Реферат: Клонирование животных. Реферат клонирование

Реферат - Клонирование - Биология

    Министерство   общего  и профессионального образования  Свердловскойобласти

                                  МОУ  СОШ №24   Кировского района

                           <img src="/cache/referats/27246/image001.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

                                      <img src="/cache/referats/27246/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1026">

                            <img src="/cache/referats/27246/image003.gif" v:shapes="_x0000_i1027">

                                                                                                                             Исполнитель:

                                                                                                                             ученица11класса  

                                                                                                                               ШириноваА.

                                                                                                                               Руководитель:

                                                                                                                              Порубенко Н.В

                                                       Екатеринбург

                                                             2007

                                   Содержание

I. Введение …………………………………...…………………..……2

II. Основная часть ……………………..…………………………….3

1.Теорияклонирования ………………………………………………………….4

2. Видыклонирования ……...………………………………………………...….6

3.Клонированиерастений………………...………………………………………9 4.Клонирование животных……………………………………………………...10

5.Тканевое  клонирование ……………………………………………………...28 6.Задачи,стоящие перед клонированием ……………………………………...30

III. Заключение………………………………………………………33

IV. Список  литературы...…………………...……………………...37

V. Приложение……………………………………………………….38

1.Хронологияклонирования………………………………………………...….38

2.Определения…………………………………………………………………...41

3.Схемы  клонирования…………………………………………………………42

                                                                Введение

               В последние десятилетияпрошлого века происходило бурное развитие одной из интереснейших ветвейбиологической науки — молекулярной генетики. Уже в начале 1970-х годов возниклоновое направление генетики — генная инженерия. На основе ее методологии началиразрабатываться различного рода биотехнологии, создаваться генетическиизмененные организмы. Появилась возможность генной терапии некоторыхзаболеваний человека. К настоящему времени учеными сделано множество открытий вобласти клонировании животных из соматических клеток, которые успешноприменяются на практике.

             Идея клонирования Homo sapiens ставит перед человечествомтакие проблемы, с какими оно прежде не сталкивалось. Так развивается наука, чтокаждый ее новый шаг несет с собой не только новые, неведомые ранее возможности,но и новые опасности.

          Клонирование человека сейчас уже оченьблизко к реальности благодаря историческому научному прорыву д-ра Яна Вильмутаи его коллег из Великобритании. Эта возможность потенциально дает всем намневероятные преимущества. К сожалению, на обсуждение этой темы с самого началаоказывали влияние сенсационные, но вводящие в заблуждение сообщения СМИ, иобщая негативная эмоциональная реакция, порожденная ошибочной научнойфантастикой. Отрицательное отношение к клонированию людей — больше следствиезахватывающей дух новизны идеи, чем каких-либо реальных нежелательныхпоследствий. При разумном регулировании преимущества клонирования людейсущественно перевесили бы недостатки. Если введенная в заблуждениеобщественность наложит полный запрет на клонирование человека, это оказалось быпечальным эпизодом в человеческой истории.

                                   1.Теория клонирования

               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. Клонирование– образование идентичных потомков (клонов) путём бесполого размножения.Результатом клонирования является популяция клеток или организмов с одинаковымнабором генов (генотип).

          Воспроизводство  организмов полностью  повторяющих  особь, возможно  только в  том  случае, если генетическая  информация  матери будет  без каких-либо  изменений передана  дочерям. Но  при естественном  половом  размножении этому  препятствует  мейоз. В ходе  этого  незрелая яйцеклетка, имеющая  двойной,или  диплоидный  набор хромосом – носителей наследственной  информации –делиться  дважды  и в  результате  образуются четыре  гаплоидных, с  одинарным набором  хромосом, клетки.Три  из них  дегенерируют, а  четвёртая с  большим  запасом питательных  веществ,становится  яйцеклеткой. У  многих животных  она  в силу  гаплоидности  не может  развиваться  в новый  организм. Для  этого необходимо  оплодотворение.Организм, развившийся  из  оплодотворенной  яйцеклетки, приобретает  признаки, которые  определяются взаимодействием  материнской  и отцовской  наследственности.Следовательно, при  половом  размножении мать  не  может быть  повторена  в потомстве.

          Как же  вопреки  этой строгой  закономерности  заставить клетку  развиваться  только с  материнским  диплоидным набором  хромосом?    Теоретически решение  этой  трудной биологической  проблемы     найдено.

            Для процедуры клонирования (иликопирования) используется молекула ДНК того живого существа, котороепредполагается копировать. Молекула ДНК заимствуется из одного живого организмаи вживляется внутрь яйцеклетки другого живого существа того же вида. Тотчас жепосле  этого процесса вживленияприменяется  электрический шок, которыевызывает начало стремительного процесса деления яйцеклетки. Таким образом,внутри яйцеклетки формируется эмбрион, зародыш. Эмбрион, продолжающий делиться,помещают в матку любого животного того же вида и ждут, пока созревающее внутриживого существа животное не родится на свет.

Клонирование происходит в три основных этапа:

1. Из яйцеклетки самкиполностью удаляется ДНК. Таким образом, клетка становится пустой оболочкой,которая не имеет генетической информации.

2. В эту пустую оболочкувводится предварительно реактивированная зрелая клетка (клетка-донор).

3. Оплодотвореннаяяйцеклетка пересаживается в матку самки (суррогатной матери). Плод, которого донори клон генетически идентичны, как и однояйцовые близнецы. Близнецы тождественныгенетически, однако, подрастая, часто оказываются совершенно разнымиличностями. Это отличие вызвано:

             Донор и клон генетическиидентичны, как и однояйцовые близнецы. Близнецы тождественны генетически,однако, подрастая, часто оказываются совершенно разными личностями. Это отличиевызвано:

а)уникальностью души, как следствие, характеров; б) различием жизненного опыта.

        Единственнаяразница между близнецом и клоном заключается в том, что близнецы — ровесники, аклон отделен от матрицы поколением или, если быть более точным, возрастомдонорской клетки.

                             2.Виды   клонирования

            На сегодняшний день известно несколько видовклонирования, среди которых наиболее близким к естественному размножениюявляется эмбриональное клонирование. Входе этого процесса создается дубликат плода, который сформирован в маткематери естественным путем. Ученые научились делить зиготу на ранней стадии ееразвития на две и более частей. В результате такого разделения появляется клонпервоначальной зиготы, и обе зиготы впоследствии вырастают в близнецов,рожденных путем эмбрионального клонирования. В природе сходные процессы нередкопроисходят и без участия человека, когда появляются на свет однояйцовыеблизнецы. Таким образом, путем эмбрионального клонирования можно получить клонребенка еще на эмбриональном этапе его развития.         Однако в настоящее время основное внимание исследователейсосредоточено на клонировании путемпересадки ядер. Между учеными существуют большие разногласия по поводутого, являются ли полученные таким способом особи клоном в полном смысле этогослова. Дело в том, что эукариотическая клетка, обладающая оформленным клеточнымядром, содержит два различных генома. Геномом называется совокупность генов,содержащихся в одинарном наборе хромосом данного организма. Один из нихнаходится в ядре (яДНК) и наследуется в соответствии с законами Менделя. Другойрасполагается в митохондриях (мДНК) и передается через цитоплазму яйцеклетки.Этот процесс называется цитоплазматической наследственностью.            При клонировании млекопитающих путемпересадки ядер донорская соматическая клетка под воздействием электрическоготока целиком сливается с цитоплазмой безъядерной яйцеклетки. В результатетакого слияния в яйцеклетку переносится как яДНК, так и мДНК донорской клетки. Таким образом, гибридная клетка содержит мДНК как из донорской, так и из реципиентнойцитоплазмы.

 До недавнего времени для подтвержденияпересадки ядер и происхождения полученных особей изучалась только их яДНК. Лишьнедавно ученые начали детально изучать геном   митохондрий и влияние цитоплазматическойнаследственности.          Взависимости от целей, поставленных перед исследователями, клонирование путемпересадки ядер бывает репродуктивным и терапевтическим.        Репродуктивное клонирование – это искусственное воспроизведение влабораторных условиях генетически точной копии любого живого существа. Цельюрепродуктивного клонирования является создание клона – генетической копииживущего или даже давно умершего существа. Овечка Долли стала первым примеромподобного клонирования крупного животного. Весь этот процесс состоит изнескольких стадий. Сначала у женской особи берется яйцеклетка, из котороймикроскопической пипеткой вытягивается ядро. Затем в безъядерную яйцеклеткувводится любая клетка, содержащая ДНК клонируемого организма. Фактически, онаимитирует роль сперматозоида при оплодотворении яйцеклетки. С момента слиянияклетки с яйцеклеткой начинается процесс размножения клеток и рост эмбриона. Репродуктивное клонирование имеет огромное научное и прикладное значение дляживотноводства, но если речь идет о клонировании человека, то оно единодушноосуждается общественностью и подавляющим большинством ученых.

          Во многих странах, включая Россию,репродуктивное клонирование человека с целью получения детей-клонов запрещенозаконом. В Великобритании подобное клонирование человека карается тюремнымзаключением сроком до 10 лет. Терапевтическое клонирование отличается отрепродуктивного клонирования тем, что по прошествии двух недель роста эмбрионапроцесс размножения клеток искусственно прерывается.

           Помнению большинства ученых, после 14-дневного срока в эмбриональных клеткахначинает развиваться центральная нервная система и конгломерат клеток (эмбрион,бластоцист) уже следует считать живым существом.          Ещеодно отличие терапевтическогоклонирования от репродуктивного заключается в изначальной цели этогопроцесса. Целью терапевтического клонирования является получение не клоновживых существ, а так называемых эмбриональных стволовых клеток (ЭСК). В ходеисследований было установлено, что образующиеся в течение первых 14 дней ЭСКспособны в дальнейшем превращаться в специфические тканевые клетки отдельныхорганов (сердца, почек, печени, поджелудочной железы и т.д.) и использоваться вмедицине для терапии многих заболеваний. Законодательство Великобританииразрешает проводить терапевтическое клонирование и исследовать возможностидальнейшего применения стволовых клеток в медицинских целях. В России многиеученые, например, академик РАМН Н.П.Бочков, профессор Института молекулярнойгенетики В.З.Тарантул, предпочитают не употреблять термин «терапевтическоеклонирование» и называют этот процесс «клеточным размножением». Каковыже перспективы терапевтического клонирования?

         Помнению исследователей, получение в большом количестве ЭСК даст возможностьмедикам лечить диабет, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, инфарктмиокарда, болезни почек, печени, заболевания костей, крови и многие другиеболезни.

                             3.Клонирование растений

         Клонирование,  прежде всего,  изначально  относится к  вегетативному  размножению. Клонирование  растений черенками, почками  или  клубнями известно  уже  более 4  тысяч  лет. Начиная с  70-х  гг. нашего  столетия  для клонирования  растений  стали широко  использовать  небольшие группы  и  даже 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 называемые  тотипотентные  свойства, то есть,  не  теряют своей  способности  реализовывать всю  генетическую  информацию, заложенную  в ядре. Поэтому  практически  любая растительная  клетка,сохранившее  в  процессе дифференцировки  своё  ядро, может дать  начало  новому оргазму. Эта  особенность  растительных клеток  лежит  в основе  многих  методов генетики  и  селекции.

          При вегетативном  размножении  и  при  клонировании гены  не  распределяются  по потокам, как  в  случае полового  размножения, а  сохраняются в  полном  составе в  течение  многих поколений. Все организмы, входящие в  состав  определённого клона  имеют  одинаковый набор  генов  и фенотипически  не  различаются между  собой.

       Клетки  животных, дифференцируясь, лишаются  тотипотенстности, и  в этом, одно  из  существенных отличий  от  клеток растений. Как  будет  показано ниже  именно  здесь главное  препятствие  для клонирования  взрослых  позвоночных животных.

                           4.Клонирование животных

Клонирование  шелкопряда

        В изобретение  клонирования  животных, несомненно,  надо  отдать должное  русским  учёным. Сто лет тому  назад  русский зоолог  московского  университета А.А.Тихомиров  впервые  открыл, что яички  тутового  шелкопряда в  результате  различных химических  и  физических воздействий  начинают  развиваться без  оплодотворения.

      Однако это  развитие,названное  партеногенезом, рано  останавливалось: партеногенетические  эмбрионы погибли  ещё  до вылупления  личинок  из яиц. Но  это  уже была  прелюдия  к клонированию  животных.

     Л.Л. Астауров  в  30-е гг.  в  результате длительных  исследований,получивших  мировую  известность, подобрал  термическое воздействие, которое одновременно  активизировало  неоплодотворённое яйцо к  развитию и блокировало стадию  мейоза, то есть  превращение  диплоидного ядра  яйцеклетки  в гаплоидное. Развитие  с  ядром, оставшимся  диплоидным, заканчивалось  вылуплением личинок, точно  повторяющих  генотип матери, включая  и  пол. Так, в результате  амейотического  партеногенеза   были получены  первые  генетические копии, идентичные  матери.

        Количество  вылупившихся партеногенетических  гусениц  находилось в  зависимости  от жизнеспособности  матери.

        Поэтому у  «чистых»  пород  вылупление  гусениц не  превышало  1%, в то  время  как у  значительно  более жизнеспособных  межрасовых  гибридов оно  достигло  40-50%. Несмотря  на огромный  успех, автор  этого метода  пережил горькоеразочарование: партеногенетическое потомство  характеризовалосьпониженной  жизнеспособностью на  эмбриональных и  постэмбриональных стадияхразвития (гусеницы, куколки, бабочки). Гусеницы развивались  неравномерно, срединих  было много  уродливых, а  завитые ими  коконы  различались по  массе.

Позже Астауров  улучшил  метод, применив  гибридизацию между  селекционными  линиями.

 Так он  смог  повысить жизнеспособность  у  новых клонов  до  нормы, но довести  до  этого уровня  другие  количественные  признаки ему  не  удалось: например  масса партеногенетических  коконов  не превышала  82%  от массы  нормальных  коконов такого  же  генотипа.

            Позднее  установили причины  партеногенетической  депрессии и  сложными  методами, которые  позволили накапливать  «гены  партеногенеза», вывели  новые высоко жизнестойкие  клоны  самок, а позднее  и  партеногенетических  самцов. Скрещивая  таких самцов  со  своими «матерями»  или  склонными к  партеногенезу  самками других  клонов, получили  потомство с ещё  большей склонностью  к  партеногенезу. От  лучших в  этом  отношении самок  закладывали  новые клоны.

        В результате  многолетнего  отбора удалось  накопить  в генотипе  селекционируемых клоновневиданно большое число генов, обуславливающих высокую  склонность  к партеногенезу. Вылупление гусениц  достигло  90%, а их  жизнеспособность  повысилась до  95-100%, опередив  в  этом  отношении обычные  породы  и гибриды. В  дальнейшем  «скрестили» с  помощью  партеногенетических  самцов два  генетически резко  отличающихся клона  разных  рас и  от  лучших гибридных  самок  вывели сверхжизнеспособные  клоны.

             Наконец, научились  клонировать самцов  тутового  шелкопряда. Это  стало возможным  после  того, как удалось  получить  самцов, у которых  все  парные гены  были  идентичными, или  гомозиготными. Вначале  таких самцов  клонировали  особым мужским  партеногенезом (андрогенезом).Для  этого  воздействием гамма-лучей  и  высокой температуры  лишали  ядро яйца  способности  к оплодотворению. Ядро проникшего  втакое  яйцо  сперматозоида, не  встретив дееспособного  женского ядра, само,удваиваясь, приступало к развитию мужского зародыша, который  естественно  повторял генотип  отца. Таким  способом ведутся  мужские  клоны в  десятках  поколениях.

Позже один  из  таких клонов  был  преобразован в  обо половую  линию, также состоящих  из  генетически идентичных  (за  исключением половых  хромосом)  теперь уже  самок  и самцов. Поскольку  положивший  начало этой  линии  полностью гомозиготный  отец  возник в  результате  размножения, приравненного  к самооплодотворению, то  сам  он и  линия  двойников обоего  пола  имеют пониженную  жизнеспособность.Скрещивая  между  собой две  такие  линии, стали без  труда  получать гибридных  и  высоко жизнеспособных  двойников  в неограниченном  количестве.

        Итоги клонирования  шелкопряда:полученные  клоны  самок и  самцов  тутового шелкопряда  для практического  шелководства  непригодны, но  это не  крах  всех надежд. Целесообразно использовать  клоны  не для  непосредственного  применения в  шелководческой  практике, а на  племя  для выдающегося  по  продуктивности  потомства. Примерная  схема использования  клонов  в промышленном  производстве  выглядит следующим  образом. Из  большого количества  коконов  выбирают те, из  которых  развиваются выдающиеся  по  продуктивности  самки, и от  каждой  получают партеногенетическое  потомство,для  дальнейшей  работы используют  партеногенетических  клоны, которые  повторяют высокую  продуктивность  матери и  проявляют  высокую склонность  к  партеногенезу.

   За этим  следует скрещивание сопределёнными  клонированными  самцами, и из полученного гибридногопоколения выбирают два  производства,только те клоны, которые дали прекрасное во всех  отношениях потомство. Его  высокие  качества обусловлены  не  только предшествующей  селекцией, а  ещё и  тем, что  в процессе  отбора  особей на  высокую склонность кпартеногенезу в их генотипе образуется  комплекс  генов жизнеспособности, компенсирующейвредное влияние  искусственного  размножения. При  переводе клонов  на  половое размножение  этот  комплекс, оказавшись  несбалансированным, сильно  повышает гетерозис.

     Возможность  клонирования    эмбрионов позвоночных  впервые  была показана  в  конце 40-х  начале  50-х гг.  в  опытах на  амфибиях, когда  российский эмбриолог  Георгий  Викторович Лобашов  разработал  метод пересадки  (трансплантации)  ядер в  яйцеклетку  лягушки. В июне  1948  года он  отправил  в «Журнал  общей  биологии» статью, написанную  по  материалам собственных  экспериментов.Однако  на  беду  Лобашова  в августе  1948  года состоялась  печально  известная сессия  ВАСХНИЛ, утвердившая  по воле  коммунистических  вождей беспредельное  господство  в биологии  малограмотного  агронома Т.Д. Лысенко, и  набор  статьи Лобашова,  принятой  к  печати, был рассыпан, потому  что  она доказывала  ведущую  роль ядра  и  содержащихся в  нём  хромосом в  индивидуальном  развитии организмов. Работу    Лобашова    забыли, а        в

 50-х гг.  американские  эмбриологи Бригс  и  Кинг выполнили  сходные  опыты, и приоритет  достался  им, как это  часто  случалось в  истории  российской науки.

      Бригс и  Кинг  разработали микрохирургический  метод  пересадки ядер  эмбриональных  клеток с  помощью  тонкой стеклянной  пипетки  в  лишённые  ядра клетки (энуклеированные  клетки).

     Они  установили, что  если брать  ядра  из клеток  зародыша  на ранней  стадии  его развития – бластуле (бластула – стадия в  развитии  зародыша, представляющая  собой полный  шар  из одного  слоя  клеток), то примерно  в  80% случаях  зародыши  благополучно развиваются  дальше  и превращаются  в  нормального головастика. Если  же  развитие зародышей  продвинулось  на следующую  стадию – гаструлу,то  лишь менее  чем  в 20%  случаев оперированные клеткиразвивались нормально. Эти результаты  позже  были подтверждены  в  других работах.

       Большой вклад  в  эту область  внёс  английский биолог  Гордон. Он  первый в   опытах  с южноафриканской  жабой   Xenopus laevis  в качестве  донора ядер использовалне зародышевые клетки, а уже вполне специализировавшиеся клетки эпителия кишечника плавающего  головастика. Ядра  яйцеклеток-реципиентов  он не  удалял  хирургическим путём, а  разрушал  ультрафиолетовыми лучами. В  большинстве случаев  реконструированные  яйцеклетки не  развивались, но  примерно десятая  часть  из  них  образовывала эмбрионы, 5%  из  этих эмбрионов  достигали  стадии бластулы, 2,5% стадии головастика  и  только 1%  развивалось  в половозрелые особи  (схема)  однако появление  нескольких  взрослых особей  в  таких условиях  могло  быть связано  с тем, что  среди клеток  эпителия  кишечника развивающегося  головастика  довольно длительно  присутствуют  первичные половые  клетки, ядра,  которых могли  быть  использованы для  пересадки. В  последующих работах, как  самого  автора, так и  других  исследователей  не смогли  подтвердить  данные этих  первых  опытов.

            Позже Гордон модифицировал  эксперимент. Поскольку  большинство реконструированных яйцеклеток  с  ядром клетки  кишечного  эпителия погибают  до  завершения стадии  гаструлы, он  попробовал извлечь  из  них ядра  на  стадии бластулы  и  снова пересадить  их  в новые  энуклеированные  яйцеклетки, такая процедура называется  «серийной пересадкой». Число  зародышей  с нормальным  развитием  после этого  увеличилось,  и они  развивались  до более  поздних  стадий по  сравнению  с зародышами, полученными  в   результате первичной  пересадки  ядер.

          Затем Гордон  вместе  с Ласки  (1970 год)  стали культивировать  (вне  организма в  питательной  среде) клетки  почки, лёгкого  и кожи  взрослых  животных и  использовать  уже эти  клетки  в качестве  доноров  </sp

www.ronl.ru

Доклад - Клонирование - Биология

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, известноуже более 4-х тыс. лет. При вегетативном размножении и при клонировании гены нераспределяются по потомкам, как в случае полового размножения, а сохраняются вполном составе в течение многих поколений.

Однако у животных есть препятствие. По мере роста ихклеток, они в ходе клеточной специализации – дифференцировки – теряют способность реализовывать всю генетическую информацию, заложенную в ядре

Впрочем, оказывается, есть ящерицы-прыгуны, которые испоконвеков размножаются именно клонированием, так как у них в роду есть толькосамки.

Хотя это не совсем клонирование, это называетсяпартогенез. Эта встречающаяся в природе (прежде всего у беспозвоночных) формаоднополого размножения предполагает развитие яйцеклеток без оплодотворения.Эксперименты по искусственному провоцированию партеногенеза начались еще вконце XIX века (работы русского зоолога Тихомирова). В дальнейшем ученые,применяя различные физико-химические раздражители, такие как растворы сильныхкислот, трение, нагрев, сумели получить партеногенез у многих животных, в томчисле млекопитающих

Возможность клонирования эмбрионов позвоночных впервыебыла показана в начале 50-х годов в опытах на амфибиях. Опыты с ними показали,что серийные пересадки ядер и культивирование клеток in vitro в какой-тостепени увеличивает эту способность.

Уже в начале 90-х была решена и проблема клонирования эмбриональных клеток млекопитающих. Реконструированные яйцеклеткикрупных домашних животных, коров или овец сначала культивируют не in vitro, a invivo — в перевязанном яйцеводе овцы — промежуточного (первого) реципиента.Затем их оттуда вымывают и трансплантируют в матку окончательного (второго)реципиента — коровы или овцы соответственно, где их развитие происходит дорождения детеныша.

Статья Уилмута с соавторами, появившаяся в начале 1997года, стала сенсационной именно потому, что впервые клональное животное (овцапо кличке Долли) появилось  в результате использования донорского ядраклетки молочной железы взрослой овцы. У этого первого успешного экспериментаесть существенный недостаток — очень низкий коэффициент выхода живых особей(0,36%). Однако он  доказывает возможность полноценного клонирования, (илиполучения копии взрослого человека). Остаётся лишь разрешить технические иэтические вопросы.

Самое интересное, что методология клонирования,использованная Уилмутом, была подготовлена в СССР ещё в 1987-ом году, но вАкадемии наук на это прореагировали вяло — не до того, видимо…

Первые опыты на амфибиях

Возможностьклонирования эмбрионов позвоночных впервые была показана в начале 50-х годов вопытах на амфибиях. Американские исследователи Бриггс и Кинг разработалимикрохирургический метод пересадки ядер эмбриональных клеток с помощью тонкойстеклянной пипетки в лишенные ядра (энуклеированные) яйцеклетки. Ониустановили, что если брать ядра из клеток зародыша на ранней стадии егоразвития — бластуле, то примерно в 80% случаев зародыш благополучно развиваетсядальше и превращается в нормального головастика. Если же развитие зародыша,донора ядра, продвинулось на следующую стадию — гаструлу, то лишь менее чем в20% случаев оперированные яйцеклетки развивались нормально. Эти результатыпозже были подтверждены и в других работах.

Большойвклад в эту область внес английский биолог Гердон. Он первым в опытах сюжноафриканскими жабами Xenopus laevis (1962) в качестве донора ядериспользовал не зародышевые клетки, а уже вполне специализировавшиеся клеткиэпителия кишечника плавающего головастика. Ядра яйцеклеток реципиентов он неудалял хирургическим путем, а разрушал ультрафиолетовыми лучами. В большинствеслучаев реконструированные яйцеклетки не развивались, но примерно десятая частьих них образовывала эмбрионы. 6,5% из этих эмбрионов достигали стадии бластулы,2,5% — стадии головастика и только 1% развился в половозрелых особей (рис. 1).Однако появление нескольких взрослых особей в таких условиях могло быть связанос тем, что среди клеток эпителия кишечника развивающегося головастика довольнодлительное время присутствуют первичные половые клетки, ядра которых могли бытьиспользованы для пересадки. В последующих работах как сам автор, так и многиедругие исследователи не смогли подтвердить данные этих первых опытов.

ПозжеГердон модифицировал эксперимент. Поскольку большинство реконструированныхяйцеклеток (с ядром клетки кишечного эпителия) погибают до завершения стадиигаструлы, он попробовал извлечь из них ядра на стадии бластулы и сновапересадить их в новые энуклеированные яйцеклетки (такая процедура называется«серийной пересадкой», в отличие от «первичной пересадки»).Число зародышей с нормальным развитием после этого увеличивалось, и ониразвивались до более поздних стадий по сравнению с зародышами, полученными врезультате первичной пересадки ядер.

ЗатемГердон вместе с Ласки (1970) стали культивировать in vitro (вне организма впитательной среде) клетки почки, легкого и кожи взрослых животных ииспользовать уже эти клетки в качестве доноров ядер. Примерно 25% первичнореконструированных яйцеклеток развивались до стадии бластулы. При серийныхпересадках они развивались до стадии плавающего головастика. Таким образом,было показано, что клетки трех разных тканей взрослого позвоночного (X.laevis) содержат ядра, которые могут обеспечить развитие, по крайней мере,до стадии головастика.

Всвою очередь ДиБерардино и Хофнер использовали для трансплантации ядра неделящихсяи полностью дифференцированных клеток крови — эритроцитов лягушки Ranapipiens. После серийной пересадки таких ядер 10% реконструированных яйцеклетокдостигали стадии плавающего головастика. Однако даже с помощью многократныхсерийных пересадок (более 100 клеточных циклов) реконструированные яйцеклеткидальше стадии головастика не развивались.

Такимобразом, во многих работах показано, что в случае амфибий донорами ядер могутбыть лишь зародыши на ранних стадиях развития. Некоторые авторы называютподобные эксперименты клонированием амфибий, хотя правильнее называть ихклонированием эмбрионов амфибий, так как в этом случае мы размножаем бесполым путемне взрослых животных, а зародышей.

Дифференцировкаклеток в ходе развития позвоночных сопровождается инактивацией неработающихгенов. Поэтому клетки теряют тотипотентность, дифференцировка становитсянеобратимой. В конце концов у одних клеток происходит полное репрессированиегенома, у других — в той или иной степени деградирует ДНК, а в некоторыхслучаях разрушается даже ядро. Однако наряду с дифференцированными кочеткамикультивируемыеin vitro клеточные популяции содержатмалодифференцированные стволовые клетки, которые и могут быть использованы какдоноры ядер для клонирования млекопитающих.

Опытыс амфибиями показали, что ядра различных типов клеток одного и того жеорганизма генетически идентичны и в процессе клеточной дифференцировкипостепенно теряют способность обеспечивать развитие реконструированныхяйцеклеток, однако серийные пересадки ядер и культивирование клеток in vitroв какой-то степени увеличивает эту способность.

Неудачи экспериментов смышами

Успешныеопыты с амфибиями заставили ученых задуматься о клонировании эмбрионовмлекопитающих, в частности мышей. МакКиннел в одной из своих работ отмечал, чтовсе необходимые для этого методы уже существуют, и непонятно, почему мышь досих пор не клонирована. По его мнению, первыми объектами должны были статьименно мелкие животные, такие как мышь или кролик. Однако предсказание

МакКиннеллане сбылось, хотя в конце 70-х годов опыты на мышах действительно начались ипротекали весьма драматично. К тому времени, замечу, весьма основательно былиизучены биология и генетика ранних этапов развития млекопитающих, и, вчастности, мыши как модельного объекта.

Работаметодически оказалась довольно трудной, прежде всего потому, что объемяйцеклетки у млекопитающих примерно в тысячу раз меньше, чем у амфибий. Однакоэти трудности были успешно преодолены. Экспериментаторы научилисьмикрохирургически удалять пронуклеусы из зигот (оплодотворенных яйцеклеток)мыши и пересаживать в них клеточные ядра ранних эмбрионов. Однако всеполученные разными способами зародыши мышей развивались лишь до стадиибластоцисты.

/>В 1977 году появилось сенсационное сообщение Хоппе и Илменси о том,что они получили семь взрослых самок мышей, пять из которых имели только материнский,а две — отцовский геном. Это, якобы, зависело от того, какой пронуклеус былоставлен в яйце — женский или мужской, он и определял развитие особи по типугиногенеза или андрогенеза. Их успех был связан, но описанию авторов, с тем,что, удаляя один пронуклеус, они удваивали число хромосом другого, обрабатываяяйца специальным веществом, затем выращивали полученные диплоидные гомозиготные(с двумя одинаковыми наборами генов) зародыши in vitro до стадиибластоцисты и пересаживали в матку самки-реципиента для дальнейшего развития.

Казалось,теперь можно будет быстро получать млекопитающих со 100%-ной гомозиготностью повсем генам. Это особенно важно в селекции, так как для получениясельскохозяйственных животных, в частности, крупного рогатого скота, сзакрепленными особо ценными качествами обычными приемами требуются десятки летработы.

Однако,к сожалению, данные Хоппе и Илменси подтвердить не удалось, хотя многиепытались это сделать. Оказалось, что полученные любым способом диплоидныеандрогенетические и гиногенетические зародыши мышей погибают на тех же стадиях,что и диплоидные партеногенетические (развивающиеся из неоплодотвореннойяйцеклетки) эмбрионы.

Значительноусовершенствовав методы извлечения ядер и введения их в клетку, МакГрат иСолтер провели свою серию экспериментов и сообщили, что высокий выход живыхмышей они получили, когда в качестве доноров ядер использовали зиготы, но еслидонорами были ранние эмбрионы, то реконструированные яйцеклетки, как и прежде,развивались только до стадии бластоцисты.

МетодМакГрата и Солтера стал широко использоваться разными экспериментаторами. Так,Манн и Ловел-Бадж выделяли пронуклеусы из яиц, активированных к партеногенезу,и пересаживали их энуклеированные зиготы мышей. В этих случаях эмбрионыпогибали на ранних стадиях. Если же наоборот, пронуклеусы получали изоплодотворенных яиц и пересаживали в партеногенетически активированные илишенные ядра яйца, то такие зародыши развивались нормально до рождения. Суранис соавторами установили, что если добавить женский пронуклеус из зиготы мыши кгаплоидному набору хромосом яйцеклетки, то нормального развития не происходит,добавление же мужского ядра приводит к нормальному развитию. С другой стороны,рекомбинации мужского и женского пронуклеусов из разных оплодотворенныхяйцеклеток мышей обеспечивает нормальное развитие, а комбинация двух мужскихили двух женских пронуклеусов останавливает развитие эмбриона.

Этиопыты показали, что для нормального развития млекопитающих требуются два наборахромосом — отцовский и материнский. Поэтому ни у одного из известных видовмлекопитающих не описан партеногенез. Поэтому работы Хоппе и Илменси не удалосьповторить.

Однакоэти исследователи еще дважды будоражили научное сообщество. В 1982 году онипересадили ядра клеток партеногенетических бластоцист мышей в энуклеированные зиготы.Некоторые из этих реконструированных яйцеклеток нормально развивались, и якобыбыли получены четыре взрослых самки. В свете вышесказанного эти результатывесьма маловероятны.

Гибельпартеногенетических (гиногенетических) и андрогенетических зародышей умлекопитающих связана с различной активностью в онтогенезе материнского иотцовского геномов. Механизм, регулирующий эти функциональные различия, былназван геномным импринтингом и изучался в ряде работ, где было показано, чтодля нормального развития млекопитающих требуется наличие мужского генома.Другая статья Илменси и Хоппе имела еще больший резонанс.

Авторысообщили о пересадке ядер клеток внутренней клеточной массы бластоцисты вэнуклеированные зиготы мышей и получении трех взрослых мышей (двух самок исамца), генетически идентичных донорской линии мышей. Введение ядер-доноров иудаление пронуклеусов из зиготы проводили за один прием, затемреконструированные яйцеклетки культивировали in vitro до стадиибластоцисты и пересаживали в матку самок. Из 16-ти пересаженных бластоцист триразвились во взрослых животных. В следующей работе (1982) эти же авторыиспользовали в качестве доноров ядер клетки эмбрионов еще более поздних стадий(7 суток) и будто бы получили трех половозрелых мышей. Однако никто изработающих в том же направлении не смог добиться подобных результатов, идостоверность данных Илменси и Хоппе была вновь поставлена под сомнение.

МакГрати Солтер показали, что ядра 8-клеточных зародышей и клеток внутренней клеточноймассы бластоцисты не обеспечивают развитие in vitro реконструированныхяйцеклеток даже до стадии морулы, которая предшествует стадии бластоцисты.Небольшая часть (5%) ядер 4-клеточных зародышей дает возможность развиватьсятолько до стадии морулы. В то же время 19% реконструированных яйцеклеток,содержащих ядра 2-клеточных зародышей, смогли достичь стадии морулы илибластоцисты.

Этии многие другие данные показывают, что в эмбриогенезе у мышей клеточные ядрарано теряют тотипотентность, что связано, очевидно, с очень ранней активациейгенома зародыша — уже на стадии 2-х клеток. У других млекопитающих, вчастности, у кроликов, овец и крупного рогатого скота, активация первой группыгенов в эмбриогенезе происходит позднее, на 8-16-клеточной стадии. Возможнопоэтому первые значительные успехи в клонировании эмбрионов были достигнуты надругих видах млекопитающих, а не на мышах. Тем не менее, работы с мышами,несмотря на их непростую судьбу, значительно расширили наши представления ометодологии клонирования млекопитающих.

Кролики, коровы и свиньи

Американскиеисследователи Стик и Робл, используя методику МакГрата и Солтера, получили 6живых кроликов, пересадив ядра 8клеточных эмбрионов одной породы в лишенныеядра яйцеклетки кроликов другой породы. Фенотип родившихся полностью соответствовалфенотипу донора.

Однакотолько 6 из 164 реконструированных яйцеклеток (3,7%) развились в нормальныхживотных. Это, конечно, очень низкий выход, практически не позволяющийрассчитывать на получение таким методом клона генетически идентичных животных.Ценность этой работы, тем не менее, в том, что она показала возможностьклонирования эмбрионов кроликов.

Работас реконструированными яйцеклетками крупных домашних животных, коров или овец,идет несколько по-другому. Их сначала культивируют не in vitro, a invivo — в перевязанном яйцеводе овцы — промежуточного (первого) реципиента.Затем их оттуда вымывают и трансплантируют в матку окончательного (второго)реципиента — коровы или овцы соответственно, где их развитие происходит дорождения детеныша. Уиладсин предложил заключать реконструированные яйцеклетки вагаровый цилиндр, который он затем трансплантировал в перевязанный яйцеводовцы. По данным одних авторов реконструированные зародыши лучше развиваются вяйцеклетке, чем в культуральной среде, хотя некоторые исследователи получилинеплохие результаты и при культивировании.

АмериканцыРобл и его сотрудники, используя щадящий метод извлечения ядра без прокалываниямембраны яйцеклетки, предложенный МакГратом и Солтером, пересаживали в зиготытак называемые кариопласты — мужской и женский пронуклеусы вместе с окружающейих цитоплазмой, а также ядра 2-, 4- или 8-клеточных эмбрионов коровы. Сначалазиготы центрифугировали, чтобы освободить пронуклеусы от окружающих их гранулжелтка, после чего ядра были хорошо видны под микроскопом, что значительнооблегчало их удаление. При помощи манипулятора и заостренной стеклянноймикропипетки извлекали один из бластомеров вместе с ядром из ранних зародышей ипереносили его в энуклеированную зиготу.

Реконструированныезародыши были заключены в агаровый цилиндр и пересажены в перевязанный яйцеводовцы. Через пять дней культивирования их вымывали, освобождали от агара иисследовали. Реконструктурированные зародыши в этой работе развивались только втех случаях, когда в зиготы пересаживали пронуклеусы: 17% таких зародышейдостигли стадии морулы или бластоцисты. Два зародыша были пересажены второмуреципиенту — в матку коровы, и развитие их завершилось рождением живых телят.Если в качестве доноров использовали ядра 2-, 4- или 8-клеточных зародышей, тореконструированные яйцеклетки не развивались даже до стадии морулы.

Позжебыли и более успешные работы. Уиладсин, в частности, сообщил, что ему удалосьполучить четырех генетически идентичных бычков холстейнской породы в результатепересадки в реципиентные яйцеклетки ядер бластомеров одного 32-клеточногозародыша  (рис. 3). Автор утверждал, что большинство ядер сохраняеттотипотентность на 32-клеточной стадии, а значительная их часть даже на64-клеточной стадии, обеспечивая нормальное развитие реконструированныхяйцеклеток до стадии ранней бластоцисты в яйцеводе овцы. После пересадки вматку коров — окончательных реципиентов, как полагает автор, они могут и дальшенормально развиваться.

Бондиолии соавторы, используя в качестве доноров ядер 16-64-клеточные зародыши коров,трансплантировали 463 реконструированных зародыша в матку синхронизированныхреципиентов, и было получено 92 живых теленка. Семь из них были генетическиидентичны, представляя собой клон, полученный в результате пересадки ядерклеток одного донорского эмбриона.

Такимобразом, клеточные ядра зародышей крупного рогатого скота достаточно долгосохраняют тотипотентность и могут обеспечить полное развитие реконструированныхяйцеклеток. Иначе говоря, методические трудности клонирования зародышейкрупного рогатого скота практически решены. Но остается основная задача — найтидонорские ядра, обладающие тотипотентностью, для клонирования взрослыхживотных.

Клонированиюэмбрионов свиней посвящена только одна небольшая работа. Скудность данных,видимо, и связана с определенными трудностями работы с этим объектом.

Клонирование овец

Уиладсинеще в 1986 году показал, что и у эмбрионов овец на 16-клеточной стадии развитияядра сохраняют тотипотентность. Реконструированные яйцеклетки, содержащие ядрабластомеров 16-клеточных зародышей, развивались нормально до стадии бластоцистыв перевязанном яйцеводе овцы (в агаровом цилиндре), а после освобождения отагара и пересадки в матку овцы — второго реципиента — еще 60 дней. В другомслучае донорами служили ядра 8-клеточных зародышей и были получены 3 живыхягненка, фенотип которых соответствовал породе овец — доноров.

В1989 году Смит и Уилмут трансплантировали ядра клеток 16-клеточного эмбриона иранней бластоцисты в лишенные ядра неоплодотворенные яйцеклетки овец. В первомслучае было получено два живых ягненка, фенотип которых соответствовал породеовец — доноров ядер. Во втором случае один полностью сформировавшийся ягненокпогиб во время родов. Его фенотип также соответствовал породе — донору. Авторысчитали, что в ходе дифференцировки эмбриональных клеток происходит инактивациянекоторых важных для развития генов, в результате которой ядра бластоцисты ужене могут репрограммироваться в цитоплазме яйцеклетки и обеспечить нормальноеразвитие реконструированного зародыша. Поэтому, по мнению авторов, в качестведоноров ядер лучше использовать 16-клеточные эмбрионы или культивируемые invitro линии эмбриональных клеток, ядра которых обладают тотипотентностью.

Позднее,в 1993-1995 годах, группа исследователей под руководством Уилмута получила клоновец — 5 идентичных животных, донорами ядер которых была культура эмбриональныхклеток. Клеточную культуру получали следующим образом: выделялимикрохирургически эмбриональный диск из 9-дневного овечьего эмбриона(бластоцисты) и культивировали клетки in vitro в течение многих пассажей(по крайней мере до 25). Сначала клеточная культура напоминала культурустволовых недифференцированных эмбриональных клеток, но вскоре, после 2-3-хпассажей, клетки становились уплотненными и морфологически сходными сэпителиальными. Эта линия клеток из 9-дневного зародыша овцы была обозначенакак TNT4.

Чтобыдонорское ядро и реципиентная цитоплазма находились на сходных стадияхклеточного цикла, останавливали деление культивируемых клеток TNT4 наопределенной стадии (GO) и ядра этих клеток пересаживали в энуклеированныеяйцеклетки (соответственно на стадии метафазы II). Реконструированные эмбрионызаключали в агар и трансплантировали в перевязанные яйцеводы овец. Через 6 днейэмбрионы вымывали из яйцевода первого реципиента и исследовали под микроскопом.Отбирали те, которые достигли стадии морулы или бластоцисты и пересаживали их вматку овцы — окончательного реципиента, где развитие продолжалось до рождения.Родилось 5 ягнят (самок) из них 2 погибли вскоре после рождения, 3-й в возрасте10 дней, а 2 оставшихся нормально развивались и достигли 8-9-месячноговозраста. Фенотипически все ягнята были сходны с породой овец, от которойполучали исходную линию клеток TNT4. Это подтвердил и генетический анализ.

Этаработа, особенно в части культуры эмбриональных клеток, — значительноедостижение в клонировании млекопитающих, хотя она и не вызвала столь шумногоинтереса, как статья того же Уилмута с соавторами, опубликованная в начале 1997года, где сообщалось, что в результате использования донорского ядра клеткимолочной железы овцы было получено клональное животное — овца по кличке Долли.Последняя работа методически во многом повторяет предыдущее исследование 1996года, но в ней ученые использовали не только эмбриональные, но еще ифибробластоподобные клетки (фибробласты — клетки соединительной ткани) плода иклетки молочной железы взрослой овцы. Клетки молочной железы получали отшестилетней овцы породы финн дорcет, находящейся на последнем триместребеременности. Все три типа клеточных культур имели одинаковое число хромосом — 54, как обычно у овец. Эмбриональные клетки использовали в качестве доноровядер на 7-9-м пассажах культивирования, фибробластоподобные клетки плода — на4-6-м пассажах и клетки молочной железы — на 3-6-м пассажах. Деление клетоквсех трех типов останавливали на стадии GO и ядра клеток пересаживали вэнуклеированные ооциты (яйцеклетки) на стадии метафазы II. Большинствореконструированных эмбрионов сначала культивировали в перевязанном яйцеводеовцы, но некоторые и in vitroв химически определенной среде.Коэффициент выхода морул или бластоцист при культивировании in vitro водной серии опытов был даже вдвое выше, чем при культивировании в яйцеводе.(Поэтому, видимо, нет строки необходимости в промежуточном реципиенте и можнообойтись культивированием in vitro. Однако для полной уверенности в этомнужны дополнительные данные.)

Выходморул или бластоцист в серии опытов с культурой клеток молочной железы былпримерно втрое меньше, чем в двух других сериях, когда в качестве доноров ядериспользовали культуру фибробластов плода или эмбриональных клеток. Число живыхягнят в сравнении с числом пересаженных в матку окончательного реципиента морулили бластоцист было также в два раза ниже. В серии опытов с клетками молочнойжелезы из 277 реконструированных яйцеклеток был получен только один живойягненок, что говорит об очень низкой результативности такого рода экспериментов(0,36%). Анализ генетических маркеров всех семи родившихся в трех серияхэкспериментов живых детенышей показал, что клетки молочной железы были донорамиядер для одного, фибробласты плода — для двух и эмбриональные клетки — четырехягнят. Овца по кличке Долли развилась из реконструированной яйцеклетки, доноромядра которой была культивируемая клетка молочной железы овцы породы финн дорсети фенотипически не отличается от овец этой породы, но сильно отличается от овцы-реципиента(рис. 4). Анализ генетических маркеров подтвердил этот результат.

Успехавторов этой работы, прежде всего, связан с использованием длительных клеточныхкультур, так как после многих пассажей в культуре клеток могли быть отобранымалодифференцированные стволовые клетки, которые, вероятно, и были использованыкак доноры ядер. Большое значение также имел тот факт, что авторы, учитываярезультаты своих предыдущих работ, синхронизировали стадии клеточного циклаяйцеклеток реципиентов и клеток доноров.

Новернёмся к клонированию человека. Существует несколько способов обойтиэтические проблемы – выращивать отдельные органы из клеток реципиента илииспользовать животных. Но это только «косметический»метод. Реальный шаг к бессмертию — искусственное изменение ДНК. В июне2000 года  и случилось то, чего так долго ждали и чего некоторые такбоялись. Появилось сообщение, что ученым из уже знаменитой своей овцой Доллишотландской фирмы PPL Therapeutics (коммерческого отделенияРозлин Института в Эдинбурге) удалось получить успешные клоны овечек сизмененной ДНК.  Шотландские ученые смогли осуществить клонирование, прикотором генетический материал клона был «подправлен» с лучшуюсторону. Однако именно этого, генетического вмешательства и боятся многие противникиклонирования.

Хотясуществует и уже  узаконенный путь обхода запрета наклонирование человека, который называется «терапевтическое»клонирование человеческих существ. Речь идет о создании ранних эмбрионов — своего рода банка донорских тканей для конкретных индивидуумов. Именноиспользуя его, американская компания Advanced Cell Technology Inc. (ACT, городВустер, штат Массачусетс) объявила в ноябре 2001 года об успешном клонированиичеловеческого эмбриона.

Интересноотметить, что эта компания в октябре получила правительственный грант  1.8млн. $ на проведение исследований в области биотехнологии. Порадовала и реакция конкурентов: «Я очень рада, что мы не одиноки. Мы получаемэмбрионы каждый день», — заявила директор Clonaid Бриджит Боселье (BrigitteBoisselier).

Дляэксперимента учёные использовали в общей сложности 17 женских яйцеклеток:удалив из них ядра, они внедрили на их место ядра, позаимствованные из клетоккожи взрослого человека. В трёх яйцеклетках начался нормальный процесс роста иделения. Когда эмбрионы состояли из 6-ти клеток каждый, учёные прервали ихдальнейшее развитие с тем, чтобы использовать полученные клетки для дальнейшихисследований.

Следуетотметить, что стволовые клетки, которые, собственно, и являются предметоминтереса ученых, занимающихся исследованиями в области терапевтическогоклонирования, можно выделить только из эмбриона, в своем развитии достигшегостадии бластоцисты (около сотни клеток). Однако специалисты ACT заявляют, чтосозданные ими, в другом эксперименте,  обезьяньи зародыши развились достадии бластоцисты. Из эмбрионов были выделены стволовые клетки, которые в ходеих специализации удалось превратить в нейроны. Сообщается, что эти нейроныоказались в состоянии вырабатывать допамин и серотонин — два важнейших гормона,которые вырабатываются мозгом.

В интервью CNNпрезидент компании ACT доктор Майкл Вест сказал, что его компания незаинтересована в клонировании людей, и что она не создавала эмбрион человекадля репродуктивных целей «Мы только хотим помочь больным людям,нуждающимся в помощи, и в этом состоит работа всего нашего центра».

Определениелечебного клонирования человека

Одобрениеи разрешение терапевтического клонирования человека основывалось наморально-этическом различии между «репродуктивным» и «терапевтическим»клонированием. Репродуктивное клонирование — это воспроизведение всегочеловеческого организма целиком. Лечебное же (медицинское, терапевтическое)клонирование по определению прекращает копирование человеческих клонов наэмбриональной стадии и не допускает имплантации и нормальной беременности. Притерапевтическом клонировании эмбрион разрушают на ранней стадии развития — настадии бластоцита, и получают из него культуру стволовых клеток. Для полученияэтой клеточной массы, которая при нормальной беременности дает начало плоду,эмбрион неизбежно следует разрушить. Стволовые клетки человеческого эмбрионаназывают плюрипотентными стволовыми клетками (ПСК), поскольку они могут даватьначало разнообразным типам клеток. В ноябре 1998 года доктор Томсон (Thomson) вВисконсинском университете получил культуру стволовых клеток человеческогоэмбриона из зародышей, предоставленных клиниками по искусственномуоплодотворению в пробирке — in vitro. Эти клетки были плюрипотентны, то естьобладали большими возможностями, и неограниченно делились в лабораторныхусловиях. При имплантации под кожу мыши они давали начало клеткам выстилкикишечника, хряща, кости, мышц и эпителия нервной системы.

Открытиеспособности стволовых клеток эмбриона давать начало другим типам клетокпородило веру в их целебные свойства, с помощью которых можно победить едва лине любую болезнь и избежать старения. Было высказано мнение, что наивысшийтерапевтический потенциал эмбриональных стволовых клеток в обновлении тканейможет быть реализован при их выделении из собственных клеток пациента. Чтобыполучить «по заказу» такие индивидуально специфичные ПСК, требуетсяприменить метод переноса ядра соматической клетки (ПЯСК) — этот же метод былиспользован при клонировании овцы Долли для создания эмбриона, идеальноподходящего пациенту. Цель эмбрионального, или терапевтического, клонированиясостоит в получении стволовых клеток человеческого эмбриона, идентичныхсобственным клеткам пациента, что со временем можно будет использовать для леченияболезней. Пока же о стволовых клетках эмбриона известно лишь то, что из нихможно получать клетки разных типов, которые способны длительное времясуществовать в лабораторной культуре. Способности же управлять дифференцировкойи пролиферацией пока остаются на уровне гипотез. Эмбрион– нечто большее, чем человеческая ткань? Двекрайние точки зрения на ограниченное клонирование отражают двеморально-этические позиции по отношению к эмбриону человека. Эмбриолог Уинстон(Winston) утверждает: «Никто не собирается, да и не может клонироватьчеловеческие эмбрионы… Всё, что нам нужно, — получить ткань эмбриональногопроисхождения и выделить из нее участки клеток, с помощью которых можно будетлечить больных людей». Однако профессор Скэрисбрик (Jack Scarisbrick) говоритиное: «Это — клонирование. Вы создаете точную копию человека. И от этогонового человека отрываете кусок, а потом убиваете его». Почему двоевысокообразованных ученых высказывают прямо противоположные мнения об одной итой же методике? Первое мнение отражает биологический подход. Согласно ему,эмбрион, который не прошел имплантацию и внутриутробное развитие, не имеетникаких интересов, которые общество должно защищать. Такой эмбрион — не болеечем скопище клеток, управляемых не мозгом, а генетическим кодом.Противоположный подход рассматривает эмбрион как живого человека, которогоследует воспринимать как полноценную личность с первого мгновения егосуществования. «Вопрос не в том, похож ли развивающийся человеческийзародыш на взрослого человека, а в том, соответствует ли его развитиечеловеческой природе на данной конкретной стадии» (5). Общество обязанозащищать человеческий эмбрион в силу его генетической уникальности испособности вырасти в личность. Вот почему эксперименты над эмбрионами — ничемне оправданное убийство.

В 1994 годуНациональный институт здоровья США учредил комиссию по вопросу о человеческомэмбрионе с целью примирения этих двух противоположных точек зрения. Былразработан компромиссный подход, согласно которому эмбрион — не личность, но,будучи формой человеческой жизни, обладает моральной ценностью. Критерий этогопромежуточного статуса — определение человеческой жизни и личности черезобладание тремя обусловленными деятельностью мозга способностями: сознанием,способностью мыслить и способностью ощущать. Был сделан вывод, что человеческаяличность проявляется только на 14-й день развития. В основу этого вывода леглитри биологических факта. Во-первых, первичная полоска — предшественникцентральной нервной системы развивается на 14-й день (6). Во-вторых, на раннихстадиях развития эмбриона его индивидуальность размыта. До седьмого-десятогодня развития возможны два явления: формирование близнецов и мозаицизм.Формирование близнецов — способность эмбриона разделяться и образовыватьнесколько генетически идентичных особей. В случае мозаицизма два разныхзародыша сливаются воедино, образуя один организм с двумя различными геномами.И, наконец, приблизительно на 14-й день (иногда раньше, на 7-й -10-й день)происходит имплантация в стенку матки; до 60% эмбрионов при естественномоплодотворении не имплантируются в теле матери. Вывод: если в природебольшинство зародышей в возрасте менее 14 дней погибают естественным путём, тоэксперименты над эмбрионами допустимы до достижения 14 дней без имплантации.

Устойчивость компромиссной точкизрения.

Многихубеждает утверждение, что жизнь человека обретает уникальную, только ейприсущую ценность лишь тогда, когда человек становится личностью. Есть ещё однасходная точка зрения, рассматривающая человеческий эмбрион с позиций роста иразвития: моральная ценность внутриутробной жизни возрастает с течениембеременности, и на поздних её стадиях (или к моменту рождения) достигаетобщечеловеческого уровня. Однако принципиально важно рассмотреть предпосылки,на которых основаны «моральная граница» 14-го дня беременности изапрет на имплантацию эмбриона. Первая предпосылка: личностность должнаопределяться нашим восприятием человека как такового. Вторая предпосылка:составляющие личности — сознание, способность мыслить и способность ощущать.Третья предпосылка: первичная полоска есть точная мера сознания, способностимыслить и способности ощущать.

Очевидно,что, в соответствии с биологическими данными, сознание, способность мыслить испособность ощущать развиваются на более поздних стадиях. В недавней статье в«Журнале Американской медицинской ассоциации» (JAMA) Ланца (Lanza) идр. доказывают, что это — чёткая и реальная граница, поскольку как толькоформируется первичная ось тела, обретает конкретность «индивидуальность»,являющаяся ключевым понятием для определения личности. Другие же учёныепризнают, что граница 14-го дня выбрана произвольно, поскольку«биологически» ясно, что раньше этого времени жизнь существовать неможет. Специалист по этике из Принстонского университета Питер Сингер (PeterSinger) предполагает, что «новорожденный ребёнок не способен ни ксамосознанию, ни к осознанию собственного существования во времени — онприобретает эти качества много позже. Это — не личность. Его жизнь заслуживает защитыне более, чем жизнь плода». «В нашей книге „Должен ли ребенокжить?“ моя коллега Хельга Кузе (Helga Kuhse) и я высказываемпредположение: только в возрасте 28 дней о новорожденном можно сказать, что онимеет такое же право на жизнь, как любой человек. И, конечно же, лишь намногопозже ребенок приобретает чувство собственного существования во времени…».Если довести ход мысли сторонников «личностного подхода» дологического завершения, выходит, что инвалиды, умственно отсталые люди,маленькие дети и старики — неполноценные члены общества.

«Имплантационныйподход», на первый взгляд, кажется обоснованным. В определенных ситуацияхпрерывание беременности — в интересах общества; ведь страшно подумать, чтоможно дать жизнь эмбрионам, возникшим в ходе экспериментов, мутантным иклонированным. Нельзя допустить, чтобы такие дети появлялись на свет. Вообще,клонирование человека недопустимо, потому что оно нарушает принцип уникальностикаждой человеческой личности. Клонирование обесценивает уникальность личности — весьма вероятно, что клонированный человек будет считаться неполноправным поотношению к человеку, появившемуся на свет обычным образом. В отношенииисследований плодов в матке уже разработаны этические нормы, допускающиевмешательство в тех случаях, когда ожидаемая польза перевешивает риск жизниличности плода. Следовательно, согласно этому подходу, эксперименты надэмбрионами или клонирование допустимо производить только в лабораторныхусловиях, и результатом этих операций может быть лишь производство клеточноймассы, а не тканей и органов.

Но чемотличаются эмбрион в утробе и эмбрион в чашке Петри? Есть мнение, что«разница между эмбрионом в утробе и гаметами в чашке Петри состоит в том,что эмбриону для развития достаточно „естественного“ существования…Лабораторный же эксперимент требует активного, направленного и»искусственного" (в виде механического переноса в матку)вмешательства третьей стороны, без которого беременность невозможна".Иначе говоря, перенесение эмбрионов, зачатых или клонированных в чашке Петри, вутробу — искусственный процесс. Это — любопытное замечание, учитывая, чтогаметы требуют такого же «активного, направленного и»искусственного" (в виде механического переноса) вмешательства"в первую очередь для того, чтобы попасть в чашку Петри. Если мы противискусственного переноса гамет из чашки Петри, то почему мы должны радоваться ихискусственному переносу в чашку Петри? На это отвечают: «Чтобы бесплодныепары могли иметь детей».

Создание эмбрионов для научныхисследований

Создание эмбрионов было позволенодля размножения рода человеческого. Но совсем другое дело — создаватьэмбрионов, чтобы ставить на них эксперименты. Во-первых, разрешение на созданиеэкспериментальных эмбрионов поднимает проблему инструментализации — созданиячеловеческой жизни исключительно в утилитарных целях. Во-вторых, клонированныеэмбрионы или полученные из них стволовые клетки имеют большую коммерческуюценность, а значит, встает проблема коммодификации людей — возможности торговличеловеческой жизнью. Создание эмбрионов в целях эксперимента подрывает принципсамостоятельной ценности человеческой жизни. Жизнь ценна сама по себе, а непотому, что из нее можно извлечь пользу при лечении болезни. США выступилипротив создания эмбрионов в научных целях, но предложили разрешить производствостволовых клеток из эмбрионов, не усыновленных после искусственногооплодотворения, поскольку «лишние» эмбрионы и выброшенные плодыобречены на неминуемую гибель, и мы не должны отказываться от их использованиядля пополнения медико-биологического знания и возможности оказать медицинскуюпомощь больным. Но разве эмбрион, произведенный путем клонирования, имеетменьшую ценность, чем эмбрион, порожденный слиянием яйцеклетки и сперматозоида?

Цель оправдывает средства?

Дляоправдания терапевтического клонирования привлекаются богословские иутилитарные аргументы. Высказывается мысль, что общество должно бытьзастраховано от наиболее очевидной опасности: от имплантации клонированногоэмбриона и, следовательно, появления детей-клонов. Однако следует разрешитьприменение методов, способствующих излечению диабета, болезни Паркинсона,болезни Альцгеймера, рака, сердечных заболеваний, артрита, ожогов и болезнейспинного мозга. Этика же не может оправдать терапевтическое клонированиечеловека. Во-первых, нельзя создавать эмбриона просто для того, чтобы другиелюди его использовали. Более того, если такие эксперименты окажутся успешными,то спрос на эмбрионы для удовлетворения человеческих нужд будет расти. К томуже, необходимо будет создавать экспериментальные эмбрионы, чтобы определить,будет ли от них медицинская польза.

Обратимся кпринципам исследований человека, на концепцию этики исследований человеческогоорганизма оказали влияние три плодотворных документа, касающихся этическихнорм. Это Нюрнбергский кодекс (1946-49 гг.), Бельмонтский доклад (1979 г.) иХельсинкская декларация (1964 г., поправки внесены в 2000 г.). Хотя каждый изэтих документов посвящён отдельным вопросам, из всех них вытекают общиеруководящие принципы. Научные эксперименты, равно как и исследования, должныбыть высочайшего качества. Предварительные эксперименты над животными должныдавать плодотворные и многообещающие результаты. Если для достижения целиприменим метод, не требующий экспериментов над людьми, то такие экспериментыпроводиться не должны.

Пока что все клонированные животные или рождаются сгенетическими аномалиями, или оказывают не в состоянии произвести на светздоровое потомство.

Специалисты-биологи спорят о возможных причинах этого настраницах журнала Science.

Сотрудники двух известных американских научных центровиспользовали мышей для того, чтобы понять, что же именно нарушается в работеорганизма при клонировании. Выяснилось, что у клонированных мышей ДНК измененаи не вполне соответствует нормальной. Некоторые из генов, как говорят ученые,«не включаются».

«Стало быть, можно предположить: даже клоны, которыекажутся здоровыми, рождаются с нарушениями генетического кода», — говоритодин из авторов исследования, профессор Рудольф Йенич.

«Экспериментировать на людях пока рано», — считает он.

Создатель Долли согласен

Такой же точки зрения придерживается и британский ученый ЯнВилмут — один из создателей известной во всем мире овечки Долли. В интервьюБи-би-си он заявил: «Клонирование людей приведет к тому, что младенцыбудут рождаться с серьезными отклонениями от нормы».

Очередным доказательством справедливости собственных словпрофессор Вилмут и считает результаты работ американских ученых.

«Пока что результаты клонирования мы можем предсказыватьтолько приблизительно, — говорит профессор Вилмут. — И неважно, идет ли речь омышах, овцах, коровах или, если уж на то пошло, о людях».

Кстати, в 2002 году у знаменитой Долли было отмеченоразвитие артрита, который, как предполагается, мог стать результатом генныхмутаций, инициированных процессом клонирования. Помимо артрита у животногонаблюдался целый ряд отклонений от нормального развития, и в феврале учёныеусыпили овечку из-за рака лёгких. Но опухоль могла быть и не вызвана процессомклонирования, за два года до кончины Долли умерла от той же болезни её соседкапо камере.

«Мы понимали, что животное вопасности, — говорит создатель Долли Йен Уилмут из Института Рослин вЭдинбурге. — Тем более что инфекции гораздо быстрее распространяются, когда овецсодержат в закрытых помещениях». Но спасать ценного клона почему-то не стали — в карантин не отправили.

Но возможно ли клонирование человека?

Учёныеиз США считают, что клонирование человека может оказаться неосуществимым побиологическим причинам. Они заявляют, что сотни попыток создать клонобезьяны провалились. По их словам, устройство яйцеклеток приматов, в том числеи человека, делает их клонирование практически невозможным. «Такимобразом, подтверждается тот факт, что шарлатаны, сообщавшие о клонированиичеловека, никогда не понимали клеточной биологии настолько хорошо, чтобыдобиться успеха», — заявил руководитель группы доктор Джеральд Шаттен.

Клонированию успешно подвергаютсянекоторые животные, в том числе мыши, овцы и другой скот, однако в последнеевремя появляются все более явные признаки того, что не все виды можновоспроизвести искусственным путем. Исследование, результаты которого былиопубликованы в журнале Science, усиливает сомнения в том, что заявлениякомпании Clonaid о создании первых человеческих клонов являются правдой. Этакомпания, созданная последователями уфологического культа раэлитов, сообщила орождении уже нескольких детей-клонов, однако до сих пор не предоставилаубедительных доказательств

Большинство ученых сходятся натом, что попытки создать клон человека опасны и сомнительны с моральной точкизрения. Многие клоны животных появлялись на свет с теми или иными отклонениями.Здоровыми они рождались редко, сообщает BBC.

Исследователи университетаПиттсбургской школы медицины попытались клонировать макаку-резус с помощьютехнологии, использовавшейся при создании клона знаменитой овцы Долли. Послесотен попыток им так ни разу не удалось добиться беременности у носителя клона.Другим группам ученым также не удалось клонировать обезьян. Судя по всему, уприматов при делении клонированных клеток ДНК не передается новым клеткамдолжным образом. Некоторые клетки в итоге получают либо слишком много, либослишком мало ДНК, и оказываются нежизнеспособными. Ученые полагают, что попыткиклонировать других приматов, в том числе и человека, скорее всего, обречены напровал.

Тем временем японские ученые утверждают, что нашлиальтернативу технике клонирования при выращивании отдельных органов.Исследователи из Института репродукции человека при Киотском университетеобъявили, что им впервые в мире удалось вернуть обычные клетки крови к томусостоянию, когда из них можно получить абсолютно любой трансплантант.

В ходе опытову лабораторных мышей изъяли лимфоциты и при помощи электрошока объединили их сзародышевыми стволовыми клетками — предшественницами всех взрослых тканей,составляющими «тело» эмбриона. Полученный гибрид пересадили впитательную среду и по прошествии короткого времени лимфоциты превратились вклубок клеток самой разной «ориентации». В нем были намешаныначальные формы костной, мышечной, нервной и прочих тканей. Оставалось тольковычленить необходимую клетку и создать условия для ее дальнейшего перерастанияв отдельный орган.

Как говорятученые, новая техника репродукции обещает прорыв в трансплантологии — донором вданном случае выступает сам же реципиент. Это также, по их мнению, позволяетобойти этические проблемы, которые возникают при клонировании, когда роль«фабрики запчастей для тела» играют зародыши-клоны.

Заключение

Итак,работы по клонированию позвоночных были начаты на амфибиях в начале   50-хгодов и интенсивно продолжаются вот уже более четырех десятилетий. Что касаетсяамфибий, то, как было сказано в соответствующем разделе, несмотря назначительные достижения, проблема клонирования взрослых особей остается до сихпор не решенной. Установлено, что в ходе клеточной дифференцировки упозвоночных происходит или потеря определенных генных локусов или ихнеобратимая инактивация. Судя по всему, утрачивается та часть генома, котораяконтролирует не ранние, а более поздние этапы онтогенеза. Механизм этогоявления пока не поддается научному объяснению. Но очевидно, что дляклонирования взрослых позвоночных необходимо использовать малодифференцированныеделящиеся клетки.

Что касается этической стороны дела, то заповеди, которымичеловечество пользуется века, к сожалению, не предусматривают новыхзакономерностей и возможностей, какие вносит в нашу жизнь наука. Поэтому людями необходимо обсуждать и принимать новые законы общежития, учитывающие новыереальности.

www.ronl.ru

Реферат: Клонирование

Клонирование

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. При вегетативном размножении и при клонировании гены не распределяются по потомкам, как в случае полового размножения, а сохраняются в полном составе в течение многих поколений.

Однако у животных есть препятствие. По мере роста их клеток, они в ходе клеточной специализации – дифференцировки – теряют способность реализовывать всю генетическую информацию, заложенную в ядре

Впрочем, оказывается, есть ящерицы-прыгуны, которые испокон веков размножаются именно клонированием, так как у них в роду есть только самки.

Хотя это не совсем клонирование, это называется партогенез. Эта встречающаяся в природе (прежде всего у беспозвоночных) форма однополого размножения предполагает развитие яйцеклеток без оплодотворения. Эксперименты по искусственному провоцированию партеногенеза начались еще в конце XIX века (работы русского зоолога Тихомирова). В дальнейшем ученые, применяя различные физико-химические раздражители, такие как растворы сильных кислот, трение, нагрев, сумели получить партеногенез у многих животных, в том числе млекопитающих

Возможность клонирования эмбрионов позвоночных впервые была показана в начале 50-х годов в опытах на амфибиях. Опыты с ними показали, что серийные пересадки ядер и культивирование клеток in vitro в какой-то степени увеличивает эту способность.

Уже в начале 90-х была решена и проблема клонирования эмбриональных клеток млекопитающих. Реконструированные яйцеклетки крупных домашних животных, коров или овец сначала культивируют не in vitro, a in vivo - в перевязанном яйцеводе овцы - промежуточного (первого) реципиента. Затем их оттуда вымывают и трансплантируют в матку окончательного (второго) реципиента - коровы или овцы соответственно, где их развитие происходит до рождения детеныша.

Статья Уилмута с соавторами, появившаяся в начале 1997 года, стала сенсационной именно потому, что впервые клональное животное (овца по кличке Долли) появилось в результате использования донорского ядра клетки молочной железы взрослой овцы. У этого первого успешного эксперимента есть существенный недостаток - очень низкий коэффициент выхода живых особей (0,36%). Однако он доказывает возможность полноценного клонирования, (или получения копии взрослого человека). Остаётся лишь разрешить технические и этические вопросы.

Самое интересное, что методология клонирования, использованная Уилмутом, была подготовлена в СССР ещё в 1987-ом году, но в Академии наук на это прореагировали вяло - не до того, видимо…

Первые опыты на амфибиях

Возможность клонирования эмбрионов позвоночных впервые была показана в начале 50-х годов в опытах на амфибиях. Американские исследователи Бриггс и Кинг разработали микрохирургический метод пересадки ядер эмбриональных клеток с помощью тонкой стеклянной пипетки в лишенные ядра (энуклеированные) яйцеклетки. Они установили, что если брать ядра из клеток зародыша на ранней стадии его развития - бластуле, то примерно в 80% случаев зародыш благополучно развивается дальше и превращается в нормального головастика. Если же развитие зародыша, донора ядра, продвинулось на следующую стадию - гаструлу, то лишь менее чем в 20% случаев оперированные яйцеклетки развивались нормально. Эти результаты позже были подтверждены и в других работах.

Большой вклад в эту область внес английский биолог Гердон. Он первым в опытах с южноафриканскими жабамиXenopus laevis(1962) в качестве донора ядер использовал не зародышевые клетки, а уже вполне специализировавшиеся клетки эпителия кишечника плавающего головастика. Ядра яйцеклеток реципиентов он не удалял хирургическим путем, а разрушал ультрафиолетовыми лучами. В большинстве случаев реконструированные яйцеклетки не развивались, но примерно десятая часть их них образовывала эмбрионы. 6,5% из этих эмбрионов достигали стадии бластулы, 2,5% - стадии головастика и только 1% развился в половозрелых особей (рис. 1). Однако появление нескольких взрослых особей в таких условиях могло быть связано с тем, что среди клеток эпителия кишечника развивающегося головастика довольно длительное время присутствуют первичные половые клетки, ядра которых могли быть использованы для пересадки. В последующих работах как сам автор, так и многие другие исследователи не смогли подтвердить данные этих первых опытов.

Позже Гердон модифицировал эксперимент. Поскольку большинство реконструированных яйцеклеток (с ядром клетки кишечного эпителия) погибают до завершения стадии гаструлы, он попробовал извлечь из них ядра на стадии бластулы и снова пересадить их в новые энуклеированные яйцеклетки (такая процедура называется "серийной пересадкой", в отличие от "первичной пересадки"). Число зародышей с нормальным развитием после этого увеличивалось, и они развивались до более поздних стадий по сравнению с зародышами, полученными в результате первичной пересадки ядер.

Затем Гердон вместе с Ласки (1970) стали культивировать in vitro (вне организма в питательной среде) клетки почки, легкого и кожи взрослых животных и использовать уже эти клетки в качестве доноров ядер. Примерно 25% первично реконструированных яйцеклеток развивались до стадии бластулы. При серийных пересадках они развивались до стадии плавающего головастика. Таким образом, было показано, что клетки трех разных тканей взрослого позвоночного (X. laevis) содержат ядра, которые могут обеспечить развитие, по крайней мере, до стадии головастика.

В свою очередь ДиБерардино и Хофнер использовали для трансплантации ядра неделящихся и полностью дифференцированных клеток крови - эритроцитов лягушкиRana pipiens. После серийной пересадки таких ядер 10% реконструированных яйцеклеток достигали стадии плавающего головастика. Однако даже с помощью многократных серийных пересадок (более 100 клеточных циклов) реконструированные яйцеклетки дальше стадии головастика не развивались.

Таким образом, во многих работах показано, что в случае амфибий донорами ядер могут быть лишь зародыши на ранних стадиях развития. Некоторые авторы называют подобные эксперименты клонированием амфибий, хотя правильнее называть их клонированием эмбрионов амфибий, так как в этом случае мы размножаем бесполым путем не взрослых животных, а зародышей.

Дифференцировка клеток в ходе развития позвоночных сопровождается инактивацией неработающих генов. Поэтому клетки теряют тотипотентность, дифференцировка становится необратимой. В конце концов у одних клеток происходит полное репрессирование генома, у других - в той или иной степени деградирует ДНК, а в некоторых случаях разрушается даже ядро. Однако наряду с дифференцированными кочетками культивируемыеin vitroклеточные популяции содержат малодифференцированные стволовые клетки, которые и могут быть использованы как доноры ядер для клонирования млекопитающих.

Опыты с амфибиями показали, что ядра различных типов клеток одного и того же организма генетически идентичны и в процессе клеточной дифференцировки постепенно теряют способность обеспечивать развитие реконструированных яйцеклеток, однако серийные пересадки ядер и культивирование клетокin vitroв какой-то степени увеличивает эту способность.

Неудачи экспериментов с мышами

Успешные опыты с амфибиями заставили ученых задуматься о клонировании эмбрионов млекопитающих, в частности мышей. МакКиннел в одной из своих работ отмечал, что все необходимые для этого методы уже существуют, и непонятно, почему мышь до сих пор не клонирована. По его мнению, первыми объектами должны были стать именно мелкие животные, такие как мышь или кролик. Однако предсказание

МакКиннелла не сбылось, хотя в конце 70-х годов опыты на мышах действительно начались и протекали весьма драматично. К тому времени, замечу, весьма основательно были изучены биология и генетика ранних этапов развития млекопитающих, и, в частности, мыши как модельного объекта.

Работа методически оказалась довольно трудной, прежде всего потому, что объем яйцеклетки у млекопитающих примерно в тысячу раз меньше, чем у амфибий. Однако эти трудности были успешно преодолены. Экспериментаторы научились микрохирургически удалять пронуклеусы из зигот (оплодотворенных яйцеклеток) мыши и пересаживать в них клеточные ядра ранних эмбрионов. Однако все полученные разными способами зародыши мышей развивались лишь до стадии бластоцисты.

В 1977 году появилось сенсационное сообщение Хоппе и Илменси о том, что они получили семь взрослых самок мышей, пять из которых имели только материнский, а две - отцовский геном. Это, якобы, зависело от того, какой пронуклеус был оставлен в яйце - женский или мужской, он и определял развитие особи по типу гиногенеза или андрогенеза. Их успех был связан, но описанию авторов, с тем, что, удаляя один пронуклеус, они удваивали число хромосом другого, обрабатывая яйца специальным веществом, затем выращивали полученные диплоидные гомозиготные (с двумя одинаковыми наборами генов) зародышиin vitroдо стадии бластоцисты и пересаживали в матку самки-реципиента для дальнейшего развития.

Казалось, теперь можно будет быстро получать млекопитающих со 100%-ной гомозиготностью по всем генам. Это особенно важно в селекции, так как для получения сельскохозяйственных животных, в частности, крупного рогатого скота, с закрепленными особо ценными качествами обычными приемами требуются десятки лет работы.

Однако, к сожалению, данные Хоппе и Илменси подтвердить не удалось, хотя многие пытались это сделать. Оказалось, что полученные любым способом диплоидные андрогенетические и гиногенетические зародыши мышей погибают на тех же стадиях, что и диплоидные партеногенетические (развивающиеся из неоплодотворенной яйцеклетки) эмбрионы.

Значительно усовершенствовав методы извлечения ядер и введения их в клетку, МакГрат и Солтер провели свою серию экспериментов и сообщили, что высокий выход живых мышей они получили, когда в качестве доноров ядер использовали зиготы, но если донорами были ранние эмбрионы, то реконструированные яйцеклетки, как и прежде, развивались только до стадии бластоцисты.

Метод МакГрата и Солтера стал широко использоваться разными экспериментаторами. Так, Манн и Ловел-Бадж выделяли пронуклеусы из яиц, активированных к партеногенезу, и пересаживали их энуклеированные зиготы мышей. В этих случаях эмбрионы погибали на ранних стадиях. Если же наоборот, пронуклеусы получали из оплодотворенных яиц и пересаживали в партеногенетически активированные и лишенные ядра яйца, то такие зародыши развивались нормально до рождения. Сурани с соавторами установили, что если добавить женский пронуклеус из зиготы мыши к гаплоидному набору хромосом яйцеклетки, то нормального развития не происходит, добавление же мужского ядра приводит к нормальному развитию. С другой стороны, рекомбинации мужского и женского пронуклеусов из разных оплодотворенных яйцеклеток мышей обеспечивает нормальное развитие, а комбинация двух мужских или двух женских пронуклеусов останавливает развитие эмбриона.

Эти опыты показали, что для нормального развития млекопитающих требуются два набора хромосом - отцовский и материнский. Поэтому ни у одного из известных видов млекопитающих не описан партеногенез. Поэтому работы Хоппе и Илменси не удалось повторить.

Однако эти исследователи еще дважды будоражили научное сообщество. В 1982 году они пересадили ядра клеток партеногенетических бластоцист мышей в энуклеированные зиготы. Некоторые из этих реконструированных яйцеклеток нормально развивались, и якобы были получены четыре взрослых самки. В свете вышесказанного эти результаты весьма маловероятны.

Гибель партеногенетических (гиногенетических) и андрогенетических зародышей у млекопитающих связана с различной активностью в онтогенезе материнского и отцовского геномов. Механизм, регулирующий эти функциональные различия, был назван геномным импринтингом и изучался в ряде работ, где было показано, что для нормального развития млекопитающих требуется наличие мужского генома. Другая статья Илменси и Хоппе имела еще больший резонанс.

Авторы сообщили о пересадке ядер клеток внутренней клеточной массы бластоцисты в энуклеированные зиготы мышей и получении трех взрослых мышей (двух самок и самца), генетически идентичных донорской линии мышей. Введение ядер-доноров и удаление пронуклеусов из зиготы проводили за один прием, затем реконструированные яйцеклетки культивировалиin vitroдо стадии бластоцисты и пересаживали в матку самок. Из 16-ти пересаженных бластоцист три развились во взрослых животных. В следующей работе (1982) эти же авторы использовали в качестве доноров ядер клетки эмбрионов еще более поздних стадий (7 суток) и будто бы получили трех половозрелых мышей. Однако никто из работающих в том же направлении не смог добиться подобных результатов, и достоверность данных Илменси и Хоппе была вновь поставлена под сомнение.

МакГрат и Солтер показали, что ядра 8-клеточных зародышей и клеток внутренней клеточной массы бластоцисты не обеспечивают развитиеin vitroреконструированных яйцеклеток даже до стадии морулы, которая предшествует стадии бластоцисты. Небольшая часть (5%) ядер 4-клеточных зародышей дает возможность развиваться только до стадии морулы. В то же время 19% реконструированных яйцеклеток, содержащих ядра 2-клеточных зародышей, смогли достичь стадии морулы или бластоцисты.

Эти и многие другие данные показывают, что в эмбриогенезе у мышей клеточные ядра рано теряют тотипотентность, что связано, очевидно, с очень ранней активацией генома зародыша - уже на стадии 2-х клеток. У других млекопитающих, в частности, у кроликов, овец и крупного рогатого скота, активация первой группы генов в эмбриогенезе происходит позднее, на 8-16-клеточной стадии. Возможно поэтому первые значительные успехи в клонировании эмбрионов были достигнуты на других видах млекопитающих, а не на мышах. Тем не менее, работы с мышами, несмотря на их непростую судьбу, значительно расширили наши представления о методологии клонирования млекопитающих.

Кролики, коровы и свиньи

Американские исследователи Стик и Робл, используя методику МакГрата и Солтера, получили 6 живых кроликов, пересадив ядра 8клеточных эмбрионов одной породы в лишенные ядра яйцеклетки кроликов другой породы. Фенотип родившихся полностью соответствовал фенотипу донора.

Однако только 6 из 164 реконструированных яйцеклеток (3,7%) развились в нормальных животных. Это, конечно, очень низкий выход, практически не позволяющий рассчитывать на получение таким методом клона генетически идентичных животных. Ценность этой работы, тем не менее, в том, что она показала возможность клонирования эмбрионов кроликов.

Работа с реконструированными яйцеклетками крупных домашних животных, коров или овец, идет несколько по-другому. Их сначала культивируют неin vitro, ain vivo- в перевязанном яйцеводе овцы - промежуточного (первого) реципиента. Затем их оттуда вымывают и трансплантируют в матку окончательного (второго) реципиента - коровы или овцы соответственно, где их развитие происходит до рождения детеныша. Уиладсин предложил заключать реконструированные яйцеклетки в агаровый цилиндр, который он затем трансплантировал в перевязанный яйцевод овцы. По данным одних авторов реконструированные зародыши лучше развиваются в яйцеклетке, чем в культуральной среде, хотя некоторые исследователи получили неплохие результаты и при культивировании.

Американцы Робл и его сотрудники, используя щадящий метод извлечения ядра без прокалывания мембраны яйцеклетки, предложенный МакГратом и Солтером, пересаживали в зиготы так называемые кариопласты - мужской и женский пронуклеусы вместе с окружающей их цитоплазмой, а также ядра 2-, 4- или 8-клеточных эмбрионов коровы. Сначала зиготы центрифугировали, чтобы освободить пронуклеусы от окружающих их гранул желтка, после чего ядра были хорошо видны под микроскопом, что значительно облегчало их удаление. При помощи манипулятора и заостренной стеклянной микропипетки извлекали один из бластомеров вместе с ядром из ранних зародышей и переносили его в энуклеированную зиготу.

Реконструированные зародыши были заключены в агаровый цилиндр и пересажены в перевязанный яйцевод овцы. Через пять дней культивирования их вымывали, освобождали от агара и исследовали. Реконструктурированные зародыши в этой работе развивались только в тех случаях, когда в зиготы пересаживали пронуклеусы: 17% таких зародышей достигли стадии морулы или бластоцисты. Два зародыша были пересажены второму реципиенту - в матку коровы, и развитие их завершилось рождением живых телят. Если в качестве доноров использовали ядра 2-, 4- или 8-клеточных зародышей, то реконструированные яйцеклетки не развивались даже до стадии морулы.

Позже были и более успешные работы. Уиладсин, в частности, сообщил, что ему удалось получить четырех генетически идентичных бычков холстейнской породы в результате пересадки в реципиентные яйцеклетки ядер бластомеров одного 32-клеточного зародыша (рис. 3). Автор утверждал, что большинство ядер сохраняет тотипотентность на 32-клеточной стадии, а значительная их часть даже на 64-клеточной стадии, обеспечивая нормальное развитие реконструированных яйцеклеток до стадии ранней бластоцисты в яйцеводе овцы. После пересадки в матку коров - окончательных реципиентов, как полагает автор, они могут и дальше нормально развиваться.

Бондиоли и соавторы, используя в качестве доноров ядер 16-64-клеточные зародыши коров, трансплантировали 463 реконструированных зародыша в матку синхронизированных реципиентов, и было получено 92 живых теленка. Семь из них были генетически идентичны, представляя собой клон, полученный в результате пересадки ядер клеток одного донорского эмбриона.

Таким образом, клеточные ядра зародышей крупного рогатого скота достаточно долго сохраняют тотипотентность и могут обеспечить полное развитие реконструированных яйцеклеток. Иначе говоря, методические трудности клонирования зародышей крупного рогатого скота практически решены. Но остается основная задача - найти донорские ядра, обладающие тотипотентностью, для клонирования взрослых животных.

Клонированию эмбрионов свиней посвящена только одна небольшая работа. Скудность данных, видимо, и связана с определенными трудностями работы с этим объектом.

Клонирование овец

Уиладсин еще в 1986 году показал, что и у эмбрионов овец на 16-клеточной стадии развития ядра сохраняют тотипотентность. Реконструированные яйцеклетки, содержащие ядра бластомеров 16-клеточных зародышей, развивались нормально до стадии бластоцисты в перевязанном яйцеводе овцы (в агаровом цилиндре), а после освобождения от агара и пересадки в матку овцы - второго реципиента - еще 60 дней. В другом случае донорами служили ядра 8-клеточных зародышей и были получены 3 живых ягненка, фенотип которых соответствовал породе овец - доноров.

В 1989 году Смит и Уилмут трансплантировали ядра клеток 16-клеточного эмбриона и ранней бластоцисты в лишенные ядра неоплодотворенные яйцеклетки овец. В первом случае было получено два живых ягненка, фенотип которых соответствовал породе овец - доноров ядер. Во втором случае один полностью сформировавшийся ягненок погиб во время родов. Его фенотип также соответствовал породе - донору. Авторы считали, что в ходе дифференцировки эмбриональных клеток происходит инактивация некоторых важных для развития генов, в результате которой ядра бластоцисты уже не могут репрограммироваться в цитоплазме яйцеклетки и обеспечить нормальное развитие реконструированного зародыша. Поэтому, по мнению авторов, в качестве доноров ядер лучше использовать 16-клеточные эмбрионы или культивируемыеin vitroлинии эмбриональных клеток, ядра которых обладают тотипотентностью.

Позднее, в 1993-1995 годах, группа исследователей под руководством Уилмута получила клон овец - 5 идентичных животных, донорами ядер которых была культура эмбриональных клеток. Клеточную культуру получали следующим образом: выделяли микрохирургически эмбриональный диск из 9-дневного овечьего эмбриона (бластоцисты) и культивировали клеткиin vitroв течение многих пассажей (по крайней мере до 25). Сначала клеточная культура напоминала культуру стволовых недифференцированных эмбриональных клеток, но вскоре, после 2-3-х пассажей, клетки становились уплотненными и морфологически сходными с эпителиальными. Эта линия клеток из 9-дневного зародыша овцы была обозначена как TNT4.

Чтобы донорское ядро и реципиентная цитоплазма находились на сходных стадиях клеточного цикла, останавливали деление культивируемых клеток TNT4 на определенной стадии (GO) и ядра этих клеток пересаживали в энуклеированные яйцеклетки (соответственно на стадии метафазы II). Реконструированные эмбрионы заключали в агар и трансплантировали в перевязанные яйцеводы овец. Через 6 дней эмбрионы вымывали из яйцевода первого реципиента и исследовали под микроскопом. Отбирали те, которые достигли стадии морулы или бластоцисты и пересаживали их в матку овцы - окончательного реципиента, где развитие продолжалось до рождения. Родилось 5 ягнят (самок) из них 2 погибли вскоре после рождения, 3-й в возрасте 10 дней, а 2 оставшихся нормально развивались и достигли 8-9-месячного возраста. Фенотипически все ягнята были сходны с породой овец, от которой получали исходную линию клеток TNT4. Это подтвердил и генетический анализ.

Эта работа, особенно в части культуры эмбриональных клеток, - значительное достижение в клонировании млекопитающих, хотя она и не вызвала столь шумного интереса, как статья того же Уилмута с соавторами, опубликованная в начале 1997 года, где сообщалось, что в результате использования донорского ядра клетки молочной железы овцы было получено клональное животное - овца по кличке Долли. Последняя работа методически во многом повторяет предыдущее исследование 1996 года, но в ней ученые использовали не только эмбриональные, но еще и фибробластоподобные клетки (фибробласты - клетки соединительной ткани) плода и клетки молочной железы взрослой овцы. Клетки молочной железы получали от шестилетней овцы породы финн дорcет, находящейся на последнем триместре беременности. Все три типа клеточных культур имели одинаковое число хромосом - 54, как обычно у овец. Эмбриональные клетки использовали в качестве доноров ядер на 7-9-м пассажах культивирования, фибробластоподобные клетки плода - на 4-6-м пассажах и клетки молочной железы - на 3-6-м пассажах. Деление клеток всех трех типов останавливали на стадии GO и ядра клеток пересаживали в энуклеированные ооциты (яйцеклетки) на стадии метафазы II. Большинство реконструированных эмбрионов сначала культивировали в перевязанном яйцеводе овцы, но некоторые иin vitroв химически определенной среде. Коэффициент выхода морул или бластоцист при культивированииin vitroв одной серии опытов был даже вдвое выше, чем при культивировании в яйцеводе. (Поэтому, видимо, нет строки необходимости в промежуточном реципиенте и можно обойтись культивированиемin vitro. Однако для полной уверенности в этом нужны дополнительные данные.)

Выход морул или бластоцист в серии опытов с культурой клеток молочной железы был примерно втрое меньше, чем в двух других сериях, когда в качестве доноров ядер использовали культуру фибробластов плода или эмбриональных клеток. Число живых ягнят в сравнении с числом пересаженных в матку окончательного реципиента морул или бластоцист было также в два раза ниже. В серии опытов с клетками молочной железы из 277 реконструированных яйцеклеток был получен только один живой ягненок, что говорит об очень низкой результативности такого рода экспериментов (0,36%). Анализ генетических маркеров всех семи родившихся в трех сериях экспериментов живых детенышей показал, что клетки молочной железы были донорами ядер для одного, фибробласты плода - для двух и эмбриональные клетки - четырех ягнят. Овца по кличке Долли развилась из реконструированной яйцеклетки, донором ядра которой была культивируемая клетка молочной железы овцы породы финн дорсет и фенотипически не отличается от овец этой породы, но сильно отличается от овцы-реципиента (рис. 4). Анализ генетических маркеров подтвердил этот результат.

Успех авторов этой работы, прежде всего, связан с использованием длительных клеточных культур, так как после многих пассажей в культуре клеток могли быть отобраны малодифференцированные стволовые клетки, которые, вероятно, и были использованы как доноры ядер. Большое значение также имел тот факт, что авторы, учитывая результаты своих предыдущих работ, синхронизировали стадии клеточного цикла яйцеклеток реципиентов и клеток доноров.

Но вернёмся к клонированию человека. Существует несколько способов обойти этические проблемы – выращивать отдельные органы из клеток реципиента или использовать животных. Но это только "косметический" метод. Реальный шаг к бессмертию - искусственное изменение ДНК. В июне 2000 года и случилось то, чего так долго ждали и чего некоторые так боялись. Появилось сообщение, что ученым из уже знаменитой своей овцой Долли шотландской фирмы PPL Therapeutics (коммерческого отделения Розлин Института в Эдинбурге) удалось получить успешные клоны овечек с измененной ДНК. Шотландские ученые смогли осуществить клонирование, при котором генетический материал клона был "подправлен" с лучшую сторону. Однако именно этого, генетического вмешательства и боятся многие противники клонирования.

Хотясуществуети уже узаконенный путь обхода запрета на клонирование человека, который называется "терапевтическое" клонирование человеческих существ. Речь идет о создании ранних эмбрионов - своего рода банка донорских тканей для конкретных индивидуумов. Именно используя его, американская компания Advanced Cell Technology Inc. (ACT, город Вустер, штат Массачусетс) объявила в ноябре 2001 года об успешном клонировании человеческого эмбриона.

Интересно отметить, что эта компания в октябре получила правительственный грант 1.8 млн. $ на проведение исследований в области биотехнологии. Порадовала и реакция конкурентов: "Я очень рада, что мы не одиноки. Мы получаем эмбрионы каждый день", - заявила директор Clonaid Бриджит Боселье (Brigitte Boisselier).

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

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

В интервью CNN президент компании ACT доктор Майкл Вест сказал, что его компания не заинтересована в клонировании людей, и что она не создавала эмбрион человека для репродуктивных целей "Мы только хотим помочь больным людям, нуждающимся в помощи, и в этом состоит работа всего нашего центра".

Определение лечебного клонирования человека

Одобрение и разрешение терапевтического клонирования человека основывалось на морально-этическом различии между "репродуктивным" и "терапевтическим" клонированием. Репродуктивное клонирование - это воспроизведение всего человеческого организма целиком. Лечебное же (медицинское, терапевтическое) клонирование по определению прекращает копирование человеческих клонов на эмбриональной стадии и не допускает имплантации и нормальной беременности. При терапевтическом клонировании эмбрион разрушают на ранней стадии развития - на стадии бластоцита, и получают из него культуру стволовых клеток. Для получения этой клеточной массы, которая при нормальной беременности дает начало плоду, эмбрион неизбежно следует разрушить. Стволовые клетки человеческого эмбриона называют плюрипотентными стволовыми клетками (ПСК), поскольку они могут давать начало разнообразным типам клеток. В ноябре 1998 года доктор Томсон (Thomson) в Висконсинском университете получил культуру стволовых клеток человеческого эмбриона из зародышей, предоставленных клиниками по искусственному оплодотворению в пробирке - in vitro. Эти клетки были плюрипотентны, то есть обладали большими возможностями, и неограниченно делились в лабораторных условиях. При имплантации под кожу мыши они давали начало клеткам выстилки кишечника, хряща, кости, мышц и эпителия нервной системы.

Открытие способности стволовых клеток эмбриона давать начало другим типам клеток породило веру в их целебные свойства, с помощью которых можно победить едва ли не любую болезнь и избежать старения. Было высказано мнение, что наивысший терапевтический потенциал эмбриональных стволовых клеток в обновлении тканей может быть реализован при их выделении из собственных клеток пациента. Чтобы получить "по заказу" такие индивидуально специфичные ПСК, требуется применить метод переноса ядра соматической клетки (ПЯСК) - этот же метод был использован при клонировании овцы Долли для создания эмбриона, идеально подходящего пациенту. Цель эмбрионального, или терапевтического, клонирования состоит в получении стволовых клеток человеческого эмбриона, идентичных собственным клеткам пациента, что со временем можно будет использовать для лечения болезней. Пока же о стволовых клетках эмбриона известно лишь то, что из них можно получать клетки разных типов, которые способны длительное время существовать в лабораторной культуре. Способности же управлять дифференцировкой и пролиферацией пока остаются на уровне гипотез.Эмбрион – нечто большее, чем человеческая ткань?Две крайние точки зрения на ограниченное клонирование отражают две морально-этические позиции по отношению к эмбриону человека. Эмбриолог Уинстон (Winston) утверждает: "Никто не собирается, да и не может клонировать человеческие эмбрионы... Всё, что нам нужно, - получить ткань эмбрионального происхождения и выделить из нее участки клеток, с помощью которых можно будет лечить больных людей". Однако профессор Скэрисбрик (Jack Scarisbrick) говорит иное: "Это - клонирование. Вы создаете точную копию человека. И от этого нового человека отрываете кусок, а потом убиваете его". Почему двое высокообразованных ученых высказывают прямо противоположные мнения об одной и той же методике? Первое мнение отражает биологический подход. Согласно ему, эмбрион, который не прошел имплантацию и внутриутробное развитие, не имеет никаких интересов, которые общество должно защищать. Такой эмбрион - не более чем скопище клеток, управляемых не мозгом, а генетическим кодом. Противоположный подход рассматривает эмбрион как живого человека, которого следует воспринимать как полноценную личность с первого мгновения его существования. "Вопрос не в том, похож ли развивающийся человеческий зародыш на взрослого человека, а в том, соответствует ли его развитие человеческой природе на данной конкретной стадии" (5). Общество обязано защищать человеческий эмбрион в силу его генетической уникальности и способности вырасти в личность. Вот почему эксперименты над эмбрионами - ничем не оправданное убийство.

В 1994 году Национальный институт здоровья США учредил комиссию по вопросу о человеческом эмбрионе с целью примирения этих двух противоположных точек зрения. Был разработан компромиссный подход, согласно которому эмбрион - не личность, но, будучи формой человеческой жизни, обладает моральной ценностью. Критерий этого промежуточного статуса - определение человеческой жизни и личности через обладание тремя обусловленными деятельностью мозга способностями: сознанием, способностью мыслить и способностью ощущать. Был сделан вывод, что человеческая личность проявляется только на 14-й день развития. В основу этого вывода легли три биологических факта. Во-первых, первичная полоска - предшественник центральной нервной системы развивается на 14-й день (6). Во-вторых, на ранних стадиях развития эмбриона его индивидуальность размыта. До седьмого-десятого дня развития возможны два явления: формирование близнецов и мозаицизм. Формирование близнецов - способность эмбриона разделяться и образовывать несколько генетически идентичных особей. В случае мозаицизма два разных зародыша сливаются воедино, образуя один организм с двумя различными геномами. И, наконец, приблизительно на 14-й день (иногда раньше, на 7-й -10-й день) происходит имплантация в стенку матки; до 60% эмбрионов при естественном оплодотворении не имплантируются в теле матери. Вывод: если в природе большинство зародышей в возрасте менее 14 дней погибают естественным путём, то эксперименты над эмбрионами допустимы до достижения 14 дней без имплантации.

Устойчивость компромиссной точки зрения.

Многих убеждает утверждение, что жизнь человека обретает уникальную, только ей присущую ценность лишь тогда, когда человек становится личностью. Есть ещё одна сходная точка зрения, рассматривающая человеческий эмбрион с позиций роста и развития: моральная ценность внутриутробной жизни возрастает с течением беременности, и на поздних её стадиях (или к моменту рождения) достигает общечеловеческого уровня. Однако принципиально важно рассмотреть предпосылки, на которых основаны "моральная граница" 14-го дня беременности и запрет на имплантацию эмбриона. Первая предпосылка: личностность должна определяться нашим восприятием человека как такового. Вторая предпосылка: составляющие личности - сознание, способность мыслить и способность ощущать. Третья предпосылка: первичная полоска есть точная мера сознания, способности мыслить и способности ощущать.

Очевидно, что, в соответствии с биологическими данными, сознание, способность мыслить и способность ощущать развиваются на более поздних стадиях. В недавней статье в "Журнале Американской медицинской ассоциации" (JAMA) Ланца (Lanza) и др. доказывают, что это - чёткая и реальная граница, поскольку как только формируется первичная ось тела, обретает конкретность "индивидуальность", являющаяся ключевым понятием для определения личности. Другие же учёные признают, что граница 14-го дня выбрана произвольно, поскольку "биологически" ясно, что раньше этого времени жизнь существовать не может. Специалист по этике из Принстонского университета Питер Сингер (Peter Singer) предполагает, что "новорожденный ребёнок не способен ни к самосознанию, ни к осознанию собственного существования во времени - он приобретает эти качества много позже. Это - не личность. Его жизнь заслуживает защиты не более, чем жизнь плода". "В нашей книге "Должен ли ребенок жить?" моя коллега Хельга Кузе (Helga Kuhse) и я высказываем предположение: только в возрасте 28 дней о новорожденном можно сказать, что он имеет такое же право на жизнь, как любой человек. И, конечно же, лишь намного позже ребенок приобретает чувство собственного существования во времени…". Если довести ход мысли сторонников "личностного подхода" до логического завершения, выходит, что инвалиды, умственно отсталые люди, маленькие дети и старики - неполноценные члены общества.

"Имплантационный подход", на первый взгляд, кажется обоснованным. В определенных ситуациях прерывание беременности - в интересах общества; ведь страшно подумать, что можно дать жизнь эмбрионам, возникшим в ходе экспериментов, мутантным и клонированным. Нельзя допустить, чтобы такие дети появлялись на свет. Вообще, клонирование человека недопустимо, потому что оно нарушает принцип уникальности каждой человеческой личности. Клонирование обесценивает уникальность личности - весьма вероятно, что клонированный человек будет считаться неполноправным по отношению к человеку, появившемуся на свет обычным образом. В отношении исследований плодов в матке уже разработаны этические нормы, допускающие вмешательство в тех случаях, когда ожидаемая польза перевешивает риск жизни личности плода. Следовательно, согласно этому подходу, эксперименты над эмбрионами или клонирование допустимо производить только в лабораторных условиях, и результатом этих операций может быть лишь производство клеточной массы, а не тканей и органов.

Но чем отличаются эмбрион в утробе и эмбрион в чашке Петри? Есть мнение, что "разница между эмбрионом в утробе и гаметами в чашке Петри состоит в том, что эмбриону для развития достаточно "естественного" существования… Лабораторный же эксперимент требует активного, направленного и "искусственного" (в виде механического переноса в матку) вмешательства третьей стороны, без которого беременность невозможна". Иначе говоря, перенесение эмбрионов, зачатых или клонированных в чашке Петри, в утробу - искусственный процесс. Это - любопытное замечание, учитывая, что гаметы требуют такого же "активного, направленного и "искусственного" (в виде механического переноса) вмешательства" в первую очередь для того, чтобы попасть в чашку Петри. Если мы против искусственного переноса гамет из чашки Петри, то почему мы должны радоваться их искусственному переносу в чашку Петри? На это отвечают: "Чтобы бесплодные пары могли иметь детей".

Создание эмбрионов для научных исследований

Создание эмбрионов было позволено для размножения рода человеческого. Но совсем другое дело - создавать эмбрионов, чтобы ставить на них эксперименты. Во-первых, разрешение на создание экспериментальных эмбрионов поднимает проблему инструментализации - создания человеческой жизни исключительно в утилитарных целях. Во-вторых, клонированные эмбрионы или полученные из них стволовые клетки имеют большую коммерческую ценность, а значит, встает проблема коммодификации людей - возможности торговли человеческой жизнью. Создание эмбрионов в целях эксперимента подрывает принцип самостоятельной ценности человеческой жизни. Жизнь ценна сама по себе, а не потому, что из нее можно извлечь пользу при лечении болезни. США выступили против создания эмбрионов в научных целях, но предложили разрешить производство стволовых клеток из эмбрионов, не усыновленных после искусственного оплодотворения, поскольку "лишние" эмбрионы и выброшенные плоды обречены на неминуемую гибель, и мы не должны отказываться от их использования для пополнения медико-биологического знания и возможности оказать медицинскую помощь больным. Но разве эмбрион, произведенный путем клонирования, имеет меньшую ценность, чем эмбрион, порожденный слиянием яйцеклетки и сперматозоида?

Цель оправдывает средства?

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

Обратимся к принципам исследований человека, на концепцию этики исследований человеческого организма оказали влияние три плодотворных документа, касающихся этических норм. Это Нюрнбергский кодекс (1946-49 гг.), Бельмонтский доклад (1979 г.) и Хельсинкская декларация (1964 г., поправки внесены в 2000 г.). Хотя каждый из этих документов посвящён отдельным вопросам, из всех них вытекают общие руководящие принципы. Научные эксперименты, равно как и исследования, должны быть высочайшего качества. Предварительные эксперименты над животными должны давать плодотворные и многообещающие результаты. Если для достижения цели применим метод, не требующий экспериментов над людьми, то такие эксперименты проводиться не должны.

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

Специалисты-биологи спорят о возможных причинах этого на страницах журнала Science.

Сотрудники двух известных американских научных центров использовали мышей для того, чтобы понять, что же именно нарушается в работе организма при клонировании. Выяснилось, что у клонированных мышей ДНК изменена и не вполне соответствует нормальной. Некоторые из генов, как говорят ученые, "не включаются".

"Стало быть, можно предположить: даже клоны, которые кажутся здоровыми, рождаются с нарушениями генетического кода", - говорит один из авторов исследования, профессор Рудольф Йенич.

"Экспериментировать на людях пока рано", - считает он.

Создатель Долли согласен

Такой же точки зрения придерживается и британский ученый Ян Вилмут - один из создателей известной во всем мире овечки Долли. В интервью Би-би-си он заявил: "Клонирование людей приведет к тому, что младенцы будут рождаться с серьезными отклонениями от нормы".

Очередным доказательством справедливости собственных слов профессор Вилмут и считает результаты работ американских ученых.

"Пока что результаты клонирования мы можем предсказывать только приблизительно, - говорит профессор Вилмут. - И неважно, идет ли речь о мышах, овцах, коровах или, если уж на то пошло, о людях".

Кстати, в 2002 году у знаменитой Долли было отмечено развитие артрита, который, как предполагается, мог стать результатом генных мутаций, инициированных процессом клонирования. Помимо артрита у животного наблюдался целый ряд отклонений от нормального развития, и в феврале учёные усыпили овечку из-за рака лёгких. Но опухоль могла быть и не вызвана процессом клонирования, за два года до кончины Долли умерла от той же болезни её соседка по камере.

«Мы понимали, что животное в опасности, - говорит создатель Долли Йен Уилмут из Института Рослин в Эдинбурге. - Тем более что инфекции гораздо быстрее распространяются, когда овец содержат в закрытых помещениях». Но спасать ценного клона почему-то не стали - в карантин не отправили.

Но возможно ли клонирование человека?

Учёные из США считают, что клонирование человека может оказаться неосуществимым по биологическим причинам. Они заявляют, что сотни попыток создать клон обезьяны провалились. По их словам, устройство яйцеклеток приматов, в том числе и человека, делает их клонирование практически невозможным. "Таким образом, подтверждается тот факт, что шарлатаны, сообщавшие о клонировании человека, никогда не понимали клеточной биологии настолько хорошо, чтобы добиться успеха", - заявил руководитель группы доктор Джеральд Шаттен.

Клонированию успешно подвергаются некоторые животные, в том числе мыши, овцы и другой скот, однако в последнее время появляются все более явные признаки того, что не все виды можно воспроизвести искусственным путем. Исследование, результаты которого были опубликованы в журнале Science, усиливает сомнения в том, что заявления компании Clonaid о создании первых человеческих клонов являются правдой. Эта компания, созданная последователями уфологического культа раэлитов, сообщила о рождении уже нескольких детей-клонов, однако до сих пор не предоставила убедительных доказательств

Большинство ученых сходятся на том, что попытки создать клон человека опасны и сомнительны с моральной точки зрения. Многие клоны животных появлялись на свет с теми или иными отклонениями. Здоровыми они рождались редко, сообщает BBC.

Исследователи университета Питтсбургской школы медицины попытались клонировать макаку-резус с помощью технологии, использовавшейся при создании клона знаменитой овцы Долли. После сотен попыток им так ни разу не удалось добиться беременности у носителя клона. Другим группам ученым также не удалось клонировать обезьян. Судя по всему, у приматов при делении клонированных клеток ДНК не передается новым клеткам должным образом. Некоторые клетки в итоге получают либо слишком много, либо слишком мало ДНК, и оказываются нежизнеспособными. Ученые полагают, что попытки клонировать других приматов, в том числе и человека, скорее всего, обречены на провал.

Тем временем японские ученые утверждают, что нашли альтернативу технике клонирования при выращивании отдельных органов. Исследователи из Института репродукции человека при Киотском университете объявили, что им впервые в мире удалось вернуть обычные клетки крови к тому состоянию, когда из них можно получить абсолютно любой трансплантант.

В ходе опытов у лабораторных мышей изъяли лимфоциты и при помощи электрошока объединили их с зародышевыми стволовыми клетками - предшественницами всех взрослых тканей, составляющими "тело" эмбриона. Полученный гибрид пересадили в питательную среду и по прошествии короткого времени лимфоциты превратились в клубок клеток самой разной "ориентации". В нем были намешаны начальные формы костной, мышечной, нервной и прочих тканей. Оставалось только вычленить необходимую клетку и создать условия для ее дальнейшего перерастания в отдельный орган.

Как говорят ученые, новая техника репродукции обещает прорыв в трансплантологии - донором в данном случае выступает сам же реципиент. Это также, по их мнению, позволяет обойти этические проблемы, которые возникают при клонировании, когда роль "фабрики запчастей для тела" играют зародыши-клоны.

Заключение

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. Механизм этого явления пока не поддается научному объяснению. Но очевидно, что для клонирования взрослых позвоночных необходимо использовать малодифференцированные делящиеся клетки.

Что касается этической стороны дела, то заповеди, которыми человечество пользуется века, к сожалению, не предусматривают новых закономерностей и возможностей, какие вносит в нашу жизнь наука. Поэтому людям и необходимо обсуждать и принимать новые законы общежития, учитывающие новые реальности.

Рис. 1. Методика, с помощью которой Кэмпбелл и его коллеги клонировали овец.

Из клеток эмбрионального диска получили устойчивые культуры клеток. Из ооцитов-реципиентов удаляли часть цитоплазмы вместе с метафазной пластинкой и индуцировали слияние таких безъядерных