Овечка Долли и другие: клонирование. Что стало с клонами овечки долли Сколько было изначально эмбрионов овечки долли

1. Клонирование животных

Термин "клон" происходит от греческого слова «klon», что означает веточка, побег, отпрыск. Клонированию можно давать много определений, вот некоторые самые распространенные из них, клонирование - популяция клеток или организмов произошедших от общего предка путём бесполого размножения, причём потомок при этом генетически идентичен своему предку.

Собственно процесс клонирования можно разделить на несколько стадий. Сначала у женской особи берется яйцеклетка, из нее микроскопической пипеткой вытягивается ядро. В безъядерную яйцеклетку вводят другую, содержащую ДНК клонируемого организма. С момента слияния нового генетического материала с яйцеклеткой, как ожидается, должен начаться процесс размножения клеток и рост эмбриона. Подобные ожидания основываются, по крайней мере, на двух явных научных мотивациях. Первой является желание выяснить, насколько нетронутым остается генетический материал в процессе развития организма, имеющего характерную судьбу. Вторая мотивация состоит в том, насколько факторы цитоплазмы самой яйцеклетки совместимы с привнесенным в нее для перепрограммирования генетическим материалом - например, имеет ли значение тот факт, что чужие гены и собственные гены митохондрий яйцеклетки различны? Подобных вопросов возникает множество. Обратимся к истории исследований попыток клонирования животных.

Овечка Долли

В феврале 1997 года человечество было потрясено известием из шотландского Института Рослина о рождении и нормальном развитии первого млекопитающего, полученного путем переноса ядра, или, проще говоря, клонирования, - овечки Долли. Пожалуй, это событие произвело эффект, сходный с сообщением об изобретении ядерной бомбы или о возникновении телевидения.

Сначала из молочной железы взрослой овцы была взята клетка и искусственными методами была погашена активность ее генов. Затем клетка была помещена в эмбриональное окружение, называемое ооцитом, чтобы произошла перестройка генетической программы на развитие эмбриона. Тем временем из яйцеклетки другой овцы было «вытянуто» ядро, и после охлаждения цитоплазматической оболочки под действием электрического поля в нее было введено ядро, выделенное из клетки молочной железы первой овцы. Оплодотворенная вышеописанным способом яйцеклетка была помещена в матку третьей овцы - суррогатной матери. И после обычного процесса вынашивания была рождена овечка Долли, которая была полной генетической копией овцы - донора клетки молочной железы.

Слух, распространявшийся с неимоверной скоростью чуть ли не с момента объявления о существовании Долли, заключался в том, что клонированная овца стареет в несколько раз быстрее своих «нормально рожденных» родственников.

Эти данные, как оказалось, во многом соответствуют действительности. Согласно одному из наиболее вероятных объяснений этого феноменально быстрого старения является гипотеза, что оно происходит в силу запрограммированного ограничения количества делений и продолжительности жизни каждой клетки высших организмов. Разговоры о нарушениях репродуктивных способностей у Долли вообще не имеют под собой.

Никаких реальных оснований, поскольку она уже как минимум дважды благополучно разрешилась от бремени, родив своего первенца Бонни на втором году жизни, а еще год спустя - троих здоровых ягнят.

Овечка Долли прожила 6 по большей степени мучительных лет.

Клонирование 5 поросят

В 2000 году британские ученые, клонировавшие овцу Долли, создали этим же методом пять поросят. Специалисты компании PPL Therapeutics провели операцию в американском городе Блэксбург. За основу были взяты клетки взрослой свиньи.

Все выведенные поросята - самки, и все они здоровы.

Специалисты полагают, что таким образом в будущем можно будет производить свиней, органы которых впоследствии используют для пересадки людям. Ожидается, что первые эксперименты в этой области ученые будет проводить в течение четырех лет.

Достаточно больше перспективы перед нами открывает возможность клонирования, но так же перед нами постают множество споров и разногласий.

2. Терапевтическое клонирование

Что касается клонирования человека, данный процесс запрещен законом во многих странах в связи с многими аспектами.

Но сyществует такой вид клонирования, как терапевтический. В терапевтическом клонировании используется процесс, известный как пересадка ядер соматических клеток, (замена ядра клетки, исследовательское клонирование и клонирование эмбриона), состоящий в изъятии яйцеклетки из которой было удалено ядро, и замена этого ядра ДНК другого организма. После многих митотических делений культуры (митозов культуры), данная клетка образует блацисту (раннюю стадию эмбриона состоящую из приблизительно 100 клеток) с ДНК почти идентичным первичному организму.

Цель данной процедуры - получение стволовых клеток. генетически совместимых с донорским организмом.

Можно ли в специальных условиях воспроизвести генетически точную копию любого живого существа? Символом первого клонированного млекопитающего (1996 год) стала овца Долли, страдавшая на протяжении жизни воспалением легких и артритом и насильственно усыпленная в возрасте шести лет - возрасте, равном примерно половине средней жизни нормальной овцы. Клонирование животных оказалось не таким простым в исполнении, как растений.

В терапевтическом клонировании используется процесс, известный как пересадка ядер соматических клеток.

2.1 Перспектива терапевтичекого клонирования

Стволовые клетки, полученные путем терапевтического клонирования, применяются для лечения многих заболеваний. Кроме этого, в настоящее время ряд методов с их использованием находятся на стадии разработки (лечение некоторых видов слепоты, повреждений спинного мозга и др.)

Данный метод часто вызывает споры в ученой среде, под вопрос ставится термин, описывающий созданную бластоцисту. Некоторые считают, что неверно называть это бластоцистой или эмбрионом, так как оно не было создано оплодотворением, но другие утверждают, что при соответствующих условиях из него может развиться плод, и, в конечном счете, ребенок - поэтому уместнее называть результат эмбрионом.

Потенциал для применения терапевтического клонирования в области медицины просто огромен. Некоторые противники терапевтического клонирования выступают против того факта, что данная процедура использует человеческие эмбрионы, при этом разрушая их. Другим же кажется, что подобный подход инструментализирует человеческую жизнь или, что тяжело будет разрешить терапевтическое клонирование, не разрешая при этом репродуктивного клонирования.

3. Значение клонирования

В настоящее время с методами генной инженерии и, в частности, клонирования связано множество надежд и в области лечения неизлечимых ранее болезней, репродукции и трансплантации органов, и в области искусственного зачатия, борьбы с инвалидностью и врожденными пороками… Проводится все больше экспериментов по выращиванию млекопитающих и последующей пересадке их органов человеку. Совсем недавно в Южной Корее удалось клонировать поросенка, генетически измененные клетки которого способны на 60-70% снизить угрозу отторжения органов иммунной системой человека при трансплантации. А в свете проблемы, связанной с неспособностью иметь детей, методы искусственного оплодотворения получили широкую поддержку в обществе. Что касается самого клонирования, то оно позволяет проводить те же процедуры, обходясь генофондом лишь одного из родителей, что часто бывает необходимо в случае предрасположенности одного из родителей к серьезным заболеваниям.

Пересадка клеток поджелудочной железы позволит избавить больных сахарным диабетом от постоянных инъекций инсулина и необходимости соблюдения строгой диеты. Об этом на конференции в Чикаго доложил британский хирург Джеймс Шапиро, успешно проведший первые восемь операций.

Очищенные клетки поджелудочной железы здоровых доноров вводили больным сахарным диабетом внутривенно. Эти клетки задерживались в печени, где они продолжали вырабатывать инсулин. У восьми больных в возрасте от 29 до 53 лет в ближайшие сроки после операции исчезла потребность в инъекциях инсулина.

Представитель Британской диабетологической ассоциации Билл Хартнет считает новый метод лечения чрезвычайно перспективным, но предостерегает от поспешных выводов, поскольку результаты пересадки клеток пока не опубликованы. Больные после этой операции должны постоянно принимать иммунодепрессанты для предотвращения отторжения пересаженных клеток. Развитие метода клонирования позволит в будущем решить проблему получения достаточного количества клеток поджелудочной железы, заявил Джеймс Шапиро на конференции Американского общества трансплантологов.

Технологии клонирования были впервые применены для спасения исчезающих видов животных. Уже в следующем месяце ученые ожидают рождения на свет детеныша гаура (разновидности азиатского вола), которого выносила обыкновенная корова. Сам зародыш был создан в лаборатории из яйцеклетки коровы и генов, взятых из кожи гаура.

С другой стороны, часто поднимается вопрос о том, что клонирование может сократить генетическое разнообразие, сделав человечество более уязвимым, например, к эпидемиям, что приведет, по самым пессимистичным прогнозам, к гибели цивилизации.

Овечка Долли прославилась тем, что стала первым млекопитающим, клонированным благодаря переносу ядра. Долли прожила с 1996 по 2003 год. Ее клонированием занимался Ян Вилмут и Кейт Кэмпбелл из Эдинбурга, (Шотландия) в Рослинском институте. Поскольку клетки, которые были использованы для создания Долли, были взяты из молочной железы, они дали овечке имя в честь певицы Долли Партон.

Факты о клонировании
Хотя Долли была первым млекопитающим, клонированным благодаря использованию взрослых клеток, ученым уже приходилось клонировать растения, земноводных и коров с использованием эмбриональных клеток. Даже однояйцовые близнецы считаются эмбриональными клонами. На самом деле, ученые, создавшие Долли клонировали двух других овец, Меган и Мораг, из эмбриональных клеток за год до Долли.

Клонирование
23 февраля 1997 года, известие о рождении овечки Долли, первом млекопитающем клонированным из взрослой клетки облетело весь мир. На самом деле она родилась 5 июля 1996 года, но прославилась спустя семь месяцев, 23 февраля 1997 года, когда исследователи из Рослинского института в Эдинбурге (Шотландия) во главе с Яном Вилмутом, публично представили и показали результаты переноса ядра от донора взрослой клетки в неоплодотворенную яйцеклетку без ядра, которая затем была введена овце-носителю.

Ученые из Рослинского института пытались клонировать овцу из взрослых клеток 277 раз, и Долли была их единственным успехом. Беря ядро овцы Финн Дорсет, ученые изменили программирование донорских клеток, с целью сохранить и остановить их рост. Затем они ввели клетки в яйцеклетку без ядра. Тогда они использовали электричество для слияния клеток. Через неделю после оплодотворения яйцеклетки они ввели ее в суррогатную мать.

Жизнь
Долли провела всю свою жизнь в Рослинскои институте под наблюдением научных. За это время она успела родить шесть барашков. Все ягнята считались нормальными овцами. Через 5 лет у Долли начались проблемы при ходьбе. Ей был поставлен диагноз - артрит и ученые предписали ей противовоспалительные препараты.

Смерть
Ученые из Рослинского института решили усыпить Долли в 2003 году, после того как ей был поставлен диагноз - прогрессирующее заболевание легких. Смерть в возрасте шести лет является ранней для овец, и эксперты обвинили процесс клонирования в преждевременной смерти. Тем не менее, ученые из Рослинского института считают, что эта процедура не виновна в ее смерти. Хотя исследования показали, поскольку донорские клетки были взяты из 6-летней овцы, то ДНК Долли была «старше», чем у новорожденного ягненка. Средняя овца живут около 12 лет.

Технически созданы все условия для клонирования человека. Правда, клон не будет той же личностью, что и «человек-прототип». Есть ряд этических проблем, не позволяющих проводить такого рода эксперименты.

Самая известная овца в мире

Без преувеличения – одно из самых популярных животных. Это чудо биологической технологии – первое клонированное млекопитающее, которое, к тому же, смогло дать потомство.

Долли появилась на свет в 1996 году в Росслинском институте. Она прожила шесть с половиной лет, а после себя оставила шестеро ягнят. Из-за сильного артрита Долли усыпили в 2003 году.

Долли стала одним из самых грандиозных достижений в биологии за последние 20 лет. Это новая эпоха в науке, которая по значимости сравнима с расщеплением атома.

Как клонировали Долли?

Долли – это первое теплокровное животное, которое было получено из соматической клетки, а не половой. В данном случае биологическим родителем Долли была одна овца-прототип (чьей точной копией является Долли), а не мать и отец.

Клонирование проводилось следующим образом. Из замороженных клеток вымени овцы-прототипа были извлечены ядра, содержащие генетический материал. Затем ядра клеток соединяли с яйцеклетками, которых предварительно лишили генетического материала. Таким образом всего было оплодотворено 277 яйцеклеток. Только 29 из них стали эмбрионами, а из этих эмбрионов выжил только один, которого после рождения и прозвали Долли.

Про овцу Долли стало известно только спустя 7 месяцев после ее рождения. Это время нужно было ученым для получения патента новой технологии переноса генетической информации, которая стала известна как перенос ядра.

Клонирование человека: реальность или вымысел?

После успеха с овцой Долли ученым удалось провести успешные клонирования многих других млекопитающих. Закономерно возник вопрос: а можно ли с помощью технологии переноса ядра клонировать человека? Технологически такая процедура представляется возможной, но она имеет ряд ограничений, главная из которой – невозможность повторения сознания. То есть, вероятно, создать клона можно, но это не будет такой же личностью.

Вторая проблема клонирования человека – это социально-этический и этико-религиозный аспект. Есть опасения того, что при клонировании будут появляться неполноценные люди. Возникнуть проблемы, связанные с отцовством, материнством и рядом других вопросов.

Во многих странах мира эксперименты по клонированию человека запрещены. Однако некоторые специалисты осмеливаются предположить, что они проводятся тайно. Возможно, уже существуют клонированные люди, за которыми наблюдают ученые.

В некоторых странах разрешено так называемое терапевтическое клонирование. Это когда создают клона человека, но эмбрион используется исключительно для получения Такие процедуры разрешены, например, в США, Великобритании и Австралии. С помощью полученных стволовых клеток можно лечить ряд тяжелейших заболеваний, поэтому терапевтическое клонирование все шире применяется в медицине. Правда, ряд ученых опасаются, что под ширмой терапевтического клонирования ученые могут прибегать к репродуктивному клонированию.

Аркадий Галанин

Это был славный денек в Эдинбурге, Шотландия. Старые друзья и коллеги по научной стезе Иэн Уилмут и Алан Траунсон отправились в поход. Двадцать лет назад. Высоко над городом Уилмут признался, что у него есть секрет. В рамках крупного исследования, он и несколько его коллег успешно родили овцу в лаборатории - не из яйцеклетки и сперматозоида, а из ДНК, взятой из молочной железы взрослой овцы. Они клонировали млекопитающее.

«Я был ошеломлен, - говорит Траунсон, который нынче - как и тогда - работает биологом в сфере стволовых клеток в Университете Монаш в Мельбурне, Австралия. Он вспоминает, как тяжело опустился на камень неподалеку. Денек был жаркий, но Траунсон почувствовал, как по его телу пробежал холодок: он осознал последствия. - Это изменило всё».

Млекопитающего бросило вызов научной догме того времени. Успех породил мрачные и фантастические предсказания: людей начнут клонировать. Болезни исчезнут. Умерших детей будут рождать заново. Сегодня, спустя двадцать лет после рождения овечки Долли 5 июля 1996 года, влияние клонирования на фундаментальную науку превзошло все ожидания, тогда как в обществе не произошло практически никаких перемен, связанных с клонированием и с Долли, в частности.

Долли, по центру, первая клонированная овечка в мире

В 2016 году клонирование человека остается неосуществимым, не приносит научной выгоды и сопряжено с неприемлемым уровнем риска. Никто даже не думает о подобном подвиге. Клонирование животных также остается ограниченным, хотя, очевидно, развивается. Сельскохозяйственное клонирование используется в США и Китае с целью извлечения выгоды из генов нескольких необычных образцов, говорят ученые, но Европейский парламент проголосовал в прошлом году за запрет клонирования животых для еды. Один ученый в Южной Корее берет 100 000 долларов за клонирование домашних животных, но уровень спроса на такую услугу пока неясен.

Самое большое влияние, оказанное клонированием, по мнению ученых, проявилось в достижениях в области стволовых клеток. Биолог стволовых клеток Шинья Яманака говорит, что клонирование Долли побудило его начать разработку стволовых клеток, извлеченных из клеток взрослых - и это привело его к Нобелевской премии в 2012 году.

«Овца Долли сказала мне, что ядерное перепрограммирование возможно даже в клетках млекопитающих, и побудила меня заняться собственным проектом», - пишет Яманака. Он использовал взрослые клетки - сначала мышей, хотя сейчас техника позволяет делать это и с клетками людей - чтобы сделать стволовые клетки, которые могли сформировать широкий ряд других клеток, заново проходя путь от зародыша до взрослой клетки, но другого характера. Поскольку создаются такие клетки искусственным путем и могут применяться для многих задач, они называются индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (iPS). Расцвет iPS-клеток снизил необходимость в эмбриональных стволовых клетках, которые долгое время вызывали этические споры, и сегодня именно iPS-клетки лежат в основе многих исследований стволовых клеток.

Рождение Долли было преобразующим, поскольку доказало, что ядро взрослой клетки обладает всей необходимой ДНК для рождения другого животного, говорит биолог стволовых клеток Робин Ловелл-Бедж, глава отделения биологии стволовых клеток и развивающей генетики в Института Фрэнсиса Крика в Лондоне. До этого исследователи извлекали взрослых лягушек из эмбриональных клеток лягушек, либо эмбриональные стволовые клетки у взрослых - и на этом их развитие зашло в тупик.

«Долли была первым примером того, что можно взять взрослую клетку и получить взрослого, - говорит Ловелл-Бедж. - То есть, можно перепрограммировать ядро взрослой клетки обратно в эмбриональное состояние».

Долли умерла 14 февраля 2003 года в возрасте шести лет от легочной инфекции, весьма распространенной среди животных, которым не дают выходить на улицу. Это никак не было связано с тем, что овечку клонировали, говорит Уилмут.

Овечка, сделанная из клеток молочной железы, была названа в честь Долли Партон, американской певицы, известной своей большой грудью, ну и голосом тоже. «Это не было непочтительно к этой женщине и к женщинам в целом, - говорит Уилмут. Нет, это помогло гуманизировать исследовательский проект, который в противном случае мог быть оторванным от повседневной жизни. - Наука и ее презентации иногда выглядят ужасно серьезными. Думаю, для нас это было хорошо - мы стали больше похожи на людей».

Уилмут полагает, что рождение Долли могло быть счастливой случайностью. Он и его коллеги пытались сделать клонов из фетальных клеток и использовали взрослые клетки для экспериментального контроля - не ожидая, что они произведут собственные эмбрионы. «Мы не ставили перед собой задачу клонировать взрослые клетки. Мы планировали работать, в идеале, с эмбриональными стволовыми клетками или чем-то похожим, - говорит Уилмут. - Успех в работе со взрослыми клетками стал неожиданным бонусом».

Изначальной целью исследования было использовать систему производства молока у животного как фабрику для производства белков для лечения заболеваний людей. Но интерес к этой идее пошел на спад вместе с распространением недорогих синтетических химвеществ.

Уилмут считает, что клонировать человека можно - но не нужно. Техника клонирования, благодаря которой появилась Долли, не сработала на приматах. Он полагает, что достичь этой цели можно с использованием других методов, но настроен категорически против клонирования человека.

«Просто то, что это может сработать, не значит, что мы должны это сделать, - говорит он. - Вероятнее всего, мы столкнемся с проблемами при рождении, при родах». Например, одна из овец в его лаборатории, которую клонировали вскоре после Долли, обзавелась проблемами с легкими, которые вскоре привели к ее кончине.

«Я не хотел бы стать человеком, который клонировал бы ребенка, а потом взглянул на него и сказал: очень жаль». необходимость клонирования еще больше ушла на задний план. Теперь заниматься ею причин еще меньше, чем раньше.

Траунсон полагает, что должен быть большой рынок клонированных эмбрионов скота.

Теоретически, клонирование можно использовать для возвращения исчезающих видов. Обсуждалось даже его применение для восстановления шерстистых мамонтов, гигантских панд и даже неандертальцев - эти мысли Ловелл-Бедж отбрасывает как «весьма глупые». Траунсон говорит, что у него еще остался тайник с образцами кожи северных вомбатов, которые хранятся в жидком азоте, на случай, если кто-нибудь захочет восстановить численность вида. Однако клонирование требует взрослой клетки. Для создания клона необходимо исправное ядро, которого нет у большинства вымерших видов.

Некоторые ученые в настоящее время используют методы клонирования для производства эмбриональных стволовых клеток, тем самым избавляясь от необходимости собирать новые эмбрионы. Так называемая пересадка ядра соматической клетки может помочь ученым лучше понять ранний эмбриогенез человека и биологию стволовых клеток, по мнению Пола Нопфлера, биолога из Калифорнийского университета в Дэвисе, который не принимал участия в клонировании Долли. Нопфлер говорит, что не видит «никаких мгновенных терапевтических выгод в этой работе, но в будущем это может измениться».

Идея клонирования умершего любимого - человека или домашнего питомца - не находит широкой поддержки нигде, отчасти потому, что на поведение индивида влияет окружающая среда. Генетика может быть идентичной, но будет ли новый клон все тем же любимым индивидом? Ловелл-Бедж считает, что единственная возможная причина клонирования домашнего животного может заключаться в особых свойствах - например, в тонком чутье или в дорогой породе - да и то, непонятно, будет ли это чутье врожденным или приобретенным навыком. Но клонировать человека… Он считает, что мы никогда на пойдем на это.