Клонирование. Клонирование: Факты и вымыслы

Человек со времен своего разумного существования стремился быть молодым, здоровым и жить долго, а лучше - вечно. Не только древние колдуны, шаманы, целители стремились раскрыть тайну вечной жизни, изобрести но и советские врачи работали над созданием Кремлёвской таблетки бессмертия. К сожалению, пока, человек бессилен в этой проблеме. А вот продлить жизнь становится вполне реально. С появлением и развитием генной инженерии становится возможным клонирование живых органов , что само по себе является ступенью к здоровью и долголетию.

Что такое клонирование, думаю, знает каждый. Клонирование многоклеточных организмов или медицинских органов – точное воссоздание, появление на свет искусственным путём (без полового размножения) живых организмов или создание его частей путём определённых воздействий на клеточное ядро.

Создавая определённые условия и воздействуя на ядро клетки можно заставить её развиваться в нужном направлении вплоть до полного воспроизведения умершего организма при наличии его генетического материала. И сегодня подобные работы уже не тайна.

Научный мир замахнулся на великое: клонирование человека после беспрецедентного появления на свет из пробирки в 1996 году всем известной шотландской овечки по имени Долли.

Однако, принятая в 2005 году ООН «Конвенция о запрете клонирования человека» по социально-этическим и этико-религиозным соображения приостановила на неопределённый срок все работы в этом направлении. Да и сама Долли была усыплена в 2003 году по причине заболевания.

Кстати, чучело Долли выставлено в Шотландском национальном музее.

В России действует Федеральный закон «О временном запрете на клонирование человека» от 20 мая 2002 г. № 54-ФЗ.

Однако не все страны подписались под Конвенцией, одной из них стал Китай. Буквально вчера 18 сентября 2015г ученые из лондонского Института Великобритании запросили у государственного регулятора разрешение на модификацию генов человеческих эмбрионов. Если разрешение будет получено, то Великобритания станет второй страной после Китая, где будут проводится подобные работы.

Это то, что касается клонирования человека. Однако научные работы в области стволовых клеток успешно продолжаются во всём мире и сегодня.

Что такое стволовые клетки?

В человеческом организме существует два вида стволовых клеток: обычные клетки, которые всю жизнь выполняют только отведённую им роль по воспроизводству тканей, а есть такие, которые способны превращаться в другие виды клеток, их называют универсальными . Первые живут во взрослом организме, а вот вторые можно взять только из эмбриона и потом выращивать в пробирке. Вот эти клетки и способы заменить поражённые (больные клетки) в организме. Однако, первая проблема в том, что далеко не каждому организму они могут подойти. Вторая: есть случаи в опытах, когда введённые в организм эмбриональные стволовые клетки начинают неконтролируемо делиться, формируя опухоли-тератомы.

Эти проблемы были решены японскими медиками в ходе выполненного ими важного научного исследования в 2012 году, за что они и получили Нобелевскую премию. Установлено, все мы теоретически независимо от возраста можем быть клонами сами для себя, то есть для наших органов. Мельчайший кусочек кожи, волос или даже кровь могут служить материалом для получения тех самых ценных универсальных клеток, которые и послужат основой для любого органа, будь то кость, хрящ или зрачок глаза.

Конечно, всё это пока чисто научные наработки, должны пройти годы, чтобы биоматериал легко выращивался в любой лаборатории лечебного центра и столь же легко возвращался назад в свой организм. Прежде чем будут возможны подобные операции по замене «заболевших» или вовсе вышедших из строя человеческих органов, нужно решить много промежуточных вопросов. Но их решение не за горами! И тогда любая генетическая поломка в больных клетках будет легко исправлена.

И радует, что и в России научные исследования стволовых клеток успешно развиваются. Так в Российском институте Общей генетики им Вавилова совсем недавно была получена кровь из стволовых клеток кожи, зачаток глаза, там первыми вырастили мини-сердце и продолжаются работы по его совершенствованию…

Голландцы вырастили кишку, японцы - зачаток зуба, а чуть ранее ими был получены клетки сетчатки глаза, сейчас ведутся работы по созданию клеток, вырабатывающих инсулин. Задача очень сложная. Но представьте, сколько людей в мире будут избавлены от тяжёлого недуга - сахарного диабета, болезни Альцгеймера и Паркинсона.

И пусть теория очень далека от практики, всё равно радует факт столь бурного развития клонирования, как отрасли биомедицины и возможности спасения жизни людей, особенно маленьких детей.

В большинстве стран клонирование человека запрещено. Лишь в некоторых странах разрешено так называемое терапевтическое клонирование - с целью выращивания замещающих тканей и органов для трансплантации.

В России с 2002 года существовал закон о «Временном запрете на клонирование человека». Срок его действия был 5 лет и истек в 2007 году. Продлен он был лишь в 2010 году, а три промежуточных года этот вопрос никак законодательно не регулировался. Успел ли кто-то за это время клонировать человека - СМИ не сообщали.

Первое клонированное млекопитающее - овечка Долли - прожила 6,5 лет. Это меньше, чем обычно живут овцы, рожденные естественным путем, - они обычно доживают до 10-12 лет. Одни ученые предполагают, что причина ранней смерти Долли в теломерах, ведь они брались у уже взрослого животного и были короче, чем положено (о связи теломеров и старении читайте ).

днако создатели Долли утверждают, что животное просто пришлось усыпить в силу развившихся у нее заболеваний - поражения легких и сильного артрита. От тех же болезней часто умирают и другие овцы, рожденные обычным способом, без применения клонирования.

Японские ученые, получившие несколько поколений клонов мышей, доказали, что по продолжительности жизни они не отличаются от мышей, родившихся естественным путем. И вообще, никакие анализы пока не обнаружили их различия. Однако техника клонирования мышей и овец немного различается. Японские ученые при клонировании соматических клеток мышей каждый раз «обнуляли» их возраст, заставляя «поверить», что они эмбриональные.

Клонированный организм не является точной копией организма-хозяина генетического материала. Как и однояйцевые близнецы (естественные клоны) не являются точными копиями друг друга при стопроцентном совпадении генетического материала.

Все благодаря эпигенетической изменчивости, случайным отклонениям онтогенеза (процесса эмбрионального развития), а также влиянию условий окружающей среды. Если говорить о человеке, то клонирование генетического материала не предполагает клонирования сознания. При клонировании скорее получится близнец, а не копия.

Успешность клонирования на сегодняшний день довольно низкая. В случае клонирования домашних животных она составляет 5%. При клонировании диких животных и вовсе 1%.

Первые эксперименты по клонированию человека начались в 1998 году, в 2001-м ученым удалось внедрить генетический материал клетки кожи в яйцеклетку и стимулировать деление, в результате чего образовалось 6 клеток, затем деление прекратилось. В этом году американские ученые сообщили, что им удалось довести число клеток, на которые разделилась яйцеклетка с подсаженным генетическим материалом, до 150.

Это стадия бластоцисты зародышевого развития. Именно на этой стадии эмбрион способен имплантироваться в стенку матки, и на этой стадии происходит подсадка эмбрионов при ЭКО (достаточно даже меньшего количества клеток). Однако, по словам американских ученых, они не ставили своей целью рождение клонированного человека, а лишь хотели добиться культуры стволовых клеток, поэтому о подсаживании эмбриона суррогатной матери даже не думали.

Смысл клонирования сейчас сводится в основном к нескольким практическим задачам. Во-первых, клонирование вымерших видов. Русско-японская научная группа сейчас занимается выделением ДНК из найденной в Сибири хорошо сохранившейся туши мамонта. Если это удастся, они попробуют клонировать мамонта, подсадив яйцеклетку с его генетическим материалом слонихе.

Южно-корейские ученые изучают щенков-клонов лучшего корейского розыскного пса. Считается, что отбор пройдут 90% из них, в то время как обычно тесты на профпригодность проходят только 30% щенков. Так клонирование становится методом селекции.

Что касается репродуктивного клонирования человека, то теоретически оно бы дало возможность бездетным парам иметь детей, генетически родственных хотя бы с одним из родителей. Получается рождение такого «отсроченного» близнеца. Несколько раз уже сообщалось о рождении таких детей, но эти данные никогда не подтверждались - в силу ли их ложности, законодательного запрета или этической спорности.

Генетики сходятся во мнении, что репродуктивное клонирование человека, скорее всего, пока невозможно, но будет совершено в течение ближайших 5-10 лет.

В Китае ученые впервые клонировали обезьян с помощью переноса ядра соматической клетки.

Первым животным, которое было клонирована подобным образом, стала овечка Долли. После этого ученые успешно клонировали 23 вида животных, в том числе мышей, свиней, коров, котов и собак.

Но клонировать приматов до сих пор не удавалось. Исследование китайских биологов дает возможность клонировать человека.

В Ватикане уже заявили, что эксперимент китайских ученых представляет собой угрозу человеческому роду.

Первое удачное клонирование обезьян

Китайские ученые впервые получили здоровых детенышей обезьяны, «зачатых» методом переноса ядра из соматической клетки в лишенную собственного ядра яйцеклетку.

Родившиеся детеныши яванской макаки представляют собой идентичные генетические копии, то есть клоны обезьяны-донора клеток соединительной ткани, из которых были взяты ядра для клонирования. Работа опубликована в журнале Cell.

Ученые Государственной лаборатории нейробиологии приматов Китайской академии наук проводили свои опыты в течение трех лет. Им удалось значительно ускорить процесс переноса ядра из клетки обезьяны-донора в пустую яйцеклетку, что снизило вероятность процесса отторжения.

Кроме того, они разработали специальную смесь ферментов и молекул РНК, которая защищала белковую оболочку от повреждений и заставляла яйцеклетку делиться. В исследовании говорится, что теперь процедура клонирования будет удачной в каждом третьем случае.

Результатом эксперимента стали две длиннохвостые макаки, которых назвали Чжун Чжун и Хуа Хуа. Они получили свои имена от китайского слова Zhonghua, что значит «китайский народ», в знак национальной важности этого события. Они родились восемь и шесть недель назад.

Это не первый случай клонирования обезьян, однако раньше применялся способ, при котором уже оплодотворенный эмбрион разделялся на несколько частей, что приводило к рождению нескольких генетически идентичных, как одномодовые близнецы, обезьян.

В 1996 году с помощью переноса генетической информации, взятой из соматической (неполовой) клетки, в яйцеклетку была клонирована овца Долли.

Польза клонирования

Клонирование животных в первую очередь дает более полную картину процессов развития эмбриона. Но подобные эксперименты имеют и прикладные результаты.

Например, клонирование обезьян дает возмодность создать модели генетически обусловленных заболеваний человека, которые необходимы для исследования механизмов развития заболевания и тестирования лекарств.

Wall Street Journal пишет, что большинство исследователей в Китае считает использование обезьян крайне перспективным для опытов по лечению болезней головного мозга.

Такие модели существуют на мышах, однако обезьяны генетически и физиологически гораздо ближе к человеку, потому исследования на них дают лучшие результаты.

Фибробласты плода, которые китайские ученые использовали для клонирования, хорошо поддаются генетическим модификациям, в том числе с помощью редактора генома CRISPR/Cas9.

Поэтому успешное клонирование макак именно из этих клеток означает, что создание генно-модифицированных обезьян не за горами.

Противники клонирования, в свою очередь, говорят, что животные, у клонированных животных могут быть скрытые дефекты развития, и потому они менее пригодны к жизни.

Так, у клонированной овечки Долли было слабое здоровье - она страдала от артрита и прожила всего шесть лет. Однако ученые позже выяснили, что предрасположенности к заболеваниям у Долли не было, а болела она, вероятно, из-за содержания в закрытом помещении и малой подвижности.

Клонирование человека теперь возможно

Результаты эксперимента оценили ученые из других стран. Так, профессор генетики Даррен Гриффин из Кентского университета в Великобритании говорит об этической стороне метода, поскольку он дает возможность клонировать приматов, к которым относится человек.

«Первый отчет о клонировании примата, несомненно, вызовет ряд этических вопросов, критики будут обеспокоены тем, что это может оказаться шагом на пути к клонированию человека. Преимущества подхода, однако, очевидны. Модель примата с заранее известным генетическим фоном может быть очень полезна в исследованиях», - сказал профессор.

Китайские ученые заверяют, что придерживается строгих международных рекомендаций по исследованиям на животных, однако исследователи желают, чтобы в научном сообществе был поднят вопрос - что можно и нельзя делать, когда речь идет о клонировании приматов.

«В принципе, этот метод может быть использован и для клонирования человека, но мы не собираемся этого делать. Нет абсолютно никаких планов клонировать человека», - заявил один из авторов исследования.

Возможность делать генетически идентичные копии людей появится через несколько лет. Однако очень сложно взять у взрослого человека ДНК и сделать его копию в виде младенца - без отточенной до совершенства техники перепрограммирования соматических клеток весь биологический материал от донора по итогу оказывается непригодным.

Поэтому тратить средства на клонов одних и тех же человеческих эмбрионов пока просто нецелесообразно.

1. Термин «клонирование» придумал биолог Джон Холдейн в далеком 1963 году.

2. Первое успешное клонирование было совершено еще в 1885 году. Тогда удалось создать копию морского ежа.

3. В 1997 году появилась первая компания по клонированию человека . Руководители Clonaid утверждают, что в 2002 году им удалось клонировать маленькую девочку. Но ученые так и не предоставили доказательства успешного эксперимента.

4. В 2008 году FDA одобрило продажу мяса клонированных животных и их потомства.

5. Успех ученых впечатляет: за годы экспериментов им удалось клонировать собаку, кошку, обезьяну, лошадь, крысу и множество других животных.

6. Тем не менее, 95% попыток осуществить клонирование все еще приводят к неудаче.

7. Овечка Долли — первое млекопитающее, которое удалось клонировать путем пересадки ядра соматической клетки в цитоплазму яйцеклетки. Овечка Долли прожила около 7 лет. Ученым пришлось усыпить животное: Долли страдала от прогрессирующего заболевания легких и артрита.

8. Недавно китайским ученым удалось клонировать приматов . Обезьяны появились на свет 27 ноября и 5 декабря 2017 года в Шанхае. Ученые использовали метод овечки Долли.

9. До эксперимента в Китае считалось, что клонирование людей и приматов — пока что неразрешимая задача. Но шанхайский успех изменил ситуацию. Общественность взволнована: через пару лет наука может сконцентрировать внимание на клонировании человека .

10. Стоит напомнить, что 12 декабря 2008 года в Париже был подписан протокол, согласно которому клонирование людей запрещено. Но неизвестно, как изменится ситуация в будущем.

Немов Глеб

Серия "Интересно об известном" продолжается докладом ученика 9 класса по теме "Клонирование"

В докладе кратко рассматриваются не только основные аспекты темы, а также малоизвестные нюансы.

Скачать:

Предварительный просмотр:

«ИНТЕРЕСНО ОБ ИЗВЕСТНОМ»

Мое исследование - КЛОНИРОВАНИЕ

Клонирование - появление одного организма естественным путем, или получение нескольких генетически идентичных организмов путем , в том числе , размножения.

Первоначально слово клон (от κλών - «веточка, побег, отпрыск») стали употреблять для группы растений (например, фруктовых деревьев), полученных от одного растения-производителя вегетативным (не семенным) способом. Эти растения-потомки в точности повторяли качества своего прародителя и служили основанием для выведения нового сорта (в случае полезности их свойств для садоводства). Позже клоном стали называть не только всю такую группу, но и каждое отдельное растение в ней (кроме первого), а получение таких потомков - клонированием.

Естественное клонирование (в природе) у сложных организмов

Клонирование широко распространено в природе у различных организмов. У растений естественное клонирование происходит при различных способах . У животных клонирование происходит при амейотическом партеногенезе и различных формах полиэмбрионии . Так, среди позвоночных известны клонально размножающиеся виды ящериц, состоящие из одних партеногенетических самок. У человека естественные клоны - монозиготные близнецы .

Клонирование многоклеточных организмов

Наибольшее внимание учёных и общественности привлекает клонирование организмов, которое стало возможным благодаря успехам . Создавая особые условия и вмешиваясь в структуру клетки, специалисты заставляют её развиваться в нужную ткань или даже в целый организм .

Допускается принципиальная возможность воспроизведения даже умершего организма, при условии сохранения его .

Репродукти́вное клони́рование предполагает, что в результате получается целый организм. Кроме научных целей оно может применяться для восстановления исчезнувших видов или сохранения видов.

Одно из перспективных применений клонирования тканей - в медицине . Такие ткани, полученные из пациента, могли бы компенсировать недостаток и дефекты собственных тканей организма и не отторгаться при трансплантации . Это так называемое терапевтическое клонирование.

Предполагает, что в результате намеренно не получается целого организма. Его развитие останавливают заранее, а получившиеся эмбриональные стволовые клетки используют для получения нужных тканей или других биологических продуктов. Эксперименты показывают, что терапевтическое клонирование может быть с успехом применено для лечения некоторых заболеваний, считавшихся неизлечимыми .

Предполагается, что клонирование может быть использовано для воссоздания естественных популяций вымерших животных. Несмотря на наличие определённых проблем и трудностей, первые результаты в данном направлении уже имеются.

Рассмотрим процесс клонирования на примере дубликации испанского козерога

В Испании в 2009 г. родился клонированный детеныш вымершего подвида пиренейского горного козла букардо.

Данный подвид пиренейских козлов полностью исчез к 2000 году (причины вымирания точно не известны ). Последний представитель вида, самка по имени Селия (Celia), погибла в 2000 году. Но до того (в 1999-м г.) ученые из Исследовательского центра сельского хозяйства и технологий Арагона (CITA) взяли у Селии несколько клеток кожи с целью анализа и сохранения в жидком азоте. Этот генетический материал был использован в первой попытке клонировать вымерший подвид.

Экспериментаторы переносили ДНК букардо в яйцеклетки домашней козы, лишенные собственного генетического материала. Полученные эмбрионы подсаживали суррогатным матерям - самкам других подвидов испанского козла или гибридных видов, полученных скрещиванием домашних и диких коз. Таким образом было создано 439 эмбрионов, 57 из которых были имплантированы в суррогатные матки. Всего семь операций закончилось беременностью и только одна коза, в конце концов, родила самку букардо, умершую спустя семь минут после рождения от проблем с дыхательной системой.

Несмотря на неудачное клонирование и смерть клонированного козлёнка, многие ученые полагают, что такой подход может быть единственным способом спасения видов, стоящих на грани вымирания. Это вселяет в ученых надежду на то, что подвергающиеся опасности и недавно вымершие виды можно будет воскресить с использованием замороженных тканей.

Клони́рование челове́ка - прогнозируемая методология, заключающаяся в создании эмбриона и последующем выращивании из эмбриона людей, имеющих генотип того или иного индивида, ныне существующего или ранее существовавшего.

В некоторых государствах использование данных технологий применительно к человеку официально запрещено - Франция , Германия , Япония . Эти запреты, однако, не означают намерения названных государств воздерживаться от применения клонирования человека в будущем, после детального изучения молекулярных механизмов взаимодействия цитоплазмы ооцита - реципиента и