10-15 % кількості отриманих «зигот». Крім того, через відсутність серед дослідників однозначної думки про вплив перенесення ядер на здоров'я та тривалість життя тварин, нині діє мораторій на експерименти з клонування людини. У деяких країнах (США, Великобританія) на законодавчому рівні дозволено терапевтичне клонування людини, коли розвиток людського ембріона зупиняється не пізніше 14 днів, після чого ембріон використовується для отримання стовбурових клітин. Однак законодавці багатьох країн побоюються, що легалізація навіть терапевтичного клонування може призвести до його переходу до репродуктивного.

Сама ідея клонування Homo sapiens ставить перед людством низку невирішених проблем:

· технологічні: неможливість досягти стовідсоткової чистоти досвіду (повного повторення) зумовлює деяку не ідентичність клонів, тому знижується практична цінність клонування. Точне відтворенняорганізму, навіть за природного клонування, неможливо, оскільки за клонуванні копіюється генотип, а чи не фенотип. Крім того, навіть за розвитку в однакових умовах клоновані організми не будуть повністю ідентичними, оскільки існують випадкові відхилення у розвитку. Це доводить приклад природних клонів людини - монозиготних близнюків, які зазвичай розвиваються у подібних умовах. Батьки та друзі можуть розрізняти їх за розташуванням родимок, невеликим відмінностям у рисах особи, голосу та іншим ознакам. Вони не мають ідентичного розгалуження кровоносних судинтакож далеко не повністю ідентичні їх папілярні лінії. Хоча конкордантність багатьох ознак (у тому числі пов'язаних з інтелектом та рисами характеру) у монозиготних близнюків зазвичай набагато вища, ніж у дизиготних, вона далеко не завжди стовідсоткова. Клонований організм відрізнятиметься від материнського за рахунок:

Соматичних мутацій,

Вплив довкілляна фенотип

Випадкові відхилення, що виникають в ході онтогенезу.

З експериментів з клітинними культурами відомо, що у всіх хребетних тварин кількість циклів поділу клітин обмежена. Це означає, що якщо взяти клітину дорослої людини, яка вже пройшла якусь частину циклів розмноження, то ця клітина і донор закінчать своє життя рівно з тією ж швидкістю.

· соціально-етичні: можливі невдачі призведуть до створення неповноцінних людей Як чинити з ними? Чи має право знищувати неповноцінний клон і як це розцінювати (як вбивство?). При терапевтичному клонуванні проблемою є створення людини лише для негайного умертвіння, так само практично неминуче при сучасних методиках, наприклад при ЕКЗ, створення відразу кількох ідентичних клонів, які завжди знищуються. Використання клонування отримання окремих органів із метою пересадки, передбачає необхідність виростити весь організм, а чи не його частина, т.к. в організмі існує динаміка найскладніших взаємозв'язків, індукційних процесів.

· етико-релігійні: клонування - створення життя штучним, неприродним способом. Проблема у можливості втрати унікальності особистості.

· соціально-правові: питання батьківства, материнства, спадкування, шлюбу та ін.

· біологічні: довгострокова непередбачуваність генетичних змін Ні необхідної інформаціїпро наслідки для людства.

Генна терапія

Генна терапія(генотерапія)- Це лікування спадкових хвороб шляхом введення пацієнту здорових генів, крім або замість дефектних. При цьому "маневрування" з генетичною інформацієюв живому організмі людини вимагає вирішення безлічі складних технічних завдань:

Ввести чужорідний ген у клітину і домогтися його вбудовування у відповідну ділянку хромосоми

Досягти наступної експресії("включення") нормального гена шляхом введення хімічних стимуляторів

- "вимкнути" дефектний ген або викликати його зворотну мутацію

Етіологічне лікування будь-якого спадкового захворювання передбачає зміну структури ДНК не в одній клітині, а у всіх функціонуючих клітинах (і не тільки функціонуючих).

Складнощі цього завдання очевидні, хоча методи їх вирішення вже є у час.

Перша успішна спроба застосування генотерапії в клінічній практиці була зроблена в 1990 р. в США: дитині, яка страждає на тяжку комбінованим імунодефіцитом, замість дефектного гена, аденозиндезамінази ввели його непошкоджену копію На жаль, повного лікуваннядосягти зірвалася, т.к. були потрібні повторні введення того ж гена в нові клони лімфоцитів. Сьогодні на різних стадіяхРозробка містить понад двісті різних проектів генної терапії, спрямованих на лікування моногенних захворювань (фенілкетонурії, гемофілії, таласемії, муковісцидозу, лізосомних хвороб накопичення та інших).

У лікування генами існують кілька підходів та технологій. Гени можна вводити в статеві клітини, клітини ембріона на ранніх стадіях розвитку, або в соматичні клітини.

При роботі зі статевими та ембріональними клітинами передбачається, що «здоровий» ген потрапить до всіх клітин реципієнта. Тим самим відбувається виправлення його власного генотипу, і, що важливо, створяться умови для оздоровлення генофонду майбутніх поколінь. Проте нині подібні дослідження перебувають під забороною з етичних причин.

Генотерапія соматичних клітинотримала більший розвиток, вона торкається лише організму самого пацієнта. Генетична модифікація може проводитись:

· in vivo -безпосередньо у організмі хворого. У цьому випадку передбачено пряме введення послідовностей ДНК у тканини хворого, що пов'язано з технічними труднощами цілеспрямованої доставки ДНК до певних типів клітин. Поки що помітних успіхів досягнуто лише у розробці аерозольних вакцин на лікування легеневих захворювань.

· ex vivo- поза організмом хворого, що передбачає виділення та культивування специфічних типів клітин пацієнта, введення в них чужорідних генів, відбір трансформованих клітин та їх повернення в організм хворого.

Усі перелічені методи використовуються для так званої замісної терапії- коли дефектний ген у геномі зберігається, а внесена копія замінює його за функціями. Ймовірно, у майбутньому стане можливим проведення коригуючої терапії, спрямованої на виправлення дефектів «хворого» гена