ПЛАН
Введение
1. История клонирования
2. За и против клонирования
Заключение
Список литературы
Введение
Последние десятилетия XX века ознаменовались бурным развитием одной из главных ветвей биологической науки - молекулярной генетики. Уже в начале 70-х годов ученые в лабораторных условиях начали получать и клонировать рекомбинантные молекулы ДНК, культивировать в пробирках клетки и ткани растений и животных. Возникло новое направление генетики - генетическая инженерия. На основе ее методологии начали разрабатываться различного рода биотехнологии, создаваться генетически измененные организмы (ГМО). Появилась возможность генной терапии некоторых заболеваний человека, а последнее десятилетие XX века ознаменовалось еще одним важным событием - достигнут огромный прогресс в клонировании животных из соматических клеток.
Разработанные методы клонирования животных пока еще далеко не совершенны. В процессе экспериментов наблюдается высокая смертность плодов и новорожденных. Еще не ясны многие теоретические вопросы клонирования животных из отдельной соматической клетки. Тем не менее, многие ученые с энтузиазмом восприняли идею клонирования человека. Опрос общественного мнения в США показал, что 7% американцев готовы подвергнуться клонированию. Вместе с тем, большинство ученых и многие политики высказываются против создания клонов человека. И их возражения и опасения вполне оправданы.
Цель данного реферата – определить положительные и отрицательные стороны клонирования.
1. История клонирования
Клон – (от греч. сlon – отпрыск, ветвь) это группа клеток или организмов, происшедших от общего предка путём бесполого размножения и являющихся генетически идентичными. Примером клона можно назвать группу бактериальных клеток, образовавшихся в результате деления исходной клетки, потомков морской звезды, регенерировавших из частей разделённого материнского организма, клоном также являются все кусты или деревья, полученные путём вегетативного размножения. Однако вот млекопитающим способность размножаться путём клонирования природа не "предусмотрела". Высокий уровень дифференциации клеток как бы "обратной стороной медали" обозначает утрату ними способности давать начало новому организму. Однако, как показала практика, ядро даже дифференцированной клетки сохраняет все потенции, необходимые для того, чтобы дать начало новому организму.
Суть клонирования проста: требуется две клетки – одна, которая будет донором ядра и хозяин которой клонируется, и яйцеклетка, развитием которой и будет управлять подсаживаемое ядро. Собственное ядро яйцеклетки должно быть уничтожено (клетка энуклеирована). Опыт также показывает, что для клонирования лучше, если яйцеклетка не оплодотворена. Клетку-донор тем или иным способом заставляют перейти в так называемую G0-фазу или стадию покоя. После этого её ядро либо путём пересадки, либо слиянием клеток доставляется в яйцеклетку. Последняя стимулируется к делению и приступает к формированию эмбриона. Последний подсаживается в матку так называемой суррогатной матери, где в случае удачного развития формирует новый организм, являющийся генетически идентичным тому, который был донором ядра.
Сейчас наиболее известны два варианта данной методики – так называемая Рослинская и Гонолульская технологии. Первая была использована при клонировании овцы Долли Яном Вильмутом и Китом Кембеллом из Рослинского института в 1996, а вторая – группой учёных из Университета Гавайи в 1998, в результате чего было получено полсотни клонов мыши.
История клонирования весьма насыщена и динамична. Первые опыты, связанные с клонированием, по крупному счёту, начали проводить лишь около сотни лет назад. Вот вкратце весь список основных открытий, в результате которых "копирование" живых организмов стало возможным.
1902 – Ганс Шпеманн проделывает опыт по разделению раннего эмбриона саламандры. Обе части зародыша развиваются в нормальных животных. Опыт доказывает, что даже отдельные клетки содержат информацию, достаточную для формирования целого нового организма.
1928 – тот же Шпеманн производит первую пересадку клеточного ядра, тем самым закладывая основы метода, который будет ключевым в будущих экспериментах по клонированию.
1952 – учёные Бриггс и Кинг путём клонирования получают поколение головастиков.
1958 – Ф. Стьюард выращивает целое растение моркови из единственной клетки.
1962 – Дж. Гердон получает клон лягушки, выращенный из дифференцированных клеток взрослого животного.
1963 – Дж.Б.С. Холдейн вводит термин "клон".
1981 – Карл Иллменси и Питер Хоппе объявляют, что им удалось клонировать мышь путём пересадки ядра из клетки эмбриона в яйцеклетку. Однако их результаты не удаётся подтвердить другим специалистам. Позже выясняется, что результаты опыта были сфальсифицированы.
1984 – датский учёный Стин Вилладсен сообщает, что ему удалось клонировать овцу из клеток недельного эмбриона путём так называемого "сдваивания" ("twinning").
1986 – Фёрст, Пратер и Айстоун клонируют корову из эмбриональных клеток.
1990 – начало проекта "Геном человека".
1994 – Нил Фёрст получает генетические копии телят из эмбриональных клеток. Зародыши достигают по крайней мере 120-клеточной стадии.
1996, июль – рождение овцы Долли, первого крупного животного, клонированного с использованием ДНК взрослого животного (клеток молочной железы). Опыт удался с 276 попытки. Официально это событие было освещено лишь в 23 февраля 1997. После Долли учёные шотландского Института Рослин (Roslin Institute) клонировали ещё 7 ягнят трёх различных пород.
1997, 4 марта – в ответ на бурную реакцию общественности, вызванную дискуссиями относительно возможности клонирования человека, президент США Билл Клинтон подписывает 5-летний меморандум, запрещающий использование государственных средств на опыты по клонированию человека на территории страны.
1997, июль – команда учёных, клонировавших Долли, представляет Поли – клонированную овцу, содержащую человеческие гены. Развитие темы относительно получения необходимых человеку белков от клонированных животных в промышленном масштабе.
1997 – Ричард Сид объявляет о планах заняться клонированием человека.
1998, июль – группа учёных из Гавайского института объявляет, что с октября 1997 клонировала 50 мышей из дифференцированных клеток, при этом используя новую методику, которая обещает быть более эффективной, нежели использованная при клонировании Долли.
1998, декабрь – японские учёные сообщают, что получили 8 клонов из клеток взрослой коровы – третьего клонированного млекопитающего.
1999, май – Институт Рослин покупается биотехнологической компанией Geron. Вскоре Япония, Индия и большинство европейских стран принимают законопроекты, запрещающие клонирование, либо регулирующие исследования в данном направлении. (Однако уже достаточно скоро законодательное давление начинает слабеть).
2000, март – группа, клонировавшая Долли, клонирует свинью. Учёные выражают надежды на использование генетически модифицированных свиней в качестве доноров органов для трансплантации.
2002, февраль – японские учёные сообщают, что клонированные ними мыши гибнут в раннем возрасте, а также подвержены ожирению. Они выражают сомнение относительно безопасности клонирования.
2002, февраль – американские специалисты представляют 2-месячного клонированного котёнка, названного СС (от "carbon copy").
2002, май – американский специалист по репродуктивной медицине Панайотис Завос (Panayiotis Zavos) из Лексингтона, Кентукки обещает приступить к клонированию человека позже в этом же году.
2002, ноябрь – итальянский учёный Северино Антинори сообщает, что одна из пациенток, участвующих в его проекте, должна родить клонированного ребёнка (мальчика) в январе 2003. По его словам, клоны вынашивают ещё по крайней мере две женщины.
2002, декабрь – представители компании Clonaid обещают представить миру первого клонированного ребёнка ещё до конца 2002 года.
2002, 27 декабря – Clonaid сообщает о рождении первого клонированного ребёнка (девочки Евы). По их словам, ребёнок, появившийся на свет путём кесарева сечения 26 декабря, при рождении имел вес около 3,1 кг и чувствует себя вполне нормально. В ближайшие недели компания ожидает рождения ещё нескольких детей.
Итак, по утверждению Бриджит Буаселье (Brigitte Boisselier), руководителя компании Clonaid, 26 декабря посредством Кесарева сечения на свет появилась девочка, названная Евой, которая является первым человеческим клоном. На следующий день Буаселье выступила на пресс-конференции в Голливуде, Флорида, где заявила, что ребёнок "чувствует себя очень хорошо". Вес новорожденной составляет около 3,1 кг, и девочка является клоном женщины 31 лет, муж которой бесплоден. Место рождения ребёнка, а также местонахождение и личность его родителей неизвестны. Глава Clonaid уверенно заявила, что общественность в праве считать её и представляемую ней компанию мошенниками, однако уже через неделю ("8-9 дней") будут получены результаты лабораторных тестов, которые должны подтвердить генетическую идентичность новорожденной и её 31-летней "матери-донора". Генетические тесты должен был проводить журналист издательства ABC News Майкл Джиллен, некогда математик Гарвардского университета.
Реакция специалистов на выступление госпожи Буаселье была довольно скептической. Так, в частности, С. Антинори выразил своё сомнение в достаточности квалификации членов Clonaid для осуществления удачного клонирования и добавил, что заявления такого рода вряд ли имеют научную основу и чреваты лишь замешательством в широких кругах общественности. Многие специалисты высказывали опасения относительно высокого процента патологий у клонированных детей, если таковые всё-таки родятся, ссылаясь на опыт клонирования предыдущих семи видов млекопитающих.
Сообщение о появлении на свет человеческого клона повлекло очередную волну негодования противников клонирования и дебаты относительно запрета каких-либо форм клонирования.
Однако перед тем как продолжить рассказ о дальнейшем ходе событий, нельзя не упомянуть более подробно о Clonaid, небольшой компании, находящейся на Багамских островах, название которой так внезапно попало на первые страницы газет всей планеты.
Clonaid - компания, которая была основана в феврале 1997 года Раэлем, главой движения раэлитов и группой инвесторов на Багамских островах. Предназначением компании было объявлено клонирование человека, и, что любопытно, ещё в 2000, согласно данным на сайте компании, в списках желающих было более 250 богатеньких граждан, готовых выложить 200 000 долларов за услуги клонирования. В 2000 главой компании была назначена уже известная нам Бриджит Буаселье, епископ секты раэлитов. Госпожа Буаселье является доктором физики и биомолекулярной химии и до этого, как сообщается, возглавляла крупную фармацевтическую компанию во Франции.
Как далее сообщается в истории компании, в 2000 году Буаселье имела контакт с некой бездетной американской парой, первым крупным инвестором Clonaid, которая, вероятно, и является родителями недавно рожденной Евы. Первые работы по клонированию были начаты в начале 2001.
Позже в этом же году компания, чтобы избежать излишнего интереса со стороны американского правительства, перебазировала свои лаборатории на территорию "другой страны, где клонирование является легальным".
Специалисты компании работают над созданием следующего поколения клонов, среди которых будут также дети больных СПИДом, для которых клонирование открывает способ рождения незараженных потомков.
Существуют и более "смелые" прогнозы самого Раэля, главы секты, в частности, относительно того, что вскоре станет возможным перенос памяти и сознания из одного тела в другое, клонированное, что позволит жить вечно, а также насчёт "вечной жизни в компьютере", нанотехнологий, которые сделают ненужными сельское хозяйство и тяжелую промышленность, и других не менее смелых достижениях, которые ожидают человечество уже в ближайшие 20 лет. Кстати, более подробно обо всём этом можно прочитать в книге Раэля ""Да" человеческому клонированию".
Раэль - духовный наставник раэлитов, а в прошлом Клод Ворилон (Claude Vorilhon), французский журналист, которого 13 декабря 1973 года якобы посетили пришельцы и обратились с просьбой организовать на Земле "посольство инопланетян", дабы те могли вернуться сюда.
Оказывается, жизнь на нашей планете является никаким не результатом биологической эволюции, а есть продукт целенаправленного клонирования, осуществленного инопланетянами 25 тысяч лет назад. Они клонировали человека по своему образу и подобию (кстати, согласно описанию, пришельцы были где-то 1,2 метра, имели длинные темные волосы, миндалевидные глаза, кожу цвета оливок и "источали юмор и гармонию"). Также они поведали Раэлю, что всё это время следили за нами, время от времени посылая специально обученных пророков – Будду, Моисея, Иисуса, Мухаммеда и т.д., которые обучали людей и должны были способствовать тому, чтобы люди не утеряли возможность потом узнать своих создателей (между прочим, раэлиты утверждают, что воскрешение Христа – также результат клонирования). И вот теперь они, то есть пришельцы, считают, что мы достаточно развиты, дабы встретиться непосредственно со своими создателями. Но они очень уважают нашу свободу и право выбора и предоставляют право самостоятельно решить вопрос относительно встречи и подготовиться.
Сейчас, по утверждению раэлитов, их ряды насчитывают около 55 тысяч членов в 84 странах мира. Согласно описанию, секта является добровольным бесприбыльным обществом, которое преследует преимущественно просветительские цели и стремится подготовить человечество к большим изменениям, грядущим в ближайшие годы.
Но все же, что касается клонирования. Обещанная Буаселье неделя прошла, однако официального подтверждения того, что родившийся ребёнок является клоном, так и не последовало. Тем не менее, 3 января появилось сообщение относительно того, что Clonaid ожидают рождения второго ребёнка, которое должно произойти в Европе и ещё до воскресенья (5 января). Тестирование первого ребёнка-клона и его матери, начало которого назначалось на 31 декабря, было отложено в связи с тем, что родители не определились, хотят ли они называть себя или нет. Суд штата Флорида постановил передать ребёнка под опеку государства, мотивируя это тем, что, скорее всего, новорожденный может иметь врожденные патологии и государство чувствует ответственность за его здоровье. По словам Буаселье, родителям давалось 48 часов на то, чтобы решить, раскрывать ли общественности секрет своей персоны или нет. В последнем случае генетические тесты будут проведены на втором ребёнке, который, возможно, будет более доступен, поскольку родится в Европе и стране с более подходящими для этого условиями.
Далее события развертывались следующим образом. 5 января, в воскресенье, Буаселье объявляет о рождении второго клонированного ребёнка – девочки, клона датской лесбийской пары. По словам Бриджит, роды имели место в пятницу, и вес девочки составляет 2,7 кг. О том, в какой стране появился на свет ребёнок, глава Clonaid умалчивает. Она также добавила, что компания ожидает рождения ещё троих клонированных младенцев.
Научное сообщество продолжает придерживаться скептической точки зрения. Довольно многие полагают, что выступления Буаселье и заявления относительно получения компанией человеческих клонов не имеют научной подоплеки и рассчитаны лишь на публику. Пятое января, однако официального подтверждения генетической идентичности первого ребёнка и его матери до сих пор нет.
7 января. Clonaid заявляет, что родители ребёнка отказываются разрешить ДНК-тесты, мотивируя это опасениями потерять ребёнка. В заголовках статей о Clonaid всё чаще появляются слова "фальсификация", "тщательно продуманный обман" и тому подобное.
20 января. Clonaid заявляет о том, что со дня на день ожидается рождение ещё одного клона. В этот раз клон – мальчик, который якобы является генетической копией двухлетнего ребёнка, погибшего 18 месяцев назад - должен появится на свет в японской семье где-то на территории Японии. Экспертиза ранее рожденных клонированных детей так и не проведена.
2. За и против клонирования
Уже известно, что, по крайней мере, 8 исследовательских групп по всему миру работают над клонированием человека. На протяжении 2002 всё больше и больше стран "дают законодательское добро" на клонирование, в основном в терапевтических целях, несмотря на активный протест Ватикана и международные акты, запрещающие клонирование человека. В этом направлении двигаются Германия, Франция, Австралия и другие аналогично настроенные державы. В США первым штатом, регламентировавшим терапевтическое клонирование, стала Калифорния.
Использование эмбрионов для исследования потенциала стволовых клеток, по свидетельству специалистов, может совершить в медицине революцию, предложив возможности для такой трансплантации тканей, которая предотвратит или излечит множество самых серьезных человеческих недугов.
Эмбрион представляет собой шарообразное скопление клеток, которые развиваются в утробный плод, когда стволовые клетки примерно через 14 дней начинают дифференцироваться для формирования нервной системы, позвоночника и прочих элементов организма. Ученые полагают, что выделяя стволовые клетки из эмбриона, когда срок его жизни составляет от 3 до 4 дней, их рост в лабораторных условиях можно будет направить в любом направлении. Таким образом, появится возможность для выращивания нужных клеток или типов тканей для трансплантантов. И однажды станет возможно выращивать нейроны для замены нервных клеток в мозге, погибающем от болезни Паркинсона, выращивать кожу для лечения ожогов или панкреатические клетки для выработки инсулина диабетикам.
Теоретически, стволовые клетки способны вырасти в заменитель для практически любой части человеческого тела. Если же они получены на основе клеток, взятых у того же самого человека, которому выращивают трансплантант, то не будет никаких проблем с отторжением тканей.
Стволовые клетки клетки делят на три основных типа. Первый тип, "тотипотентные" стволовые клетки образуются при первых делениях оплодотворенной яйцеклетки. Они могут превращаться в любой тип ткани и формируют весь организм в целом. Примерно через пять дней после оплодотворения формируется бластоциста - полый пузырек, который образуют около 100 клеток. Те клетки, что находятся снаружи, развиваются в плаценту, а те, что внутри, превращаются собственно в эмбрион. Эти 50 или около того клеток являются "плюрипотентными", они могут превратиться почти во все виды ткани, но не в целый организм. По мере того как эмбрион развивается дальше, стволовые клетки становятся "мультипотентными". Теперь они могут порождать лишь специфические типы клеток. Тотипотентные и плюрипотентные клетки именуют также зародышевыми стволовыми клетками, а мультипотентные часто называют взрослыми стволовыми клетками.
Какие клетки интересуют медицину в аспекте клонирования? Наибольший интерес для медиков представляют плюрипотентные стволовые клетки, потому что они способны предоставить все необходимые виды тканей человеческого тела, однако их нельзя превратить в целое человеческое существо.
Самая большая проблема (морально-этического, прежде всего) характера состоит в том, что в настоящее время единственным источником плюрипотентных клеток являются человеческие эмбрионы. И именно поэтому анти-абортные группы столь яростно выступают также и против исследований стволовых клеток. Что же касается технической стороны, то сейчас в мире известны три исследовательские группы, которые в ходе экспериментов над животными разработали способы для выращивания в лабораторных условиях потенциально неограниченных количеств мультипотентных клеток. Но все эти методы в первую очередь ориентированы на эмбрионы.
В общем случае при пересадке пациенту органа, выращенного из чьих-то чужих клеток, всегда остается проблема отторжения тканей, так что человеку в течение всей остальной жизни может понадобиться принимать лекарства-иммунодепрессанты.
Однако технология клонирования дает иной путь. Подобно тому методу, которым была выращена знаменитая клонированная овца Долли, можно получить и собственные плюрипотентные стволовые клетки для каждого человека. Для этого изымается какая-нибудь клетка ткани и ядро ее помещается в донорскую яйцеклетку с удаленным собственным генетическим материалом. А затем яйцеклетке дают вырасти в бластоцисту, из которой извлекают зародышевые стволовые клетки. Отсюда, собственно, и идет название "терапевтическое клонирование".
Группа генов, без которой нормальное развитие эмбрионов практически невозможно, в процессе клонирования остается незадействованной. Именно эти гены, возможно, таят в себе ключ к совершенствованию процедуры создания генетических копий и лечению рака. В процессе клонирования (из взрослых клеток) есть несколько ключевых моментов. Большинство неудач становятся очевидны через несколько дней, когда бластоциста имплантируется в матку. В эксперименте, в результате которого на свет появилась овечка Долли, только 29 из 277 клонированных яйцеклеток успешно пересекли этот барьер.
Рудольф Яниш из Whitehead Institute обнаружил, что 70-80 генов, которые обычно активизируются в развивающихся мышиных эмбрионах, у клонов оказываются либо неактивны, либо демонстрируют пониженную активность. Хотя непонятно, что же делают эти гены, однозначно установлено, что они включаются одновременно с еще одним геном, Oct4. Этот ген, в свою очередь, дает эмбрионам возможность создавать плюрипотентные клетки – то есть клетки, которые могут превратиться в любую ткань. Возможно, что часть активизирующихся одновременно с этим генов также задействуется в этом процессе.
Теперь ученым предстоит выяснить, что заставляет эти гены молчать. Проблема эта представляется фундаментальной – ведь если эти гены не будут выключены в клетках во взрослом состоянии, это может привести к раку. Не случайно, часть генов, выявленных Янишем, в опухолевых клетках оказывается активна. Не исключено, что клон, полученные из взрослых клеток, подавляют то, что для взрослых клеток является опасными генами. Даже если загадка молчащих генов будет разгадана, клонирование целого животного тем не менее останется проблемой, поскольку клонированному эмбриону потребуется преодолеть еще много проблем на более поздних стадиях развития. Не случайно, из 29 имплантированных эмбрионов овечкой Долли стал только один.
С этической точки зрения, противники гентических экспериментов на человеческих клетках убеждены, что это аморально, убивать в бластоцисте потенциал для развития жизни. Кроме того, многих беспокоит, что вместе с оттачиванием всей этой методики у людей появится искушение к собственному клонированию. Но есть ли иной способ? Многие исследователи полагают, что в принципе еще имеется возможность научиться обращать вспять эволюцию взрослых стволовых клеток, чтобы получать мультипотентные клетки без необходимости создания жизнеспособного эмбриона. Но именно нынешний подъем планки для санкционированных исследований, сконцентрированных на человеческих клетках и эмбрионах, способен ускорить прогресс в этой области.
Группа ученых из Rockefeller University и University of Hawaii (New York) во главе с Терухико Вакайама (Teruhiko Wakayama) столкнулась с проблемой клонирования мышей в шестом поколении. Результаты их последних экспериментов (Nature (vol 407, p 318)) говорят о том, что у зверюшек возникает некий скрытый дефект, явно приобретенный в процессе клонирования. Мышки выглядят вполне здоровыми, но с каждым поколением они все труднее и труднее поддаются клонированию. Несмотря на отчаянные усилия ученых, лишь одна мышка родилась на свет путем клонирования в шестом поколении, после чего была тут же съедена своей мамой...
Клонирование основано на технике пересадки ядер клеток. Ядро донорской клетки вживляется в яйцеклетку, состоящую из того же генетического материала. В результате на свет рождается животное, генетически идентичное животному-донору ядра клетки.
Группа Вакайамы была первой, кто произвела клонирование от взрослого животного со времени знаменитой овечки Доли. Это произошло два года назад, и мышку звали Кумулина (Cumulina). После чего, последовало несколько публикаций, говорящих о том, что ученые успешно клонируют зверюшек уже на протяжении третьего и четвертого поколения.
Ученые пытаются понять причину неожиданного торможения клонирования. На обсуждение выдвигались две версии.
Первая заключалась в том, что окончание хромосомы, так называемый "telomere", с каждым поколением должно было бы "стачиваться", становясь короче, что могло привезти к вырождению, т.е. к невозможности дальнейшего произведения потомства, так и к преждевременному старению клонов. Эта версия основывалась на предыдущих результатах исследования овечки Доли. Но группа Вакайамы обнаружила, что теломер у некоторых мышей был на много длиннее, чем они ожидали.
Вторая версия - ухудшение общего состояния здоровья мышек-клонов с каждым новым клонированием. Но и эта версия не нашла пока подтверждения. Мышки чувствуют себя прекрасно, выдерживают все тесты по прохождению лабиринтов и всевозможные "познавательные" тесты на цвета, запахи и так далее. Мышки также явно не предрасположены к ранней гибели: одна из мышек пятого поколения клонов находиться в полном здравии до сих пор в возрасте 18 месяцев, что составляет средний срок жизни для грызунов.
"Наше предположение состоит в том, что мыши-клоны несут в себе какую-то приобретенную аномалию", говорит Вакайама. Этот дефект пока скрыт от глаз ученых, но явно был узнаваем мышами, раз последний клон был съеден собственной мамой...
Данное открытие исключительно важно для развития клонирования. Дело в том, что это может оказаться сильным аргументом в спорах при выработке законодательства по клонированию. Среди вопросов, которые возникают: есть ли гарантии, что при клонировании человеческих органов не выявятся подобные или более серьезные "дефекты", могущие привести к различным раковым или геронтологическим заболеваниям.
Вспомним клонированного котенка СС. Результат эксперимента по клонированию кошки озадачил ученых Техасского университета. После того, как клонированная кошка Сиси успешно родилась и выжила, эксперимент можно было бы объявить абсолютно удавшимся. Сиси сегодня 2 года. Однако по прошествии этого времени оказалось, что она совершенно не похожа на оригинал - кошку по кличке Радуга. Начать следует с того, что окрас Сиси отличается от окраса Радуги. У Радуги окрас "коленкор": пятна коричневого, желтоватого и золотистого цвета на белом. А у Сиси - серые полоски разных оттенков на белом фоне. Психика у кошек также значительно отличается. Радуга сдержанная и замкнутая, а Сиси - любопытная и игривая. Можно было бы усомниться в том, что Сиси вообще является клоном, но результаты исследования ДНК, подтвердившие факт успешного клонирования, были опубликованы в авторитетном журнале Nature. Так что люди, надеявшиеся, что клонирование поможет им воскресить любимых животных, будут разочарованы.
Еще более результаты эксперимента должны разочаровать компанию Genetic Savings & Clone, которая финансировала исследование и планировала хорошо заработать на воскрешении домашних любимцев. Впрочем, пока ученые не обобщают результаты и говорят, что та же ДНК не гарантирует того же окраса "коленкор". Представители же общества защиты животных, выступавшие против клонирования, говорят, что их прогнозы подтвердились: клонирование не означает дублирования ни на физическом уровне, ни, тем более, на уровне психики.
Genetic Savings & Clone перед рождением Сиси развернули масштабную компанию среди владельцев домашних животных, которым за $895 предлагали сохранить образцы клеток живых животных, а за $1.395 тыс. - для умерших или тяжело больных. Тем не менее, руководство компании не отказалось от идеи промышленного клонирования. Правда, как признает пресс-секретарь компании Бен Карлсон, необходимы дополнительные исследования, чтобы стабильно производить здоровых клонов. Сколько лет займут эти исследования Карлсон не берется даже предположить.
Королевское общество - британская академия наук - призвало правительство начать кампанию за полный запрет на исследования в области репродуктивного клонирования человека во всем мире. В противном случае, утверждают британские ученые, уже через несколько лет на свет могут появиться клонированные дети.
Как показывают эксперименты над животными, при имплантации в матку клонированных человеческих эмбрионов весьма велик риск появления индивидов с серьезнейшими физическими или умственными дефектами. Только настаивая на всемирном моратории на репродуктивное клонирование можно снизить вероятность проведения подобных экспериментов в других странах. При нынешнем уровне развития науки - запрет будет оправдан. Кроме того, идею запрета поддерживает общественное мнение, и игнорировать этот факт было бы аморально.
Королевское общество, однако, проводит различие между репродуктивным и терапевтическим клонированием. Последнее, по мнению британской академии, необходимо всячески развивать.
Задача терапевтического клонирования - создавать "запасные" ткани и органы, которые можно использовать для пересадки и лечения самых разных болезней. В теории - если исследования в этой области пойдут успешно - возможно создание практически неисчерпаемого запаса нейронов, костной ткани, сердечных мышц и любых других человеческих органов и тканей.
Для "выращивания" этих тканей и органов можно будет использовать стволовые клетки не из взрослых организмов - здесь неизбежна постоянная нехватка, так как клетки необходимо извлекать из органов практически сразу после смерти "донора" - а из клонированных человеческих эмбрионов.
Здесь, правда, возникает другая опасность. Теоретически ученые должны позаботиться о том, чтобы клонированные эмбрионы, используемые в целях терапевтического клонирования, не развились до стадии зародыша. Но кто может поручиться за то, что получится на практике? Не исключено, что соблазн экспериментирования окажется слишком велик - и грань между терапевтическим и репродуктивным клонированием будет размыта.
Среди ученых и медиков единства в вопросе о клонировании нет.
У приматов, в частности, у обезьян пока не удалось получить клоны с использованием клеток взрослого организма, плода или даже эмбриональных стволовых клеток.
Тем не менее, работы в этом направлении активно ведутся. В прошлом году появилось сообщение о клональном размножении потомства приматов путем деления зародыша. Американским исследователям удалось получить генетически идентичные эмбрионы обезьяны резус путем разделения бластомеров зародыша на стадии деления. Из эмбриона родилась вполне нормальная обезьянка Тетра.
Такой тип клонирования обеспечивает генетически идентичное потомство, и в результате можно получить двойню, тройню и более генетических близнецов. Это позволяет проводить теоретические исследования по эффективности новых методов терапии тех или иных заболеваний, появляется возможность повторять научные эксперименты на абсолютно генетически идентичном материале. Имплантируя зародыши последовательно одной и той же суррогатной самке, можно исследовать влияние ее организма на развитие плода.
Разработанные методы клонирования животных пока еще далеко не совершенны. В процессе экспериментов наблюдается высокая смертность плодов и новорожденных. Еще не ясны многие теоретические вопросы клонирования животных из отдельной соматической клетки.
Тем не менее успех, достигнутый в клонировании овцы и обезьян, показал теоретическую возможность создания генетических копий также человека из отдельной клетки, взятой из какого-либо его органа. Многие ученые с энтузиазмом восприняли идею клонирования человека. Например "отец" первого ребенка из пробирки Эдвардс заявил, что этот метод можно будет применять для получения запасных органов, которые можно будет использовать для лечения больных. Известный эволюционист профессор Оксфордского Университета Р. Даукинс пишет, что он сам хотел бы клонироваться. "Я считаю, - пишет он, - что это было бы прекрасным стимулом наблюдать за копией самого себя, только на 50 лет моложе".
Многие другие ученые, в том числе лауреаты Нобелевских премий, также поддерживают идею создания генетических копий человека. Опрос общественного мнения в США показал, что 7% американцев готовы подвергнуться клонированию. Вместе с тем, большинство ученых и многие политики высказываются против создания клонов человека. И их возражения и опасения вполне оправданы.
Европейская Комиссия выступила с призывом к глобальному запрещению клонирования человека. Позиция исполнительного органа Европейского Союза заключается в том, необходимость принятия такой меры обусловлена «очевидными этическими соображениями». Кроме того, практика клонирования является безответственной с точки зрения науки. По словам члена Европейского Комисии Филиппа Бюскена, отвечающего в ЕС за политику в области научных исследований, «опыты на животных показывают, что все еще остается немало неточных результатов и рисков, связанных с клонированием».
Страны Залива согласовывают своё законодательство по вопросам клонирования в различных областях. Решение об этом было принято на форуме министров здравоохранения тех стран, которые входят в Совет сотрудничества арабских государств Персидского залива. Конференция завершилась 8 января в Абу-Даби (ОАЭ). Министры Саудовской Аравии, ОАЭ, Омана, Кувейта, Катара и Бахрейна также решили создать объединённую комиссию по биологической этике, которая будет изучать проблемы, связанные с генной инженерией и исследованиями в этой сфере.
Этические и моральные аспекты проблемы клонирования человека не могут оставить равнодушным ни одного человека. Растет число стран, запрещающих проведение подобных экспериментов на своей территории. Несмотря на это, почти в каждой стране появились компании и фирмы, готовые за весьма крупную сумму обеспечить своим клиентам “генетическое бессмертие”. Не осталась в стороне и Россия. В России, как и во многих других странах мира, введен мораторий на клонирование человека, поэтому любая подобная деятельность является противозаконной.
Первые комментарии российских и зарубежных учёных по поводу родившегося клона - весьма пессимистичны и недоверчивы. Так, сомнение в том, что компании Clonaid удался эксперимент по клонированию человека высказали директор Института молекулярной биологии РАН Евгений Свердлов и профессор того же института Александр Зеленин. Им вторит известный французский генетик Аксель Кан. Учёный Евгений Свердлов отметил, что "в 99 процентов случаев существует риск рождения урода". Так, знаменитая овца Долли была трёхсотым по счёту клоном, 299 предыдущих либо погибали, либо рождались уродами. Директор Института молекулярной генетики "не исключает возможности фальсификации" со стороны секты раэлианцев. "Когда речь идет о незаконной и бесконтрольной акции, можно ожидать всякого", - сказал он. "Возможно, имело место деление эмбриона на фрагменты, а не перенос ядра из донора в яйцеклетку, как в случае с Долли,- предположил Евгений Свердлов, - что увеличивает вероятность успеха".
Мысль о ненужности и недопустимости технологии клонирования высказал профессор Института молекулярной биологии РАН Александр Зеленин. "В среднем из ста манипуляций над животными только один случай заканчивается появлением на свет нормального клонированного организма ", - напомнил он. Столь низкий процент объясняется неполным сохранением генома взрослой клетки, которую используют для пересадки. "Если это действительно так, тогда это накладывает на опыты над человеком теоретический, принципиальный запрет", - подчеркнул профессор.
Ещё более категоричен был известный французский генетик Аксель Кан, назвавший известие о появлении клона "чистой пропагандой". "Весьма сомнительно, - сказал француз, - что опыты по генной инженерии, которые в применении к обезьяне и человеку не давали положительных результатов, на сей раз увенчались успехом". К тому же для чистоты эксперимента необходимо сравнить генетические карты клонированного ребенка и человека, от которого произошел клон.
Не осталась в стороне и русская православная церковь. Русская православная церковь считает клонирование опасным экспериментом. Очень тревожным фактом для христиан назвал клонирование заместитель главы Отдела внешних связей Русской православной церкви отец Всеволод Чаплин. Священнослужитель также добавил, что такую точку зрения разделяют практически все христианские церкви мира, а в законодательстве цивилизованных стран клонирование человека запрещено. По мнению представителя РПЦ, «все дело в том, что за этими опытами стоит стремление богатых, ни во что не верящих гордецов жить на Земле вечно». Не случайно секта раэлитов, которая спонсировала эксперимент по клонированию, заявила, что ее конечная цель - это постоянная пересадка мозга из одного клонированного тела в другое, то есть, как пояснил священник, фактически, выращивание «тела на замену». Русская православная церковь не осуждает клонирование отдельных органов, сказал отец Всеволод, но «если люди-клоны будут выращиваться для эгоистического стремления другой личности дать себе вторую, третью, сотую и так далее жизнь, то возникнет глубокий нравственный кризис».
Одна из крупнейших юридических организаций США - Американская ассоциация юристов (American Bar Association - АВА), насчитывающая более 400 тыс. членов, намерена устроить масштабное выступление в защиту клонирования.
По мнению представителей этой почтенной организации, клонирование является ни чем иным, как прогрессом в медицине. В то же время, АВА осуждает правительство за вероломное вмешательство в ход прогресса, которое делает учёных преступниками.
Само собой, речь идёт о так называемом терапевтическом клонировании - получении стволовых клеток посредством выращивания человеческих эмбрионов. Таким образом, Американская ассоциация юристов вступает в открытую конфронтацию с администрацией президента Буша, который, как известно, требует повсеместного запрещения всех видов клонирования.
Законопроекты о запрете в настоящее время "зависли" в Сенате США, где двое сенаторов потребовали для учёных, которые решатся нарушить запрет, уголовного наказания, например, крупных штрафов.
Однако голосов не хватило, поэтому был предложен другой более мягкий вариант - двухлетний мораторий на исследования в области клонирования. Позиция АВА - не допустить принятия ни одного из этих проектов в качестве закона.
Аналитики полагают, что такая мощная ассоциация как АВА, способна существенно повлиять на позицию сенаторов. Если в Сенате всё пройдёт успешно, юристы смогут лоббировать свой вариант в Конгрессе.
Заключение
Итак, клонирование – это хорошо или плохо? Завершая работу над рефератом невозможно прийти к одному выводу. У каждого человека свое мнение на этот счет. Но все же я постараюсь обобщить итоги.
Ученым необходимо, чтобы наука развивалась дальше. Они будут ставить свои опыты даже несмотря на запреты.
Медики выступают за терапевтическое клонирование – ведь это поможет оказать реальную помощь человеку и спасти ему жизнь.
Представители почти всех конфессий против клонирования вообще, т.к. они утверждают, что человек не может творить подобно Богу.
Общественное мнение направлено в основном тоже против бездумного клонирования всего и вся.
Политики многих стран издали моратории и законопроекты, запрещающие деятельность по клонированию, по крайней мере, в отношении человека.
Я считаю, что наука, конечно, должна развиваться, но биоэтические принципы должны быть обязательно соблюдены. Все достижения науки должны быть использованы во благо человека.
Список литературы
1. Берд К. Начало эпохи клонирования. // КОМПЬЮТЕРРА, 28.01.2001.
2. Вир С. Клонирование человека: Аргументы в защиту. – М.: Медицина, 2002.
3. Висенс А. Природа сама решила поставить запрет на клонировании. // Nature, vol 407, p 318.
Одним из самых спорных вопросов в медицине уже многие годы остается клонирование: за и против этой процедуры выступают многие. Первые упоминания о клонах датированы 1963 годом. Именно тогда этот термин стал употреблять генетик из Великобритании.
Необходимая терминология
Биологи используют несколько определений к слову «клон». Чаще всего под этим термином подразумевают определенный организм, который появился через внеполовое размножение и сохранил наследственную информацию от своего предка. В процессе клонирования воспроизводится генная структура. При этом нельзя сказать, что это абсолютные копии. Генотип у них абсолютно одинаков. Но по своим надгенетическим свойствам клоны могут различаться. У них может быть разный размер, окрас, восприимчивость к заболеваниям.
Так, например, известная овечка Долли не была полностью фенотипичной копией той овцы, клетки которой использовали для ее получения. У нее была масса патологий, из-за которых она умерла в раннем возрасте. А у овцы-родительницы никаких заболеваний не было. После рождения Долли многие стали говорить о возможностях внеполового размножения человека. Мало кого из сторонников этой отрасли биологии останавливает тот факт, что около 85% попыток сделать клонов заканчиваются неудачей. Но неизведанность этой сферы - это далеко не единственные аргументы против клонирования.
Потенциальные возможности
В настоящее время еще рано говорить о воспроизводстве точных копий людей. Но ведь не только для этого нужно клонирование: за и против продолжения исследований в этой сфере сейчас можно найти множество аргументов. Но не стоит забывать, что дает массу возможностей.
Так, одним из перспективных направлений является трансплантология. Для не надо искать донора, проверять совместимость, ждать операции и молиться, чтобы не начался процесс отторжения. Клонирование позволило бы вырастить абсолютно идентичный орган и пересадить его.
Также многие говорят о том, что это шанс для бездетных семей, которые не хотят брать приемного ребенка. Кроме того, клонирование позволит избежать ряда наследственных болезней. Многие хотят использовать эти технологии для того, чтобы избежать старости и естественной смерти.
Трудно сказать, какое будущее ждет клонирование. За и против аргументы сильны у обеих сторон. Но приверженцы и противники такого воспроизведения человека говорят о разных сторонах медали.
Считается, что когда-то ученые смогут сделать нейроны, которыми можно будет заменить нервные клетки в головном мозге, отмирающие в результате прогрессирования заболевания Паркинсона. Также в планах создать панкреатические клетки, которые смогут вырабатывать естественный инсулин в организме диабетиков.
Запреты на проведение опытов
Несмотря на то что ученые еще очень далеки от того, чтобы создать полноценную здоровую копию человека, на законодательном уровне это уже запрещено. Так, например, ООН была разработана специальная декларация, в которой указывается о недопустимости проведения таких опытов по воспроизведению человека, как клонирование. Против (сочинение законодателей, к счастью для исследователей, носит лишь рекомендательный характер) развития этих технологий выступило лишь 84 члена. Но декларацию активно поддерживают в США, на Востоке в в Латинской Америке и Африке.
Многие высказались за то, чтобы продолжать развивать технологии, проводить опыты с клонированием. Но при этом копирование людей остается недопустимым. На репродуктивные технологии посредством клонирования наложен запрет в более чем 30 странах. Среди них Россия, многие государства Европы, Япония, Китай, Израиль.
Правда, ученые продолжают клонировать эмбрионы. Считается, что это направление должно произвести революцию в медицине. По их мнению, у медиков с помощью указанных современных технологий есть шанс победить ряд заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона или диабет. Генетики считают, что любые запреты, возможно, и защищают нравственность, мораль, но они обрекают на гибель живущих ныне людей. Чтобы разобраться в своем отношении к этому вопросу, надо знать все аргументы воинствующих лагерей. Тогда каждый сможет сделать для себя выбор и понять, как он относится к современным технологиям. Многие еще в школе разбирают все нюансы и определяют обе стороны медали под названием «клонирование: за и против». Сочинение на такую тему помогает хорошо разобраться в своем отношении к этому вопросу.
Грозящие опасности
Говоря о необходимости запрета любых искусственных репродуктивных технологий, люди опасаются того, что медики не могут грамотно обращаться с любыми научными открытиями. Даже самые секретные разработки становятся известны широкому кругу людей. Так, например, произошло с атомным оружием. Поэтому контролировать научные знания и их распространение невозможно.
Несмотря на все возможности, которые открывает клонирование человека, «за» и «против» необходимо хорошо оценить. Например, развитие этих технологий может развязать руки агрессивным государствам, террористическим группировкам. Они смогут создавать армии физически выносливых людей, не отягощенных интеллектом. Помимо этого, появится возможность создавать клонов мировых правителей и подрывать их авторитет, вносить хаос в политическую жизнь.
Но говоря об этом, многие забывают, что для того, чтобы получить клона человека в возрасте, например, 40 лет, необходимо, чтобы прошли эти 40 лет. Ведь они растут так же, как и обычные люди. Помимо этого, также нужно найти родителей, которые согласятся родить и воспитать клонированного ребенка. Так, для того чтобы получить армию клонов, необходимо, чтобы прошло хотя бы 20-25 лет.
Еще одной грозящей опасностью является то, что люди смогут программировать желаемый пол ребенка. Например, в Китае или мусульманских странах, где предпочтительнее рождение мальчика, может возникнуть колоссальный дисбаланс.
Также не стоит забывать о том, что указанные репродуктивные технологии еще не совершенны. Ученые научились брать и воспроизводить генетический материал, но создавать из него жизнеспособные копии для них слишком сложно. Для генетиков - это не повод останавливаться. Без дальнейших исследований развивать эту отрасль невозможно.
Иные возражения
Многие люди являются противниками репродуктивных технологий просто из-за того, что не понимают, для чего нужно клонирование человека. За и против аргументы для них непонятны. Противники говорят о том, что человек - это уникальное создание и недопустимо делать его копию. По их мнению, это ниже достоинства людей. Но при этом они забывают, что схожие коды у Их на планете около 150 млн.
Многим отвратительна сама мысль о клонировании. Но это совсем не повод, чтобы запрещать проводить исследования в этой отрасли. Решение о воспроизведении себе подобных должно приниматься лишь самими людьми. Иначе человечество лишается права на пропагандируемую свободу выбора. Сторонники искренне недоумевают, почему клонирование более отвратительно, чем, например, смена пола.
Но есть и другие аргументы против клонирования человека. Так, копирование кода снизит генетическое разнообразие людей на планете. Клонированное потомство станет более слабым, более подверженным различным заболеваниям. А это станет толчком для развития эпидемий. Но для этого необходимо, чтобы клонирование в прямом смысле было поставлено на промышленный поток. На планете проживает около 6 млрд человек. Даже если появится 1 млн клонов, то это количество будет ничтожно мало для того, чтобы повлиять не генотипическое разнообразие. Но даже если скопировать каждого человека, то получится 6 млрд различных копий.
Чтобы понять, что такое клонирование, за или против вы этого явления, надо также учесть, что этот процесс несопоставим с генной инженерией. В процессе гены не модифицируются и никак не изменяются, а просто копируются. Это приводит к тому, что появляется точная копия человека без каких-либо изменений. Он не может стать уродом или монстром. К таким результатам может привести только применение технологий генной инженерии, где ДНК модифицируется.
Этические аспекты
Противники идеи клонирования человека делают упор на том, что воспроизведение копий людей является неэтичным. Также против этого активно выступает церковь. Но религиозные люди в большинстве своем являются противниками всех репродуктивных технологий, в том числе и ЭКО. Они говорят о том, что создание человека, таинство появления его на свет должно быть подвластно только Богу. Человеку не пристало вмешиваться в эти дела.
Но представители православной церкви России говорят о том, что отдельные органы, ткани, животных воспроизводить можно. Но они также выступают против полной репродукции человека. При этом они не рассматривают этот вопрос, как ученые, не оценивают с научной точки зрения клонирование. «За» и «против» у них свои. Православные говорят об этической стороне вопроса. В первую очередь, они спрашивают о том, как будет чувствовать себя человек, когда узнает, что он полностью чья-то копия. Также важны и юридические аспекты. Будет ли клон наследником человека, ставшего донором? Должен ли он будет продолжать его путь?
Кроме того, очевидно, что на простом клонировании люди вряд ли остановятся. Они захотят совместить его с генной инженерией. То есть, если эта отрасль получит развитие, то многие захотят делать улучшенные копии человека. Например, они будут стремиться повышать физическую выносливость, улучшать умственные способности, стимулировать отдельные органы, влиять на внешний вид.
Общепризнанные нормы морали
Говоря о преимуществах клонирования и грозящих опасностях, мало кто задумывается о том, как именно происходит этот процесс. Так, для лучше всего подходят стволовые клетки эмбрионов. Ведь приблизительно на сроке 14 дней из них начинают формироваться все органы и системы организма. Ученые полагают, что 3-4 дневные клетки идеально подходят для технологий клонирования.
Для клонирования наиболее подходят стволовые плюрипотентные клетки. Из них формируются все органы и ткани, но не может воссоздаться единый организм. Именно на этом этапе генетикам оказывают максимальное противодействие. Уже много лет идет активное обсуждение, дается оценка тому, насколько этично клонирование человеческих эмбрионов: «за» и «против» у каждого лагеря достаточно веские. Так, противники не устают вспоминать о том, что для получения этих клеток используются абортивные эмбрионы.
Для получения органов рассматривается такой вариант клонирования. Эмбрион выращивается до трехмесячного возраста. После этого его изымают из и помещают в стерильное пространство, где будут поддерживаться процессы его жизнедеятельности. По мнению приверженцев теории, выращенное таким образом тело нельзя назвать ни человеком, ни полноценным клоном. Они называют их просто группой взаимодействующих органов, ведь сознание живого существа прекратило активность в период аборта. С этой схемой развития репродуктивной медицины категорически не согласны противники клонирования.
Мнение генетиков
Специалисты, занимающиеся технологиями выращивания живых клеток искусственным путем, утверждают, что нельзя получить идентичную копию какого-то человека. Ведь его формируют не только гены, но и обстоятельства, в которых он вырос. А воссоздать это невозможно. Люди задумываются о воспроизведении известных людей, выдающихся спортсменов, гениев, но они забывают, что общим будет лишь внешнее сходство. Сформировать такую же копию, как и оригинал, невозможно.
Кроме того, говорить о таких возможностях слишком рано. Поэтому пока бесполезно спорить об этических аспектах и проводить дискуссии на тему «Клонирование: за и против». Сейчас ученые могут взять ткань донора, поместить ее в яйцеклетку, лишенную собственного генетического материала, вырастить из нее бластоцилу. Но после этого ее необходимо подсадить в матку. При выращивании овечки Долли было создано 277 клонов, из них прижились в матке лишь 29. Из этого количества получилась лишь одна жизнеспособная овца.
Эксперименты на мышах дали понять, что получить таким образом потомство можно. Но при этом у животных появляется определенный скрытый дефект. Внешне они абсолютно здоровы. Но с каждым поколением они все хуже поддавались клонированию.
Даже специалисты не берутся утверждать, что эти технологии безопасны. Они сами могут рассказать все, что знают про преимущества и опасности, которые таит в себе клонирование («за» или «против»). Сочинение на эту тему каждого из них сможет показать, какие дополнительные опасности подстерегают экспериментаторов.
Минусы глазами специалистов
Генетики спокойно относятся к тому, что для исследований они используют эмбрионы, их не беспокоит религиозная сторона вопроса или морально-этические аспекты. Они могут назвать другие аргументы против клонирования. Но, по их мнению, они связаны лишь с тем, что эта отрасль требует проведения дополнительных исследований.
Так, пока специалистам ясно, что клонирование не может стать заменой естественному воспроизведению потомства. Но причину, по которой с каждым поколением клонов процесс проходит все труднее, выяснить пока не удается. Существует две основных версии. По одной из них, с каждым клонированием «слизивывается» окончание хромосомы под названием «telomere». А это делает невозможным дальнейшее копирование. Но это предположение было опровергнуто в результате экспериментов над мышами. По другой версии, это происходит из-за того, что здоровье клонов ухудшается с каждым поколением. Но это также не удалось подтвердить.
Правильный выбор
Говорить о том, стоит ли воспроизводить человека или иных живых существ, можно бесконечно. Ведь всегда останутся противоборствующие стороны, которые могут рассуждать на тему «Клонирование: за и против». Таблица, в которой будут отображены все потенциальные преимущества и недостатки этого метода, вряд ли поможет их примирить. Хотя она даст каждому человеку возможность определиться со своей точкой зрения.
Опытным путем было установлено, что даже копирование ДНК не даст возможность получить идентичное живое существо. Так, например, у клонированной кошки был иной окрас, чем у ее мамы - донора генетического материала. Многие думали, что эта технология позволит «воскрешать» домашних любимцев, самые смелые надеялись даже воспроизводить ушедших людей.
Поэтому рассматривать клонирование, как отрасль репродуктивной медицины, на данное время никто не берется. Но вот развивать ее потенциал в терапевтической области можно. Если идти исключительно этим путем, то количество противников резко уменьшается. Для этого можно рассмотреть все нюансы, которые затрагивает процесс под названием клонирование. «За» и «против» кратко можно изложить так. К основным преимуществам относят открывающиеся возможности лечения многих серьезных заболеваний, восстановления кожи, пострадавшей от ожогов, замены органов. Но противники настаивают на том, что необходимо помнить о моральной и этической стороне вопроса, о том, что эти технологии призваны убивать зародившуюся жизнь (эмбрионы, из которых берут стволовые клетки).
КЛОНИРОВАНИЕ , воспроизведение генетически однородных организмов (клеток) путём бесполого (вегетативного) размножения. При клонировании исходный организм (или клетка) служит родоначальником клона – ряда организмов (клеток), повторяющих из поколения в поколение и генотип , и все признаки родоначальника. Таким образом, сущность клонирования заключается в повторении одной и той же генетической информации. В основе точного копирования генетического материала (и организма в целом) у эукариотических клеток лежит митоз (у бактерий – простое деление). В многоклеточном организме, зародившемся в результате полового процесса, все клетки, несмотря на их различия и специализацию, представляют собой клон , развившийся из оплодотворённой яйцеклетки. Однако такой организм-клон и генетически, и своими признаками будет отличаться от родительских организмов.
Благодаря бесполому (вегетативному) размножению многоклеточный организм может развиться из одной соматической (неполовой) клетки, из группы таких клеток или из части родительского организма. В природе такое размножение , или клонирование, широко распространено у грибов, водорослей, простейших, а также у многих высших растений . У многоклеточных животных клонирование возможно либо в форме почкования , либо как деление тела животного на части и восстановление каждой части до целого организма. Так могут размножаться кишечнополостные , губки , многие черви , мшанки, а из хордовых – оболочники . Классический, издавна известный пример животного, которое, будучи разделено на десятки и даже сотни частей, способно к воссозданию (регенерации ) из каждой части целого организма – гидра . Естественное клонирование позвоночных животных встречается редко и возможно, по-видимому, только на ранних стадиях зародышевого развития . Так, однояйцевые близнецы у животных и человека происходят от одной оплодотворённой яйцеклетки в результате её митотиче-ского разделения, т. е. клонирования. Подобное клонирование характерно для броненосцев , у которых обычны однояйцевые двойники.
Искусственное, т. е. осуществляемое человеком, клонирование широко применяется как в научных, так и в практических целях. Наряду с различными способами вегетативного размножения , известными с древности, в растениеводстве всё шире входит в практику т. н. микрораз-множение – выращивание посадочного материала из одиночных клеток с применением методов культуры клеток и тканей . Клонирование бактерий и соматических клеток растений и животных используется в микробиологии , в генетике, в практических направлениях биотехнологии и клеточной инженерии , во всех тех теоретических и практических работах, когда необходимо иметь генетически однородный материал.
Особый интерес вызывают эксперименты, связанные с клонированием позвоночных животных и человека. Исследования в этом направлении ведутся давно. В 1987 г. отечественные учёные в Пущинском научном центре осуществили первое клонирование млекопитающего – мыши . Для этого из яйцеклетки мыши удаляли ядро , а затем вводили в яйцеклетку ядро из эмбриональной мышиной клетки. Т. е. был использован генетический материал соматической, но недифференцированной (неспециализированной) эмбриональной клетки. В 1997 г. шотланд-ским учёным удалось клонировать овцу, используя в качестве донора генетического материала эпителиальные клетки молочной железы . Зародыш вводили (имплантировали) в организм приёмной матери, которая и вынашивала ягнёнка. В этом случае, что представляет принципиальный интерес, использовалась в качестве донора специализированная соматическая клетка . Таким образом, эти эксперименты доказали, что можно получать генетически идентичные копии (клоны) млекопитающих, используя их соматические клетки.
Предполагается, что клонирование найдёт широкое применение в животноводстве. В принципе не представляется невероятным выращивание из хорошо сохранившихся в вечной мерзлоте соматических клеток вымерших животных (напр., мамонта) полноценного организма. Эксперименты по клонированию человека осуждаются международными организациями и запрещены в ряде стран как неприемлемые в нравственном отношении. Тем не менее в кон. 2002 г. в мире появились неподтвержденные сообщения о рождении детей, клонированных из соматических клеток.
В генной инженери и клонирование – получение копий определённых участков ДНК (генов).
Клонирование - метод получения нескольких идентичных организмов путем бесполого (в том числе вегетативного) размножения. Таким способом на протяжении миллионов лет размножаются в природе многие виды растений и животных.
Однако сейчас термин "клонирование" обычно используется в более узком смысле и означает копирование клеток, генов, антител и даже многоклеточных организмов в лабораторных условиях. Появившиеся в результате бесполого размножения экземпляры по определению генетически одинаковы, однако и у них можно наблюдать наследственную изменчивость, обусловленную случайными мутациями или создаваемую искусственно лабораторными методами.
С развитием науки в обиход вошли такие понятия, как генная инженерия, клонирование. Сначала это было захватывающие путешествие, где человек мог фантазировать, придумывать возможности, которые откроет это направление науки. Это и исцеление всех болезней, и изменение растительного и животного мира. В последние годы, когда успехи в этой области стали налицо, появились первые результаты, люди неожиданно задумались о том, что не все так просто и красиво в этом явлении. Задумались и… испугались. Отсюда и множество поверий и мифов, освещающих это явление. Точная информация о последних достижениях тщательно засекречена, поэтому ползущие слухи питают людей. Распространены как мифы о клонированных и генетически модифицированных животных, так и вымыслы об искусственно измененных растениях.
Что же, попробуем с помощью уже имеющихся данных разобраться в том, что является правдой, а что - вымыслом. Конечно же, большинство данных утверждений справедливо для цивилизованного мира и стран. Действия в подпольных лабораториях стран третьего мира не поддаются контролю и объяснениям, однако они и ограничены по возможностям, ведь с мощью государственных программ им тяжело сравниться.
Технологии генной инженерии могут помочь только людям. На самом деле огромные деньги вкладываются в применение этих технологий для животных. В США выдано более 100 лицензий на применение продукции генной инженерии для животных. В основном это - биопрепараты, вакцины, а также средства диагностики. В эту область постоянно вкладываются деньги, ежегодно на исследования тратится более 400 миллионов долларов. Вообще во всем мире каждый год на лечение животных и поддержание их здоровья тратится около 18 миллиардов долларов, из них почти 3 миллиарда - это продукция, произведенная с помощью биотехнологий.
Клонирование и генная инженерия - дело далекого будущего. Казалось бы, первые образцы были получены совсем недавно - первое животное-клон, овечка Долли в 1997 году, а первые живые существа, в которых был внедрен посторонний ген в 2004 году. Ими стали декоративные рыбки Глоуфиш, которые вобрали в себя ген морского анемона и получили возможность флюоресцировать красным светом. Технологии и возможности так стремительно развиваются, что организации, занимающиеся этим бизнесом, вовсю стали получать коммерческие заказы. В конце 2004 года хозяйке был возвращен клон недавно умершего любимого кота. И если стоимость такого нового любимца достигла 50 тысячи долларов, то покупка таких необычных рыбок вполне доступна любому. Крупные компании, занимающие биотехнологиями, успешно клонировали уже сотни голов крупного рогатого скота, однако пока на рынке нет ни их мяса, ни молока. А вообще в лабораториях уже успешно клонированы и крысы, и лошади, и кролики, и свиньи.
Домашним животным биотехнологии не нужны. Собаки и кошки получают произведенные с помощью биотехнологий вакцины, которые намного эффективнее обычных. С помощью генной терапии восстанавливается зрение у больных животных, а также излечиваются различные злокачественные опухоли и рак костей. Предлагается даже изучать (секвенировать) ДНК особо чистокровных животных для выявления полезных генов. Для одомашненных животных ученые постоянно разрабатывают все новые технологии, которые направлены на улучшение здоровья животных, увеличение их производительности. С помощью генетически модифицированного корма, который легкоусвояем и более питателен, добивается снижение затрат на содержание животных. Когда-то и искусственное осеменение казалось недопустимым, новые же технологии вскоре станут привычными, помогут улучшить породу животных, снизить риски наследственных заболеваний, укрепить общее здоровье скота.
Генная инженерия явилась причиной последних страшных эпидемий, таких как птичий грипп, коровье бешенство и другие. Эти заболевания никак не связаны с этой наукой. Наоборот, биотехнологи всего мира борются против страшных эпидемий, разрабатывая все новые вакцины. Например, в Южной Корее выведена порода коров, в организме которой не образуется белок, являющийся причиной коровьего бешенства. С помощью генных технологий ученые пытаются контролировать деятельность москитов, которые переносят малярию и другие заболевания.
Пересадка органов животных к человеку - всего лишь вымысел. Дело в том, что такая идея носится в воздухе достаточно давно. Первые серьезные эксперименты проводились еще в 80-х годах, в одной американской клинике пациенту попытались пересадить сердце обезьяны-бабуина. Однако орган проработал всего 20 минут. Наиболее близким по генному набору к человеку является свинья, поэтому ее органы успешно используются врачами для лечения людей. Сердечные клапаны этих животных пересаживают человеку, а кожу пересаживают на место обожженной. В нескольких странах пытаются создать генетически модифицированных свиней, чьи органы вообще не будут отторгаться человеческим организмом.
Известный клон - овечка Долли много болела и умерла преждевременно. Действительно, овца-знаменитость прожила чуть меньше, чем в среднем живут ее соплеменники. Причиной ее смерти стало заболевание легких, которое обычно возникает у пожилых особей. Однако нет причин считать ее смерть преждевременным старением, так как у особей, постоянно находящихся в замкнутом помещении риск такого заболевания возрастает. Долли же, в целях безопасности, практически не паслась на свежем воздухе. Отклонения в структуре хромосом были обнаружены лишь на одном из первых исследовании и в дальнейшем не подтвердились. Так что можно считать, что смерть Долли наступила от вполне естественных причин.
Животные лишь инструмент для тестирования новых биотехнологий. На самом деле технологии призваны улучшать здоровье домашних питомцев. Разрабатываются и активно вводятся в ветеринарию новые вакцины, к примеру, от бешенства. Стало гораздо легче выявлять многие заболевания на ранних стадиях, такие как кошачий СПИД. Для сельскохозяйственных животных новые разработки помогут увеличить поголовье, снизить риски генетических заболеваний. Ученые уже вывели породу коров, которые не заболевают маститом. Для диких видов проводятся работы по искусственному оплодотворению и выращиванию в пробирке эмбрионов, что позволит сохранить редкие и исчезающие виды.
Клоны все-таки отличаются от обычных животных. Ученых также заинтересовал этот вопрос, и были проведены специальные исследования, которые анализировали все аспекты деятельности животных - поведение, питание, физиологические процессы. Результаты показали, что никакой разницы по сравнению с обычными животными нет.
Клонирование никоим образом не касается диких животных. Ученые с успехом используют клонирование для сохранения исчезающих видов животных. В последние годы успешно клонированы исчезающие европейские муфлоны, быки гауры и бантенги. Клонированный образец последнего даже живет в зоопарке Сан-Диего. Многие зоопарки, не в силах пока воссоздать живые образцы животных, поэтому они создают криобанки, в которых хранятся образцы яйцеклеток и тканей исчезающих видов животных и птиц.
Продукты питания, полученные от генномодифицированных или клонированных животных - вредны. Животные, взращенные с помощью биотехнологий, отличаются от обычных животных только в лучшую сторону - и это факт. Дело в том, что люди тысячелетиями занимались выведением новых, улучшенных пород неосознанно и сравнительно недавно стали использовать генетику. При этом ученые контролируют процесс и следят за результатами куда тщательнее, чем обычный фермер, хотя бы по причине стоимости выведения одного животного. После рождения за его развитием начинают тщательно наблюдать диетологи и ветеринары. Сельскохозяйственные институты контроля тщательно наблюдают за учреждениями, которые занимаются выведением "искусственных" животных. Проведенные разными учеными в разных странах исследования развенчали миф о вреде мяса и молока клонированных животных, никакой разницы по сравнению с продуктами обычных животных обнаружено не было.
Показатели смертности при рождении у клонированных животных гораздо выше, чем у обычных. Это утверждение действительно верно, многие искусственные эмбрионы являются нежизнеспособными, а смертность при родах действительно высока. Но и при обычном выведении животных для разведения оставляют немногих, которые соответствуют заданным параметра селекционеров, остальные же, являясь, как ни грустно, побочным продуктом, умерщвляются.
Обычные животные меньше болеют, чем клоны. Это миф, так как исследования многих серьезных институтов (например, Национальная академия наук США) на протяжении почти десяти лет показали, что у клонированных животных никаких значимых отклонений от здоровья обычных особей нет.
Попадание генномодифицированных животных в естественные природные условия может быть опасно для окружающей среды. Эксперименты по генной модификации применяются исключительно к домашним и сельскохозяйственным животным. Поэтому вероятность их попаданию в дикую среду мала. Однако если вдруг необычная кошка или корова убегут от человека, то для дикой природы они не представляют никакой опасности. Для начала, следует отметить тот факт, что искусственные гибриды слабо приспособлены для жизни в естественной среде, шансов на выживание у их потомков будет крайне мало. Вызывают опасения рыбы, которые растут, чуть ли не в 10 раз быстрее своих обычных сородичей, однако и еды им надо гораздо больше, что в естественной среде, в битве за выживание осуществить им будет невозможно. Поэтому можно сказать, что природа сама защитит себя от незванных гостей.
Все исследования и эксперименты - череда издевательств над животными. Группы активистов требуют прекратить опыты над животными и задействовать компьютерные модели. На самом деле за животными-клонами и особями, используемых для экспериментов, следят особо тщательно, за ними ухаживают с особой заботой и они ни в чем не нуждаются, да и компьютерные модели не могут предоставить полной картины. Опять же, государственные органы тщательно проверяют исследовательские учреждения. Однако активисты проводят агрессивную политику, вплоть до избиения ученых и преследования их семей, что вынудило ФБР рассматривать их действия как террористические угрозы. В борьбе за права животных, которые ничуть не ущемляются, люди готовы идти на прямое нарушение прав своих сограждан! В США государство встает на защиту биомедицинских исследований, жестко карая тех, кто незаконными методами препятствует этому.
Клон является точной копией прародителя и может занять его место. Этот миф подразумевает создание клонов животных или людей, абсолютно того же возраста, внешности и характера. Многих пугает, что клон может посягнуть на место своего прародителя! Однако такие возможности существуют лишь в фантастических сюжетах.
С помощью людей-клонов можно будет выращивать нужных специалистов. Фантазия рисует многим выращивание армий сантехников или армий обученных военных. Опровергая этот миф можно заметить, что, во-первых, клонирование лишь воспроизводит набор генов, а профессиональные навыки являются приобретенными и по наследству никак не передаются, поэтому их невозможно "запрограммировать". Во-вторых, не забывайте, что клон не является чьим-то рабом - это самостоятельная личность с правами обычного человека. Кто может заставить его быть тем, кем он не хочет? Закон защитит права такого человека. Ну и самый главный довод - экономический. Стоимость клонирования человека все еще высока, поэтому, даже с учетом отработки и усовершенствования технологии, производство большого числа клонов с целью определенной их специализации попросту невыгодна.
В процессе клонирования из обычной клетки человека выделяется ядро, которое переносится в женскую яйцеклетку, в котором ядро заранее удалено. Далее такая клетка помещается в питательную среду, где она начинает делиться, со временем появляется зародыш, который в случае с человеком вынашивается в течение 9 месяцев. После рождения клон, как и обычный человек, пройдет все этапы жизни - рост и развитие. Полученная личность будет отличаться от прародителя практически всем - возрастом, характером, привычками и даже отпечатками пальцев, даже внешность будет немного отличаться, ведь даже однояйцовые близнецы отличаются друг от друга. Большое влияние на развитие клона будет оказывать обстановка, в которой тот будет расти, воспитываться.
Введение
Последние десятилетия XX века ознаменовались бурным развитием одной из главных ветвей биологической науки - молекулярной генетики. Уже в начале 70-х годов ученые в лабораторных условиях начали получать и клонировать рекомбинантные молекулы ДНК, культивировать в пробирках клетки и ткани растений и животных. Возникло новое направление генетики - генетическая инженерия. На основе ее методологии начали разрабатываться различного рода биотехнологии, создаваться генетически измененные организмы (ГМО). Появилась возможность генной терапии некоторых заболеваний человека, а последнее десятилетие XX века ознаменовалось еще одним важным событием - достигнут огромный прогресс в клонировании животных из соматических клеток.
Термин "клон" происходит от греческого слова "klon", что означает - веточка, побег, черенок, и имеет отношение прежде всего к вегетативному размножению. Клонирование растений черенками, почками или клубнями в сельском хозяйстве, в частности в садоводстве, известно уже более 4-х тыс. лет. Начиная с 70-х годов нашего столетия для клонирования растений стали широко использовать небольшие группы и даже отдельные соматические (неполовые) клетки
Дело в том, что у растений (в отличие от животных) по мере их роста в ходе клеточной специализации - дифференцировки - клетки не теряют так называемых тотипотентных свойств, т.е. не теряют своей способности реализовывать всю генетическую информацию, заложенную в ядре. Поэтому практически любая растительная клетка, сохранившая в процессе дифференцировки свое ядро, может дать начало новому организму. Эта особенность растительных клеток лежит в основе многих методов генетики и селекции.
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. Все организмы, входящие в состав определенного клона, имеют одинаковый набор генов и фенотипически не различаются между собой. Клетки животных, дифференцируясь, лишаются тотипотентности, и в этом - одно из существенных их отличий от клеток растений.
Цель работы : разобраться с понятием «клонирование» в различных сферах и определить, что можно ожидать от него.
Понятие и сущность клонирования
Одним из ярких примеров достижений ученых, с проблемностью которых человечеству ещё не раз придется столкнуться - является клонирование.
Клонирование – это процесс, в ходе которого живое существо производится от единственной клетки, взятой от другого живого существа.
Клонирование обычно определяется, как производство клеток или организмов с теми же нуклеарными геномами, что и у другой клетки или организма. Соответственно, путём клонирования можно создать любой живой организм или его часть, идентичный уже существующему или существовавшему, если сохранилась информация о его нуклеарных геномах.
Клон – (от греч. сlon – отпрыск, ветвь) это группа клеток или организмов, происшедших от общего предка путём бесполого размножения и являющихся генетически идентичными. Примером клона можно назвать группу бактериальных клеток, образовавшихся в результате деления исходной клетки, потомков морской звезды, регенерировавших из частей разделённого материнского организма, клоном также являются все кусты или деревья, полученные путём вегетативного размножения. Однако вот млекопитающим способность размножаться путём клонирования природа не "предусмотрела". Высокий уровень дифференциации клеток как бы "обратной стороной медали" обозначает утрату ними способности давать начало новому организму. Однако, как показала практика, ядро даже дифференцированной клетки сохраняет все потенции, необходимые для того, чтобы дать начало новому организму.
Суть клонирования проста: требуется две клетки – одна, которая будет донором ядра и хозяин которой клонируется, и яйцеклетка, развитием которой и будет управлять подсаживаемое ядро. Собственное ядро яйцеклетки должно быть уничтожено (клетка энуклеирована). Опыт также показывает, что для клонирования лучше, если яйцеклетка не оплодотворена. Клетку-донор тем или иным способом заставляют перейти в так называемую G0-фазу или стадию покоя. После этого её ядро либо путём пересадки, либо слиянием клеток доставляется в яйцеклетку. Последняя стимулируется к делению и приступает к формированию эмбриона. Последний подсаживается в матку так называемой суррогатной матери, где в случае удачного развития формирует новый организм, являющийся генетически идентичным тому, который был донором ядра.
Сейчас наиболее известны два варианта данной методики – так называемая Рослинская и Гонолульская технологии. Первая была использована при клонировании овцы Долли Яном Вильмутом и Китом Кембеллом из Рослинского института в 1996, а вторая – группой учёных из Университета Гавайи в 1998, в результате чего было получено полсотни клонов мыши.
Ещё несколько десятилетий назад клонирование являлось скорее предметом обсуждения писателей-фантастов, нежели научных дискуссий или общественно-политических дебатов. Стремительное развитие генной инженерии и просто таки расцвет биотехнологий в 1990-е годы создали все условия к практической возможности клонирования живых существ. Научно-технический прогресс, как часто это бывает, воплотил всё в реальность.
История клонирования
Началось все с открытия яйцеклетки в 1883 году немецким цитологом О.Хертвигом, когда было установлено, что в процессе оплодотворения равноправно участвуют мужские и женские клетки.
Первые шаги к клонированию животных были предприняты около ста лет назад зоологом Московского Университета Александром Тихомировым, открывшим на примере тутового шелкопряда партеногенез: развитие без оплодотворения в результате химических и физических воздействий. Однако партеногенетические эмбрионы шелкопряда были нежизнеспособны.
В 30-е годы XX-го века академиком Борисом Астауровым проводилась серия исследований, в результате которых было подобрано термическое воздействие, способное одновременно активировать неоплодотворенное яйцо к развитию и блокировать процесс превращения ядра яйцеклетки с двойным хромосомным набором в ядро с одинарным набором. Таким образом, были получены первые генетические копии. Увы, и такое потомство отличалось низкой жизнеспособностью. В дальнейшем этот метод был усовершенствован академиком Владимиром Струнниковым, работы которого по клонированию шелкопряда получили, в итоге, мировую известность.
История клонирования позвоночных начинается в 40-е годы XX-го века, когда российский эмбриолог, профессор Георгий Лопашов на лягушках разработал метод пересадки ядер, на котором основаны все современные эксперименты по клонированию. Метод состоит в выделении ядра соматической клетки и имплантации его в обезъядренную (энуклеированную) яйцеклетку. А в 50-е годы американские эмбриологи Р.Бриггс и Т.Кинг, которым и достались первые лавры, выполнили сходные опыты по переносу ядра клетки в гигантские икринки африканской шпорцевой лягушки «ксенопус», из которых успешно развились головастики. Затем в 1962 году зоолог Оксфордского университета Дж. Гердон существенно продвинул эти результаты, когда в опытах с южноафриканскими жабами стал использовать в качестве донора ядер не зародышевые клетки, а уже вполне специализировавшиеся клетки эпителия кишечника подросшего головастика. Выживало не более двух процентов клонированного потомства, да и у выживших наблюдались различные дефекты. Однако это был огромный шаг вперед по пути клонирования.
Клонирование растений
Клонирование растений, в отличие от клонирования животных, является обычным процессом, с которым сталкивается любой цветовод или садовод. Ведь часто растение размножают отростками, черенками, усиками и т.д. Это и есть пример клонирования. Природа клонирует организмы миллиарды лет. Например, когда куст клубники дает побег, новое растение вырастает на месте, где этот побег укоренился. Новое растение, и есть клон. Такое же клонирование происходит с травой, картофелем и луком. Люди клонировали растения одним или другим способом тысячи лет. Когда вы берете лист, отрезанный от растения, и выращиваете из него новое растение (вегетативный способ), вы клонируете изначальное растение, потому что у нового растения такой же генетический набор, как и у растения – донора. Следовательно, клонированием можно считать любой процесс вегетативного размножения у растений. Процесс этот у растений значительно более простой, чем клонирование животных. Дело в том, что у растений (в отличие от животных) по мере их роста в ходе клеточной специализации - дифференцировки - клетки не теряют так называемых тотипотентных свойств, т.е. не теряют своей способности реализовывать всю генетическую информацию, заложенную в ядре. Поэтому практически любая растительная клетка, сохранившая в процессе дифференцировки свое ядро, может дать начало новому организму.
Для клонирования растительную клетку достаточно изолировать из целого растения и поместить на питательную среду, содержащую солевые компоненты, витамины, гормоны и источник углеводов, она начинает делиться и образует культуру каллуса. В дальнейшем каллусы можно размножить и получить неограниченное количество биомассы. Основная трудность, с которой сразу же приходится сталкиваться исследователю - это то, что клетки в искусственных условиях начинают бурно делиться и расти, но при этом часто не в состоянии продуцировать вторичные метаболиты, т.е. биологически активные вещества растений. Клеточная инженерия позволяет получать гибридные штаммы, клетки или даже целые растения (растения-регенераты), скрещивая между собой филогенетически (т.е. эволюционно) отдаленные организмы. В случае неполного слияния клеток (т.е. клетка-реципиент получает отдельные участки ядерного генетического материала или части клетки-донора (органеллы)) получаются асимметричные гибриды. Делается это для того, чтобы растение реципиент получило новые удобные для человека свойства, повышенную устойчивость к вирусам, к гербицидам, к вредителям и болезням растений. Пищевые продукты, полученные из таких генно-измененных культур, могут иметь улучшенные вкусовые качества, лучше выглядеть и дольше храниться. Также часто такие растения дают более богатый и стабильный урожай, чем их природные аналоги. За последнее время созданы ряд межвидовых и межродовых гибридов табака, картофеля, томата, капусты, турнепса, сои и мн. др. Использование достижений клеточной инженерии, например, позволило разработать технологии получения безвирусных растений (например, картофеля) путем регенерации целого растения из одной соматической клетки. Ученые работают над изменением генотипов злаков. Они вводят в их генотипы специальный ген бактерий, который будет способствовать усвоению азота из атмосферного воздуха. Решение этой проблемы позволило бы сократить затраты средств на производство азотных удобрений.
Последнее десятилетие ученые строят неутешительные прогнозы относительно быстрорастущего потребления сельскохозяйственных продуктов на фоне снижения площади посевных земель. Решение данной проблемы возможно с помощью технологий получения трансгенных растений, направленных на эффективную защиту сельскохозяйственных культур и увеличение урожайности.
Получение трансгенных растений является на данный момент одной из перспективных и наиболее развивающихся направлений агропроизводства. Существуют проблемы, которые не могут быть решены такими традиционными направлениями как селекция, кроме того, что на подобные разработки требуются годы, а иногда и десятилетия. Создание трансгенных растений, обладающих нужными свойствами, требует гораздо меньшего времени и позволяет получать растения с заданными хозяйственно ценными признаками, а также обладающих свойствами, не имеющими аналогов в природе. Примером последнего, могут служить сорта растений, полученные методами генной инженерии, обладающих повышенной устойчивостью к засухе.
Однако в то время как медицинская продукция уже получила всеобщее признание, внедрение генетически модифицированных продуктов питания в некоторых развитых странах встретило сильнейшую оппозицию, связанную, главным образом, с недостатком генетических знаний и, как следствие страхами. Опасения в отношении трансгенных растений имеют под собой почву.
По мнению специалистов, трансгенные организмы, преимущественно устойчивые к вредителям (в основном за счет токсинов, происходящих из Bacillus thuringiensis) способны вызвать изменения в популяции насекомых, однако куда большее влияние оказывает применение инсектицидов. Устойчивость к солям, воде, засухе и другие характеристики будут оказывать влияние, предсказать которое трудно, поэтому приступать к этим разработкам следует с особой осторожностью.
В целом продукты селекции растений значительно менее агрессивны, чем исходные или дикие растения. Это объясняется тем, что в них человек стремится закрепить выгодные для себя качества, а это зачастую серьезно ограничивает их способность выживать за пределами фермерского поля, где культивирование и контроль за сорняками значительно облегчает им жизнь. Так, например, многие зерновые культуры отбирались по тому признаку, что их колосья не рассыпаются в процессе созревания. Это существенно облегчает уборку урожая, и в то же время препятствует естественному распространению семян. Вероятно, это окажется справедливым и в отношении генетически модифицированных растений, так как по своей основе они также представляют собой культивируемые растения. Недавние эксперименты в Великобритании показали, что сельскохозяйственные генетически модифицированные растения, тестированные на выживание в природных условиях, не имеют никаких преимуществ перед их дикими сородичами.
Создание трансгенных растений в настоящее время развиваются по следующим направлениям:
1.Получение сортов с/х культур с более высокой урожайностью
2.Получение с/х культур, дающих несколько урожаев в год (например, в России существуют ремонтантные сорта клубники, дающие два урожая за лето)
3.Создание сортов с/х культур, токсичных для некоторых видов вредителей (например, в России ведутся разработки, направленные на получение сортов картофеля, листья которого являются остро токсичными для колорадского жука и его личинок)
4.Создание сортов с/х культур, устойчивых к неблагоприятным климатическим условиям (например, были получены устойчивые к засухе трансгенные растения, имеющие в своем геноме ген скорпиона)
5.Создание сортов растений, способных синтезировать некоторые белки животного происхождения (например, в Китае получен сорт табака синтезирующий лактоферрин человека)
Таким образом, создание трансгенных растений позволяет решить целый комплекс проблем, как агротехнических и продовольственных, так и технологических, фармакологических и т.д. Кроме того, уходят в небытие пестициды и другие виды ядохимикатов, которые нарушали естественный баланс в локальных экосистемах и наносили невосполнимый ущерб окружающей среде.
Клонирование животных
Растения - не единственные организмы, которые могут быть клонированы естественно. Неоплодотворенные яйца некоторых животных (червей, некоторых разновидностей рыб, ящериц и лягушек) могут развиться в полноценное взрослое животное под определенными условиями окружающей среды – обычно с помощью разных видов стимуляции. Этот процесс называется партагинез, и потомство – клоны самок, которые отложили яйца. Другой пример естественного клонирования – идентичные близнецы. Хотя они генетически отличны от своих родителей, идентичные близнецы – естественное появление клонов друг друга. Ученые проводили эксперименты с клонированием животных, но никогда не были способны стимулировать специализированную клетку, чтобы произвести непосредственно новый организм. Вместо этого, они полагаются на пересадку генетической информации из специализированной клетки в неоплодотворенную клетку яйца, чья генетическая информация была разрушена или физически удалена.
Учитывая трудности в клонировании животных, говорить о широком практическом применении клонов в животноводстве рано. Однако перспективы у этого направления есть.
Пожалуй, одним из наиболее ярких достижений генетики за последнее время является эксперимент по клонированию овцы, успешно завершенный 23 февраля 1997 года учеными Рослинского университета в Шотландии под руководством Яна Вилмута. Для того, чтобы понять, почему публикация результатов эксперимента вызвала такой сильный общественный резонанс (в печати появились сотни публикаций, посвященных работе шотландских генетиков, а овечка Долли, выращенная в ходе эксперимента в течение нескольких недель не сходила с телевизионных экранов) нужно разобраться в сути проделанных работ.
Итак, эксперимент проходил следующим образом. На первом этапе из вымени овцы была взята клетка молочной железы, причем активность ее генов была временно погашена. После этого клетка была помещена в ооцит - эмбриональное окружение, для того чтобы генетическая ее программа перестроилась на развитие эмбриона. Одновременно с этим из готовой к оплодотворению клетки другой овцы было удалено ядро, после чего клетка несколько часов охлаждалась до температуры 5-10 градусов. На следующем этапе яйцеклетка, точнее оставшаяся от нее цитоплазма была внесена в электрическое поле, где под действием электрического тока разрушились клеточные мембраны, и цитоплазма яйцеклетки слилась с ядром, выделенным из клетки молочной железы. Оплодотворенная таким образом яйцеклетка была помещена в матку третьей овцы, которая и выносила знаменитую Долли, геном которой идентичен геному «матери», из клетки которой было взято ядро. Ян Вилмут и его сотрудники не сразу добились успеха – шесть ягнят-клонов стали жертвой научных изысканий, так как обладали генетическими дефектами почек.
Сходные эксперименты по клонированию животных проводились и раньше: еще в 70-е годы профессору Гердону из Оксфордского университета удалось осуществить пересадку ядра и таким образом клонировать лягушек, в 1995 году были клонированы крысы, проводились эксперименты с другими млекопитающими с тем лишь отличием, что вместо клеток молочной железы использовались клетки эмбриона. Колин Стюарт, известный генетик, работающий в Лаборатории исследования раковых заболеваний в Мэриленде, США, считает, что успех Вилмута во многом обусловлен тем, что ему удалось решить проблему отторжения ядра донорской клеткой, создав для ядра подходящую питательную оболочку.
После публикации работы Вилмута, выяснилось, что еще несколько крупных научных центров были близки к успеху шотландских генетиков. Были рассекречены исследования ученых Орегонского центра изучения приматов: по словам американцев, им удалось создать точные генетические копии человекообразных обезьян, правда, с использованием клеток зародыша. Выяснилось, что с 1993 году китайские генетики проводят работы по клонированию быков, российским ученым удалось клонировать каспийского осетра, а австрийцы заявили о том, что также располагают технологией генетического тиражирования. Успех клонирования млекопитающих не оставляет сомнений в том, что преодоление технических трудностей, связанных с клонированием человека, – лишь дело времени.
Клонирование человека?
Итак, работы по клонированию позвоночных были начаты на амфибиях в начале 50-х годов и интенсивно продолжаются вот уже более четырех десятилетий. Что касается амфибий, то, как было сказано в соответствующем разделе, несмотря на значительные достижения, проблема клонирования взрослых особей остается до сих пор не решенной. Установлено, что в ходе клеточной дифференцировки у позвоночных происходит или потеря определенных генных локусов или их необратимая инактивация. Судя по всему, утрачивается та часть генома, которая контролирует не ранние, а более поздние этапы онтогенеза, в частности, метаморфоз амфибий. Механизм этого явления пока не поддается научному объяснению. Но очевидно, что для клонирования взрослых позвоночных необходимо использовать малодифференцированные делящиеся клетки. Это методически важное положение было учтено в более поздних работах.В 1979 году американский биолог Мак Киннел, внесший большой вклад в работу с амфибиями, утверждал, что полученные результаты не позволяют серьерно говорить о возможности клонирования человека - тогда это казалось недоступным для экспериментальных эмбриологов. Однако еще в то время многие ученые, писатели и даже политики стали активно обсуждать возможностт клонирования человека, а некоторые исследователи даже приступили к таким экспериментам. Например, Шеттлз сообщил, что пересадил ядро сперматогониальной клетки (диплоидного предшественника зрелого гаплоидного спермия) в лишенную ядра яйцеклетку человека. В результате три реконструированные яйцеклетки начали дробление, и возникли похожие на морулы скопления клеток, которые позднее деградировали. Шеттлз полагал, что если трансплантировать такие группы клеток в матку женщины, то они могли бы нормально развиваться. Мак Киннел тогда справедливо возразил, что такое предположение маловероятно и совершенно необоснованно.
Еще 5-6 лет назад никто из ученых, а их работало довольно много в этой области, не ставил вопрос об использовании в качестве доноров ядер клеток взрослых млекопитающих. Работы сводились, в основном, к клонированию эмбрионов домашних животных, и многие из этих исследований были не очень успешны. Поэтому так поразило появившееся в начале 1997 года неожиданное для всех сообщение авторского коллектива под руководством Уилмута, что им удалось, используя соматические клетки взрослых животных, получить клональное животное - овцу по кличке Долли. На самом деле, однако, исследователи прошли долгий путь, и Уилмуту с сотрудниками пришлось собрать воедино все существовавшие к тому времени достижения, прежде чем они смогли сообщить о сенсационном результате своей работы.
У этого первого успешного эксперимента есть существенный недостаток - очень низкий коэффициент выхода живых особей (0,36%), и если учесть также высокий процент гибели развивающихся реконструированных яйцеклеток в плодный период развития (62%), который в 10 раз выше, чем при обычном скрещивании (6%), то встает вопрос о причинах гибели зародышей. Все ли пересаженные донорские ядра обладали тотипотентностью? Сохранялся ли полностью их функциональный геном (набор генов, необходимых для развития), все ли нужные для развития гены были дерепрессированы? Это очень важные вопросы, и по одному животному нельзя сделать окончательные выводы. Тем более, что результаты исследований на амфибиях говорят о необратимом характере инактивации, репрессии генов в ходе клеточной дифференцировки. Возможно, авторам крупно повезло, и они достаточно случайно в трех разных клеточных популяциях отобрали за короткий срок стволовые клетки, для которых характерна низкая дифференцированность и способность к делению. Чтобы подтвердить результат этой, в буквальном смысле слова с.енсационной работы, необходимы дополнительные исследования.
В ближайшие годы главная задача исследователей, работающих в данной области - это, по-видимому, создание культивируемых in vitro линий малодифференцированных стволовых 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 организма.
Исследования Уилмута и сотрудников имеют не только практическое, но и большое научное значение для генетики развития. В сущности, они нашли условия, при которых цитоплазма ооцитов млекопитающих может репрограммировать ядро соматической клетки, возвращая ей тотипотентность. После публикации этой работы сразу и широко стал дискутироваться вопрос о возможности клонирования человека. Чтобы его обсуждать, имеет смысл выделить два аспекта: методический и этический.
Из изложенного выше следует, что методически или технически клонирование взрослых млекопитающих разработано еще 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, например, планирует 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, выяснить, не влияют ли методические приемы на продолжительность жизни, функциональные характерстики и плодовитость животных. Для клонирования человека очень важно свести к минимуму риск, который, тем не менее, в определенной степени все равно останется, риск дефектного развития реконструированной яйцеклетки, главной причиной которого может быть неполное репрограммирование генома донорского ядра.
Стволовые клетки (упрощенно - клетки ранних человеческих зародышей) давно находятся в центре внимания медицины из-за своих уникальных особенностей. В этих клетках еще работают первобытно-мощные таинственные гены, которые навсегда "умолкают" в клетках взрослого человека. Потенциал роста стволовых клеток просто фантастический - достаточно вспомнить, что триллионноклеточный организм новорожденного человека образуется из одной-единственной клетки всего лишь за 9 месяцев! Но еще больше впечатляет потенциал дифференцировки - одна и та же стволовая клетка может трансформироваться в любую(!) клетку человека, будь то нейрон головного мозга, клетка печени или сердечный миоцит. "Взрослым" клеткам такая трансформация не по силам.
Еще одно свойство этих клеток превращает их в поистине бесценный объект для медицины. "Чужие" стволовые клетки, введенные в организм человека, отторгаются гораздо слабее, чем пересаженные целые органы, состоящие из уже дифференцированных клеток. Это означает, что в принципе можно выращивать в лабораторных условиях предшественники самых разных клеток (сердечных, нервных, печеночных, иммунных и др.), и затем трансплантировать их тяжело больным людям вместо донорских органов
