Ученые впервые клонировали эмбрион человека

Чей клон лучше

Что нужно для создания человека? Две кучки клеток. Именно так выглядит зародыш на самых ранних стадиях развития — в течение первой недели. Снаружи плотным слоем выстроены клетки, из которых впоследствии образуются внезародышевые ткани (плацента и оболочки, через которые эмбрион питается). Внутри рыхлой кучкой лежит внутренняя клеточная масса — клетки, которые позже дадут начало всем органам и тканям будущего организма. Если эти клетки извлечь и посадить на подложку, они будут продолжать расти — получится культура эмбриональных стволовых клеток. Подведем промежуточный итог: ранний эмбрион человека — это клеточный двуслойный шар, а для создания тканей и органов достаточно только внутренней группы клеток.

Как получить эмбрион, генетически идентичный другому человеку? Если просто взять клетку взрослого человека и заставить ее делиться, то зародыш не образуется. Это происходит потому, что во взрослых клетках работают другие гены, не такие, как в зародыше. Чтобы включить гены, работающие на ранних эмбриональных стадиях, нужно репрограммировать геном взрослой клетки. Этого можно добиться двумя путями.

Поначалу, когда среди ученых не было четкого понимания того, что такое репрограммирование, они пользовались простым методом. Брали яйцеклетку взрослого организма, вынимали оттуда ядро и заменяли его на клеточное ядро из любой клетки того, кого мы собираемся клонировать. Дальше цитоплазма яйцеклетки как-то (до сих пор не до конца известно как) действует на новое ядро, и его геном начинает работать по тем же принципам, как и в яйцеклетке. Эту технологию называют SCNT (somatic cell nuclear transfer, перенос ядра соматической — то есть не половой — клетки). Именно таким способом клонировали лягушек, мышей и овечку Долли. И таким же способом в 2013 году удалось получить клонированные эмбрионы человека.

Дальше с этими эмбрионами можно поступать по-разному. Можно подсадить их суррогатной матери и вырастить (так происходило с клонированными животными). Это называют репродуктивным клонированием. И именно оно строго запрещено законом. Однако эмбрионы обезьян, полученные таким образом, не приживались в матке, что снижает градус беспокойства по поводу полноценного клонирования людей. Или же можно извлечь из зародыша внутреннюю клеточную массу, вырастить культуру эмбриональных стволовых клеток и отрабатывать на ней методики, тестировать лекарства и теоретически получать из нее «запасные» органы и ткани. Это терапевтическое клонирование, которое в некоторых странах уже разрешено. Но не в России, так как оно подразумевает то самое «создание эмбриона человека в целях производства биомедицинских клеточных продуктов» и «разрушение эмбриона человека», которое закон считает недопустимым.

В то же время есть и альтернативная методика репрограммирования. Берем клетки взрослого организма и действуем на них небольшим набором белков. Эти белки переключают работу генов в ядрах, и клетки возвращаются в зародышевое состояние. Их называют индуцированными плюрипотентными клетками, а технология уже принесла своему изобретателю Синъе Яманаке Нобелевскую премию. Иными словами, мы из взрослых клеток получаем культуру, аналогичную эмбриональным стволовым клеткам. И снова можем их использовать для экспериментов и выращивания органов.

Видео

В чём польза клонирования для человечества?

В науке распространены три вида клонирования: генетическое, репродуктивное и терапевтическое. В первом случае клонируются определённые гены или участки ДНК, а репродуктивное клонирование позволяет копировать животных, что уже превратилось в бизнес по созданию генетических копий домашних питомцев. Такая услуга обойдётся в 100-150 тысяч долларов, но не факт, что клонированное животное сохранит все качества и характеристике оригинала, даже цвет шерсти лишь отчасти зависит от ДНК.

Широкое применение репродуктивное клонирование может получить в животноводстве. В 2008 году в США управление по контролю за продуктами питания и лекарствами (FDA) признало мясо и молоко клонированных животных безопасным для человека. В Евросоюзе, напротив, в 2015 году ввели постоянный запрет на клонирование сельскохозяйственных животных и продажу пищевых продуктов из таких особей. Противники клонирования по обе стороны океана сомневаются в безопасности продукции из клонированных животных из-за недостаточной изученности технологии и её воздействия на организм клонов. Другой тормозящий фактор – дороговизна технологии.

Альтернативный вариант животного клонирования на благо общества придумали китайские власти. В 2019 году в Поднебесной клонировали полицейского пса с лучшими характеристиками для несения службы. Китайские учёные считают, что дрессировка его клона потребует меньше времени и затрат по сравнению с обычным щенком той же породы. Также технология помогла бы в сохранении редких видов животных, но не факт, что популяция клонов будет приспособлена к выживанию. В отличие от клонирования половое размножение обеспечивает обмен и создание новых генетических комбинаций, что поддерживает разнообразие и устойчивость видов в условиях непредсказуемой внешней среды.

Наибольший интерес представляет терапевтическое клонирование. В перспективе оно может упростить пересадку органов. Биологам уже удалось вырастить искусственную кожу и щитовидную железу, а эксперимент на мышах с дефицитом иммунитета показал, что иммунная система поддается восстановлению за счёт внедрения в организм эмбриональных столовых клеток. Этот строительный ресурс принимает форму клеток разных органов, тканей, крови и поддерживают иммунитет.

Давайте клонируем динозавра!

Одним из перспективных применений клонирования видится возможность возродить давно утерянные виды животных, а также те, которые постепенно исчезают под поступью научно-технического прогресса. Но, к несчастью, вернуть к жизни динозавров пока не представляется возможным. Ученые в основном находят их окаменевшие останки, в которых нет и капельки органики с генетическим материалом.

Некоторую надежду исследователям подарило обнаружение в костях динозавров белков. Но найденный в останках тиранозавра коллаген оказался таким же, как у страусов, что поставило крест на каких-либо дальнейших экспериментах. Возродить таких животных получится только тогда, когда мы найдем отлично сохранившийся и полноценный генетический материал. Сами понимаете, насколько высоки эти шансы спустя миллионы лет после гибели динозавров.

Но ладно, пускай ученым это удалось на какой-то из Земель в многочисленных параллельных вселенных. Что дальше? Как быть с яйцеклеткой? Где найти достаточно близкий по строению родственный вид, который сможет выносить будущих динозавров? И смогут ли они вообще существовать в условиях современной окружающей среды? Некоторые люди не терпят перестановку в комнате, а бедным динозаврам придется дышать воздухом, который на 21% насыщен кислородом вместо привычных миллионы лет назад 10—15%.

А потому поглядывать стоит на более близкие нам по временной линии виды. Например, последняя замечательная птица додо покинула этот жестокий мир еще в 17-м веке, но знают о ней даже школьники (не уверен, что сегодняшние). Всё благодаря карикатурному автопортрету Льюиса Кэрролла из «Алисы в Стране чудес».

Несколько экземпляров этой птицы в виде чучел сохранились в разных музеях. Сохранились также их мягкие ткани, а среди родственников значится никобарская голубка, которая и могла бы выносить потомство додо. Правда, пока все это лишь разговоры.

Среди известных, но, к сожалению, провальных попыток реанимировать умерший вид значится пиренейский козерог, который исчез относительно недавно — в 2000 году. В 2009-м родился его клон, который прожил всего семь минут.

Могут ли клонировать вымерших животных?

После фильма «Парк Юрского периода» многие надеются, что учёным удастся клонировать динозавра, но это навсегда останется фантастикой. Динозавры вымерли слишком давно, так что тканей с молекулами ДНК просто не осталось — одни окаменелые кости.

Более реальным представляется клонирование мамонтов и других животных ледникового периода, останки которых периодически находят в вечной мерзлоте. Однако на данный момент и это практически невозможно по нескольким причинам Mammoth Resurrection: 11 Hurdles to Bringing Back an Ice Age Beast :

  • Для клонирования нужно неповреждённое ядро с целой ДНК, а даже в самых хорошо сохранившихся останках генетический код разбит на множество частей. Учёным приходится собирать «буквы» генома, не зная точной последовательности и ориентируясь на ДНК ближайших родственников, так что нельзя предсказать, что получится в итоге.
  • Чтобы клонировать животное, нужна суррогатная мать. Ближайшими родственниками мамонтов являются азиатские слоны, поэтому донором яйцеклетки и суррогатной матерью для мамонтёнка может стать только самка этого животного. Процедура взятия яйцеклетки и её подсадки в матку будет очень сложна, но даже если всё пройдёт успешно, на свет родится не чистый вид, а гибрид мамонта и слона.
  • Учёные опасаются, что даже в случае успешного клонирования животным не хватит генетического разнообразия, чтобы создать новую популяцию.

Подобные проблемы препятствуют клонированию всех вымерших животных.

Разновидности клонирования

Репродуктивное клонирование человека

Репродуктивное клони́рование человека — предполагает что , родившийся в результате клонирования, получает , , , , словом — ведёт такую же жизнь, как и все «обычные» люди. Репродуктивное клонирование встречается со множеством , , проблем, которые сегодня ещё не имеют очевидного решения. В большинстве все работы по репродуктивному клонированию запрещены на .

Терапевтическое клонирование человека

Терапевти́ческое клони́рование челове́ка — предполагает, что развитие эмбриона останавливается в течение 14 дней, а сам эмбрион используется как продукт для получения стволовых клеток. Законодатели многих стран[уточнить] опасаются, что легализация терапевтического клонирования приведёт к его переходу в репродуктивное. Однако в некоторых странах (США[1], Великобритания) терапевтическое клонирование разрешено.

Каких животных уже клонировали?

Долли — самый известный клон, но далеко не первый. История клонирования началась за целый век до рождения овечки.

В 1885 году Ханс Дриш разделил двухклеточный эмбрион морского ежа и получил двух идентичных близнецов. Затем в 1902 году Ханс Спеманн с помощью волоска разделил эмбрион саламандры и тоже получил двух клонов.

Опыты с переносом ядра в яйцеклетку начались 50 лет спустя. Сначала получилось вставить ядро клетки эмбриона в пустую яйцеклетку лягушки, чуть позже — вырастить головастика из клетки кишечника лягушки.

Потом настал черёд млекопитающих. В 1984 году Стин Вилладсен вставил The History of Cloning ядро эмбриона овцы в безъядерную яйцеклетку. Суррогатная мать‑овца выносила трёх клонов‑ягнят. Таким же образом — из клеток эмбрионов — успешно клонировали цыплят, овец и коров.

И, наконец, в 1996 году исследователи из Рослинского института в Шотландии впервые создали клона из клетки вымени шестилетней овцы. После 276 попыток эксперимент удался, и на свет появилась овечка Долли.

Чучело овечки Долли в Королевском музее Шотландии / Wikipedia

После Долли по этой технологии клонировали множество животных: корову, кошку, оленя, собаку, лошадь, мула, вола, свинью, кролика, крыс и мышей, козла, волка.

Учёные пытались клонировать и обезьян, но это оказалось не так просто. Только через 10 лет после Долли в пробирке вырастили стволовые клетки макаки‑резуса, а живых клонов удалось создать ещё спустя столько же. В 2018 году эксперимент китайских учёных закончился созданием Cloning of Macaque Monkeys by Somatic Cell Nuclear Transfer двух длиннохвостых макак: Зонг Зонг и Хуа Хуа.

Ищу человека

Продолжающие развиваться биотехнологии ставят непростые задачи перед юристами и разжигают страсть в любителях философских рассуждений. Вечная проблема — кого во всех этих экспериментах считать человеческим существом? Эта задача не имеет общепринятого решения, и каждое сообщество решает ее по-своему, в зависимости от своих моральных убеждений. Однако чем сложнее становятся технологии, тем больше запутываются выводы. Пусть мы считаем человеческим существом зародыш на ранней стадии развития, двухслойный шарик. Считаем ли мы человеком кучку клеток, выделенную из шарика? По-видимому, нет, иначе бы на них давно запретили проводить эксперименты. Тем не менее известны опыты с химерными зародышами: можно взять эмбрион одного существа (даже другого вида) и ввести внутреннюю клеточную массу другого вида. Какой статус получит такая конструкция? А органы, полученные посредством этих технологий? И что будет, когда мы наконец научимся выращивать человеческий мозг?

Теги

Adblock
detector