10410 (Проблема клонирования животных)

9

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Проблема клонирования животных приобрела в последнее время не только научное, но и социальное звучание, поэтому широко освещается как в специализированных научных изданиях, так и на страницах масс-медиа.

Особый ажиотаж проблема клонирования живых организмов приобрела после удачного эксперимента с овечкой Долли.

Все мы хорошо помним, как в первой половине 1997 года на экранах и страницах газет всего мира замелькало это симпатичное животное, а биологи Уилмут и Кемпбелла на страницах журнала «Nature» описали удачный эксперимент, в результате которого был получен вполне жизнеспособный ягненок, выращенный из единственной клетки молочной железы овцы породы ФиннДорсет. Это был первый экспериментально воссозданный живой организм, в основу которого легла технология переноса ядра соматической клетки взрослой овцы, слитого с лишенной собственного ядра яйцеклеткой другой овцы, с последующим вынашиванием эмбриона в организме третьей овцы - суррогатной матери.

А в 2002 году мир облетела новая сенсация: американские ученые из Техасского университета впервые в мире клонировали кота. Очаровательного игривого котенка Сиси показали по телевидению. Внешне котенок как котенок, ничем от своих усатых собратьев не отличается. Но, оказывается, это единственная кошка, выжившая среди 87 кошачьих эмбрионов, полученных в результате клонирования и выношенных суррогатной матерью. На сцену клонирования все чаще выходят поросята. Американским ученым удалось воссоздать их из ушных - неэмбриональных - клеток взрослых боровов.

Овечка Долли, похоже, утратила свою исключительность. Но именно ее появление дало реальную предпосылку клонирования человека, то есть получения его генетически идентичных копий. С того времени вопрос о нравственных, социальных, биологических и других последствиях таких экспериментов остается открытым. Что же смущает думающее человечество? Попробуем разобраться.

ТЕРМИНЫ «КЛОН» И «КЛОНИРОВАНИЕ»

Термин клон происходит от греческого слова «klon», что означает «веточка, побег, отпрыск». Клонированию можно давать много определений. Одно из самых распространенных утверждает, что клонирование - популяция клеток или организмов произошедших от общего предка путем бесполого размножения, причем потомок при этом генетически идентичен своему предку.

Клонирование предполагает комплекс методов, позволяющих получить генетически однородных особей путем бесполого размножения - индивидов, то есть имеющих идентичный генотип (набор генов), происходящих от одного предка.

Клонирование растений черенками, почками или клубнями в сельском хозяйстве, в частности в садоводстве, известно уже более четырех тысяч лет. При вегетативном размножении и при клонировании гены не распределяются по потомкам, как в случае полового размножения, а сохраняются в полном составе в течение многих поколений. Однако у животных есть препятствие. По мере роста их клеток, они в ходе клеточной специализации – дифференцировки – теряют способность реализовывать всю генетическую информацию, заложенную в ядре.

Клон - это группа генетически идентичных организмов. И в этом плане успех опытов Вилмута и Кемпбелла с клонированием овцы реализовал вековую мечту ученых: экспериментально создать живой организм из одной клетки. Это направление имеет исключительную популярность: только в 2001 году было опубликовано 13,5 тысячи работ, посвященных стволовым клеткам, которые идут в одной связке с клонированием.

Получение клонов животных имеет довольно длительную историю и разработанные технологии.

Многим ученым, работающим в сфере биологии, десятки лет назад приходили мысли об оплодотворении организма несколько иным путем, чем всем известным и «разработанным» самой природой, - клонированием. Первый такой пример, близкий, по сути, к клонированию, – рождение человека «из пробирки», оплодотворенного вне материнского организма, произошел в 1978 году. На этом наука не остановилась, пошла дальше. И вот уже в конце 80-х годов появляются попытки клонировать животных. Но первым действительно настоящим примером клонирования живого организма является клонирование овцы Долли. Ее создание большинство экспертов считает лишь обновленным вариантом разрабатывавшейся ранее методики. Эпохальность же открытия Вилмута и Кемпбелла - не в технологии получения овцы-близнеца, а в открытии еще одной способности клетки. В чем же суть?

Считалось, что специализация соматических (то есть обычных взрослых) клеток необратима. Теперь, утверждают ученые (правда, не все), доказана возможность зрелой взрослой клетки развиваться до эмбриональной стадии и продуцировать новое живое существо с генетическим набором, тем же, что и у исходной клетки. Это значит, что Вилмут и Кемпбелл продемонстрировали не технологический трюк, а подошли к открытию нового закона природы. Тут не обошлось без использования клеточной инженерии и трансплантации.

Вот этапы этой удивительной технологии.

Первый этап: манипуляции с донорской клеткой. Взрослые соматические клетки, взятые из эпителия вымени овцы ФиннДорсет, помещали в культурную среду с низким содержанием питательных веществ. Заторможенные таким образом клетки перестают делиться, их гены утрачивают активность.

Второй этап: манипуляция с яйцеклеткой. В то же время у другой овцы - Блэкфейс - забирали неоплодотворенную яйцеклетку, из которой удаляли ее ядро (и соответственно ДНК), оставляя нетронутой цитоплазму яйцеклетки со всеми действующими механизмами, необходимыми для обычного развития эмбриона.

Третий этап: слияние донорской клетки и безъядерной яйцеклетки. Обе клетки - от овец ФиннДорсет и Блэкфейс - помещали рядом друг с другом в сосуде с культурной средой и с помощью электрического разряда вызывали их слияние. Таким образом, теперь ядром клеточного гибрида становится ядро донорской взрослой клетки, а цитоплазма обоих типов клеток сливается воедино. Действие второго электрического разряда заставляет "работать" механизм естественного оплодотворения, использовать весь потенциал яйцеклетки.

Четвертый этап: спустя 6 дней сформировавшийся эмбрион, прошедший через ряд клеточных делений, переносят в матку овцы Блэкфейс.

Пятый этап: в результате завершения беременности овцы Блэкфейс у нее родилась овечка Долли - генетическая копия исходной овцы ФиннДорсет.

Но так ли все просто? Отнюдь! В 277 опытах удалось получить только 29 эмбрионов, выживших в течение более 6 дней. А до дня рождения удалось дойти только Долли. По мнению ученых, залогом успеха стало то, что Вилмут и Кемпбелл приостановили деление донорской соматической клетки перед ее слиянием с яйцеклеткой. Описанный эксперимент по клонированию Долли может быть применен в принципе к любому другому виду млекопитающих, включая человека.

У первого успешного эксперимента с овцой Долли есть существенный недостаток - очень низкий коэффициент выхода живых особей (0,36%). Однако он доказывает возможность полноценного клонирования (или получения копии взрослого человека). Остается, повторимся, разрешить технические и этические вопросы.

Между тем лишь несколько десятилетий назад ботаники научились выращивать из одной взрослой клетки табака и моркови целое растение. Использование генной инженерии привело к появлению трансгенных растений и животных, содержащих в своем геноме чужеродный генетический материал. Несомненен прогресс в области искусственного оплодотворения человека.

ТЕРАПЕВТИЧЕСКОЕ КЛОНИРОВАНИЕ

Клонирование живых существ, несомненно, важнейший технологический и фундаментальный прорыв в биологии репродукции конца ХХI века. Более того, новая технология, которая стремительно утрачивает свою фантастичность, может кардинально изменить наш мир. А может, и об этом говорили наши эксперты, оказаться всего лишь одной из многих так называемых рисковых технологий. Эта дилемма, считают ученые, будет разрешена в ходе дальнейшего научного развития феномена и юридически, и этически обоснованного морального выбора, который сделает человечество, установив, допустимо морально и юридически или недопустимо вмешательство в жизнь человека.

«Терапевтическое» клонирование человеческих существ, по сути, узаконенный путь обхода запрета на клонирование человека. Речь идет о создании ранних эмбрионов - своего рода банка донорских тканей для конкретных индивидуумов. Именно используя его, американская компания Advanced Cell Technology Inc. объявила в ноябре 2001 года об успешном клонировании человеческого эмбриона.

Для эксперимента ученые использовали в общей сложности 17 женских яйцеклеток: удалив из них ядра, они внедрили на их место ядра, позаимствованные из клеток кожи взрослого человека. В трех яйцеклетках начался нормальный процесс роста и деления. Когда эмбрионы состояли из 6-ти клеток каждый, ученые прервали их дальнейшее развитие с тем, чтобы использовать полученные клетки для дальнейших исследований.

Многих убеждает утверждение, что жизнь человека обретает уникальную, только ей присущую ценность лишь тогда, когда человек становится личностью. Есть еще одна сходная точка зрения, рассматривающая человеческий эмбрион с позиций роста и развития: моральная ценность внутриутробной жизни возрастает с течением беременности, и на поздних ее стадиях (или к моменту рождения) достигает общечеловеческого уровня.

Очевидно, что, в соответствии с биологическими данными, сознание, способность мыслить и способность ощущать развиваются на более поздних стадиях.

«Имплантационный подход», на первый взгляд, кажется обоснованным. В определенных ситуациях прерывание беременности - в интересах общества; ведь страшно подумать, что можно дать жизнь эмбрионам, возникшим в ходе экспериментов, мутантным и клонированным.

Для оправдания терапевтического клонирования привлекаются богословские и утилитарные аргументы. Высказывается мысль, что общество должно быть застраховано от наиболее очевидной опасности: от имплантации клонированного эмбриона и, следовательно, появления детей-клонов. Однако следует разрешить применение методов, способствующих излечению диабета, болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера, рака, сердечных заболеваний, артрита, ожогов и болезней спинного мозга. Этика же не может оправдать терапевтическое клонирование человека. Во-первых, нельзя создавать эмбриона просто для того, чтобы другие люди его использовали. Более того, если такие эксперименты окажутся успешными, то спрос на эмбрионы для удовлетворения человеческих нужд будет расти. К тому же, необходимо будет создавать экспериментальные эмбрионы, чтобы определить, будет ли от них медицинская польза.

Научные эксперименты, равно как и исследования, должны быть высочайшего качества. Предварительные эксперименты над животными должны давать плодотворные и многообещающие результаты. Если для достижения цели применим метод, не требующий экспериментов над людьми, то такие эксперименты проводиться не должны.

Пока что все клонированные животные или рождаются с генетическими аномалиями, или оказывают не в состоянии произвести на свет здоровое потомство.

Специалисты-биологи спорят о возможных причинах этого на страницах журнала Science. Сотрудники двух известных американских научных центров использовали мышей для того, чтобы понять, что же именно нарушается в работе организма при клонировании. Выяснилось, что у клонированных мышей ДНК изменена и не вполне соответствует нормальной. Некоторые из генов, как говорят ученые, «не включаются».

Следует отметить, что стволовые клетки, которые, собственно, и являются предметом интереса ученых, занимающихся исследованиями в области терапевтического клонирования, можно выделить только из эмбриона, в своем развитии достигшего стадии бластоцисты (около сотни клеток). Однако специалисты ACT заявляют, что созданные ими, в другом эксперименте, обезьяньи зародыши развились до стадии бластоцисты. Из эмбрионов были выделены стволовые клетки, которые в ходе их специализации удалось превратить в нейроны. Сообщается, что эти нейроны оказались в состоянии вырабатывать допамин и серотонин - два важнейших гормона, которые вырабатываются мозгом.