Реферат клонирование организмов. Клонирование организмов Клонирование человека биология

Можно получить потомство млекопитающих, генетически идентичное живым взрослым особям.

В 1996 году весь мир был взбудоражен новостью об овечке Долли. В результате экспериментов, выполненных под руководством Яна Уилмута, родилась овца, генетически идентичная взрослой овце. В норме (см. Законы Менделя) особь вырастает из одной оплодотворенной яйцеклетки, получив половину генетического материала от одного родителя и вторую половину — от второго. При клонировании же генетический материал берут из клетки одной живущей особи. Делается это так: из одной оплодотворенной клетки (зиготы ) удаляют ядро (в котором находится ДНК). Затем извлекают ядро из клетки взрослой особи этого же вида и имплантируют его в лишенную ядра зиготу. Это яйцо имплантируют в матку самки данного вида и дают ему возможность расти, пока не придет время родов.

Сенсационность клонирования, принесшая Яну Уилмуту и Долли мировую известность, заключается в характере изменений клеточной ДНК по мере развития эмбриона. В начале в зиготе «включены» все гены, другими словами, все они могут работать. Однако в определенные сроки клетки становятся специализированными — в них отключаются разные гены, и их эффект больше не проявляется (на языке генетиков это называется «они не могут экспрессироваться »). Например, в каждой клетке вашего организма есть гены, отвечающие за синтез инсулина, но при этом инсулин вырабатывается только определенными участками поджелудочной железы. Во всех остальных клетках вашего тела (например, в клетках кожи, нервных клетках головного мозга) ген инсулина отключен.

Очевидно, что в ДНК, имплантированной в оплодотворенную яйцеклетку, какие-то гены уже отключены; какие именно и в какой последовательности — определяется тем, из какого органа взрослой особи была получена клетка. Оказывается, оплодотворенное яйцо — мы до конца не понимаем, как это происходит — способно вновь установить часы клетки на «0», т. е. вновь включить все гены, благодаря чему становится возможным нормальное развитие эмбриона. В этом суть великого открытия Уилмута.

Не все попытки клонирования оказываются успешными. Одновременно с Долли эксперимент по замене ДНК был проведен на 273 других яйцеклетках, и лишь в одном случае выросло живое взрослое животное. После Долли были клонированы многие виды млекопитающих, назовем лишь некоторых — корова, мышь и свинья. Из яйцеклетки мыши получено несколько поколений клонированных животных — клоны, клоны из клонов, клоны из клонов и т. д.

Серьезнейшие разногласия вызвала возможность применения данной технологии к человеку. С одной стороны, новая технология несет ужасающую угрозу нравственности, поэтому клонирование человека надо запретить. С другой стороны, благодаря этой технологии много бесплодных супружеских пар получают шанс иметь биологически родственных им детей, и значит, по мнению многих, это вполне этично.

Пока споры продолжаются, обратим внимание на один важный аспект. С технической точки зрения, клон, каким является Долли, всего лишь особь, ДНК которой идентична ДНК другой особи. Нам нередко приходится сталкиваться с особями, имеющими идентичную ДНК — мы называем их близнецами. Клон — это просто-напросто близнец, родившийся на несколько лет или десятилетий позже — «асинхронный близнец». Так же как нам никогда не пришло бы в голову ожидать, что один близнец может отдать другому свое сердце для пересадки, перспектива выращивания клонов для заготовки пересаживаемых органов — лишь страшный сон, который никогда не станет явью. Я на собственном опыте убедился, что стоит заменить слово «клон» на «близнец», как дебаты по клонированию человека утрачивают пафос.

Не могу поручиться, но думаю, что ближе к 2010 году клонирование будет считаться не более предосудительным, чем оплодотворение в пробирке или другие современные методы лечения бесплодия. Поскольку клонирование — довольно простая процедура, предусматривающая использование стандартных приемов, я ожидаю в скором времени появления клонированных людей (если только это уже не произошло к тому моменту, когда вы читаете эти строки).

Ян УИЛМУТ
Ian Wilmut, р. 1944

Шотландский эмбриолог, родился в английском городке Хэмптон-Люси. В 1971 году окончил Ноттингемский университет, а в 1974 году получил докторскую степень за разработку методов замораживания свиной спермы. В том же году перешел в Институт Рослина рядом с Эдинбургом, где продолжает заниматься генетической инженерией домашнего скота. Уилмут установил причины внутриутробной смерти овец и свиней, связанные с нарушением развития и физиологией, затем начал исследовать методы улучшения поголовья домашнего скота. В связи с полемикой по поводу клонированных животных Уилмут заметил: «Я не провожу бессонных ночей. Я верю в высокую нравственность нашего вида».

БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ

В природе существует два основных типа размножения - бесполое и половое. Каждый из этих типов делится на несколько подтипов. В данном случае нас интересует бесполое размножение. Оно происходит без образования гамет при участии одного организма. "При бесполом размножении образуются идентичные потомки, а единственным источником генетической изменчивости служат случайные мутации"(1). Такое потомство, происходящее от одной родительской особи, называют клоном. Члены одного клона могут быть разными только вследствие случайной мутации. Существует подтипов бесполого размножения.

Деление

Таким способом размножаются простейшие одноклеточные организмы: каждая особь делится на несколько (две и более) дочерних клеток, которые идентичны материнской клетке. Перед делением происходит репликация ДНК, а у эукариотической клетки - также деление ядра. В основном происходит бинарное деление, при котором из одной материнской образуются две одинаковые дочерние клетки. Так делятся бактерии, простейшие и некоторые водоросли. Существует также множественное деление - процесс, при котором "вслед за рядом повторных делений клеточного ядра происходит деление самой клетки на множество дочерних клеток" (2). Наблюдается у таких простейших, как споровики. Эти дочерние клетки являются спорами. Спора - одноклеточная единица, состоящая из небольшого количества цитоплазмы и ядра и имеющая микроскопические размеры.

Почкование

Почкование - форма бесполого размножения, когда дочерняя клетка образуется в виде выроста, очень напоминающего почку растения. Этот вырост появляется на родительской особи, а затем, отрываясь от него, ведёт самостоятельный образ жизни. При этом отпочковавшаяся особь идентична родительскому организму. Размножение почкованием встречается у разных групп организмов: у кишечнополостных (гидра) и у одноклеточных грибов (дрожжи).

Размножение фрагментами (фрагментация)

"Фрагментацией называют разделение особи на две или несколько частей, каждая из которых растёт и образует новую особь".(3) Фрагментацию можно наблюдать у некоторых низших животных, которые в силу своих слабо дифференцированных клеток сохраняют значительную способность к регенерации. Таких животных используют для экспериментального изучения процесса фрагментации. Часто при этом используют свободноживущую планарию. Эти эксперименты помогают понять процесс дифференцировки. В результате этого процесса каждая клетка приобретает определённую структуру, которая позволяет ей выполнять ряд специфических функций более эффективно. Это является одним из важнейших событий, которые происходят в процессе развития.

Клонирование

Итак, клонирование - "получение идентичных потомков при помощи бесполого размножения"(4). По-другому определение клонирования звучит так "Клонирование - это процесс изготовления генетически идентичных копий отдельной клетки или организма" (5). То есть эти организмы похожи не только внешне, но и генетический код, заложенный в них, одинаков.
Возможности клонирования открывают новые перспективы для садоводов-огородников, фермеров-животноводов, а также для его медицинского применения. "Одной из главных задач в данной области является создание коров, в молоке которых будет содержаться сыворотка человеческого алгаомина. Эта сыворотка используется для лечения ожогов и иных травм, и мировая потребность в ней составляет от 500 до 600 тон в год" (6)(рисунок). Это одно направление. Второе - создание органов животных, которые можно будет использовать для трансплантации человеку. "Во всех странах существует серьезный недостаток донорских органов - почек, сердец, поджелудочных желез, печени. Поэтому идея, что можно создать практически конвейерное производство трансгенетических свиней, по графику поставляющих такие органы для пациентов, специально подготовленных для приема этих органов, вместо того, чтобы отчаянно пытаться найти подходящую ткань у донора-человека - такая идея является волнующей перспективой" (7). Путём клонирования можно получать животных с высокой продуктивностью яиц, молока, шерсти или таких животных, которые выделяют нужные человеку ферменты (инсулин, интерферон, химозин). "Человеческие ферменты можно получать и более простым способом: взяв нужную клетку крови человека, клонировать её и вырастить клеточную культуру, которая в лабораторных условиях будет производить нужный фермент. Комбинируя методы генной инженерии с клонированием, можно вывести трансгенные сельскохозяйственные растения, которые смогут сами себя защищать от вредителей или будут устойчивы к определённым болезням."(8).

Структурно-функциональная организация генетического материала

Наследственность и изменчивость - фундаментальные свойства живого.
Жизнь как особое явление характеризуется продолжительностью существования во времени. Это обеспечивается преемственностью живых систем. В основе такого непрерывного существования во времени лежит способность биологических систем к самовоспроизведению. "Сохранение жизни в меняющихся условиях оказывается возможным благодаря эволюции живых форм, в процессе которой у них появляются изменения, обеспечивающие приспособление к новой среде обитания. Непрерывность существования и историческое развитие живой природы обусловлены двумя фундаментальными свойствами жизни: наследственностью и изменчивостью." (9) Рассмотрим эти свойства более подробно. Наследственность. Что под этим подразумевается? На клеточном и организменном уровнях под наследственностью понимают способность биологических систем сохранять и передавать в процессе самовоспроизведения строение, особые функции, развитие. На популяционно-видовом уровне организации жизни наследственность проявляется в поддержании постоянного соотношения генетических форм в ряду поколений данного вида. На биоценотическом уровне- в обеспечении сохранения определённого соотношения видов организмов, которые образуют биоценоз. В ходе возникновения и развития жизни на земле наследственность играла огромную, решающую роль, так как закрепляла полезные изменения, происходящие в организме, таким образом, обеспечивая как бы консерватизм организации живых систем. Поэтому можно сделать вывод, что наследственность является одним из главных факторов эволюции. "Изменчивостью называется вся совокупность различий по тому или иному признаку между организмами, принадлежащими к одной и той же природной популяции или виду."(10) На уровне отдельных клеток и организмов изменчивость проявляется в возникновении отличий между ними, так как затрагивается их индивидуальное развитие (онтогенез). На популяционно-видовом уровне организации жизни это свойство проявляется в наличии генетических различий между отдельными представителями популяции вида. Благодаря этому появляются новые виды организмов, что вносит разнообразие, а так же изменения в межвидовые взаимоотношения в биоценозах. Изменчивость в определённом смысле отражает динамичность организации живых систем и тоже является решающим фактором эволюции.
"Несмотря на то что по своим результатам наследственность и изменчивость разнонаправлены, в живой природе эти два фундаментальных свойства образуют неразрывное единство, чем достигается одновременно сохранение в процессе эволюции имеющихся биологически целесообразных качеств и возникновение новых, делающих возможным существование жизни в разнообразных условиях."(11)

Цитоплазматическое наследование

В начале XX в. было обнаружено, что в клетках имеется внехромосомный наследственный материал. Он располагается в различных цитоплазматических структурах и определяет собой особую цитоплазматическую наследственность. Наличие некоторого количества наследственного материала в цитоплазме в виде кольцевых молекул ДНК митохондрий и пластид, а также других внеядерных генетических элементов даёт основание для специального рассмотрения их участия в формировании фенотипа в процессе индивидуального развития. Цитоплазматические гены не подчиняются законам Менделя о наследовании, которые определяются поведением хромосом при процессах: митозе, мейозе и оплодотворении. Так как образующийся вследствие оплодотворения организм получает цитоплазматические структуры вместе с яйцеклеткой, то цитоплазматическое наследование идёт по материнской линии. Этот тип наследования был впервые описан К. Корренсом в 1908 г. в отношении признака пёстрых листьев у некоторых растений (рисунок). Позднее было установлено, что развитие этого признака обуславливается мутацией, которая возникает в ДНК хлоропластов и нарушает в них синтез хлорофилла. Размножение в клетках нормальных (зелёных) и мутантных (бесцветных) пластид, их последующее затем случайное распределение между дочерними клетками приводят к появлению отдельных клеток, совершенно лишённых нормальных пластид. Потомство таких клеток и образует обесцвеченные участки на листьях. Таким образом, фенотип потомства зависит от фенотипа материнской особи, то есть у растения с зелёными листьями потомство будет абсолютно нормальным, потомство растения с бесцветными листьями будет такой же фенотип. Для клонирования это важно, так как при этом процессе ядро яйцеклетки заменяется ядром соматической клетки из ткани животного, и цитоплазматические гены должны запустить программу роста и развития этой клетки. Здесь решаются проблемы связанные с хромосомами.

Положения хромосомной теории

Термин хромосома был предложен в 1888г. немецким морфологом В. Вальдейером. Он применил этот термин для обозначения внутриядерных структур эукариотической клетки, которые хорошо окрашиваются основными красителями (от греческого хрома - цвет и сома - тело).
Представление о хромосомах как носителях комплексов генов было составлено наблюдения сцеплённого наследования родительских признаков друг с другом при передаче их из поколение в поколение. Такое сцепление признаков объяснили размещением соответствующих генов в хромосоме, которая является достаточно устойчивой структурой, сохраняющей состав генов в ряду поколений клеток и организмов.
Согласно хромосомной теории наследственности, совокупность генов, входящих в состав одной хромосомы, образует группу сцепления. Каждая хромосома уникальна по набору заключённых в ней генов. Поэтому число групп сцепления в наследственном материале организмов, принадлежащих к одному виду, определяется количеством хромосом в гаплоидном наборе их половых клеток. При оплодотворении образуется диплоидный набор, каждая группа сцепления которого представлена двумя видами - отцовской и материнской хромосомами, несущими разные наборы соответствующего комплекса генов.
Представление о линейном расположении генов в хромосомах возникло на основе нередко наблюдаемого процесса рекомбинации (взаимообмена) между материнским и отцовским комплексами генов, заключённых в гомологичных хромосомах. Установили, что частота рекомбинации характеризуется определённым постоянством для каждой пары генов и различна для разных пар. Это наблюдение дало возможность предположить связь частоты рекомбинации с последовательностью расположения генов в хромосоме.
Таким образом, была доказана роль хромосом как основных носителей наследственного материала в эукариотической клетке.

Роль ДНК в наследственности

В начале ХХ века Саттон и Бовери высказали верную мысль о том, что именно хромосомы передают генетическую одного поколения другому и сформулировали так называемую хромосомную теорию наследственности. "Согласно этой теории, каждая пара факторов локализована в паре гомологичных хромосом, причём каждая хромосома несёт по одному фактору. А так как число признаков у любого организма во много раз больше числа его хромосом, видимых в микроскоп, каждая хромосома должна содержать множество факторов. ."(12) В ряде экспериментов Альфред Мирский показал, что у особей одного вида все соматические клетки содержат
равное количество ДНК, которое вдвое больше количества ДНК в гаметах. То же самое относится и к содержанию в хромосомах белка, так что эти данные мало способствовали выяснению природы генетического материала.
В 1928 г. английский микробиолог Фредерик Гриффит поставил опыт. Во времена, когда антибиотики ещё не были известны, он пытался приготовить вакцину против пневмококка - возбудителя одной из форм пневмонии. Были известны две формы этой бактерии, одна из них обладает студенистой капсулой и вирулентна (вызывает заболевание), а другая не имеет этой капсулы и не вирулентна. Способность вызывать пневмонию и была, видимо, связана с наличием этой капсулы. Опыты по введению разных форм этих бактерий дали результаты, представленные в таблице 1.

Таблица 1

Результаты эксперимента Гриффита

"При вскрытии погибших мышей в них были обнаружены живые инкапсулированные формы. На основании этих результатов Гриффит сделал вывод, что от убитых нагреванием инкапсулированных форм к живым бескапсульным формам передаётся какой-то фактор, заставляющий их вырабатывать капсулы и становиться вирулентными."(13) Но природа этого трансформирующего фактора оставалась неизвестной до 1944 г., когда удалось выделить и идентифицировать его. Эвери, Мак-Карти и Мак-Лео установили, что удаление полисахаридной капсулы и белковой фракции из клеточных экстрактов не влило на способность трансформировать бескапсульные формы, но добавление фермента дезоксирибонуклеазы (ДНКазы), гидролизирующей ДНК, препятствовало трансформации. Способность высокоочищенных экстрактов ДНК из инкапсулированных клеток вызывать трансформацию показала, что фактором Гриффта была ДНК.

Химический состав хромосом

Изучение химической организации хромосом эукариотических клеток показало, что они состоят в основном из ДНК и белков, которые образуют нуклеопротеиновый комплекс.
Как было доказано исследованиями, ДНК является носителем свойств наследственности и изменчивости и заключает в себе биологическую информацию - своеобразную программу развития клетки и организма, записанную с помощью особого кода. Количество ДДНК в ядрах клеток организма данного постоянно и пропорционально их плоидности. В диплоидных соматических клетках организма её в два раза больше, чем в гаметах. Увеличение числа хромосомных наборов в полиплоидных клетках сопровождается пропорциональным увеличением количества ДНК в них.
Белки составляют значительную часть вещества хромосом. На них приходится около 65% массы этих структур. Белки в хромосомах делятся на две группы: гистоны и негистоновые белки.
Помимо ДНК и белков в составе хромосом обнаружены РНК, липиды, полисахариды, ионы металлов.
РНК содержится во всех живых клетках в виде одноцепочечных молекул. Она отличается от ДНК тем, что содержит рибозу (вместо дезоксирибозы ДНК), а в качестве одного из пиримидиновых оснований - урацил (вместо тимина). Анализ РНК, содержащихся в клетке, показал, что существует три типа РНК, которые участвуют в синтезе белковых молекул. Во-первых, это матричная, или информационная, РНК (иРНК или иРНК), которая выполняет роль посредника при синтезе белков. Во-вторых, транспортная РНК (тРНК), которая является связующим звеном между триплетным кодом, содержащимся в мРНК, и аминокислотной последовательностью полипептидной цепи. И, в-третьих, рибосомная РНК (рРНК), которая находится в цитоплазме, где связана с белковыми молекулами, образуя вместе с ними клеточные органеллы - рибосомы. Все три типа РНК синтезируются непосредственно на ДНК, которая служит основой для этого процесса. Количество РНК в каждой клетке находится в прямой зависимости от количества вырабатываемого этой клеткой белка.
Данные, полученные экспериментами на самых разных организмах, показали, что процесс синтеза белка состоит из двух процессов, представленных на рисунке.

Природа генов

В 1866 г. Мендель высказал предположение, что признаки организмов определяются наследуемыми единицами, которые он назвал "элементами". Позже их называли "факторами" и, наконец, генами. Было выяснено, что гены находятся в хромосомах, с которыми они и передаются из поколения в поколение. Если рассматривать ген как единицу мутации, то ему можно дать такое определение: "Ген - это наименьший участок хромосомы, который может быть отделён от примыкающих к нему участков в результате кроссинговера" (14). "Кроссинговер - обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами" (15). Если же рассматривать процесс мутирования, то геном можно назвать "наименьший участок хромосомы, способный претерпеть мутацию"(16).

Способы клонирования

Как уже говорилось выше, получение идентичных потомков при помощи бесполого размножения называется клонированием. Этот метод возник в результате попыток доказать, что ядра зрелых клеток, которые закончили своё развитие, содержат всю информацию, необходимую для кодирования всех признаков организма, специализация каждой клетки обусловлена включением определённых генов или их выключением, а не утратой некоторых из них. Первый успех был достигнут профессором Корнельского университета Стюардом. Он доказал, что, выращивая отдельные клетки съедобной части моркови в среде, содержащей нужные питательные вещества и гормоны, можно индуцировать процессы клеточного деления, приводящие к образованию новых клеток моркови.
"Первым, кто доказал возможность искусственного получения близнецов, был немецкий эмбриолог Дриш. Разделив клетки двуклеточного зародыша морского ежа, он получил два генетически идентичных организма.
Первые успешные опыты по трансплантации ядер клеток тела в яйцеклетку осуществили в 1952 году Бриге и Кинг, проводившие опыты с амебами. А в 1979 году англичанин Виладсен разработал метод получения однояйцевых близнецов из эмбрионов овцы и коровы. Однако развития эмбрионов добиться не удалось" (17). А в 1976 году Дж. Гердон доказал возможность клонирования на лягушках. Однако лишь в 1983 году учёным удалось получить серийные клоны взрослых амфибий (рисунок).
Как же, вопреки строгой закономерности, можно заставить клетку развиваться только с материнским диплоидным набором хромосом? Теоретически решение этой проблемы возможно двумя способами: хирургическим и "терапевтическим".
Хронологически второй метод изобретён намного раньше. Сто лет назад зоолог Московского университета А. А. Тихомиров открыл, что яйца тутового шелкопряда под воздействием различных химических и физических реакций могут развиваться без оплодотворения. Такое развитие было названо партеногенезом. Но оно рано останавливалось: партеногенетические эмбрионы погибали ещё до вылупления личинок из яиц.
Б. Л. Астауров в 30-е годы в результате длительных исследований подобрал термическое воздействие, которое одновременно блокировало стадию мейоза, то есть превращение диплоидного ядра яйцеклетки в гаплоидный, и активировало неоплодотворённое яйцо к развитию. С ядром, оставшимся диплоидным, развитие заканчивалось вылуплением личинок, повторяющих генотип матери, включая пол.
Клонировать млекопитающих можно, как упоминалось, и другим способом - хирургическим. Он основан на замене гаплоидного ядра яйцеклетки на диплоидное ядро, взятое из клеток эмбрионов. Эти клетки ещё не дифференцированы, то есть не началась закладка органов, поэтому их ядра легко заменяют функцию диплоидного ядра только что оплодотворённой клети. Таким методом в США (1952) У. Р. Бриггс и Т. Дж. Кинг, в Англии Д. Б. Гордон (1960) получили генетические копии лягушки, а в 1997 году шотландец И. Уилмут получает хирургическим путём знаменитую овцу Долли (рисунок) - генетическую копию матери. Для этого из клеток её вымени было взято ядро для пересадки в яйцеклетку другой овцы. Успеху способствовало то, что взамен инъецирования нового ядра применялись воздействия, приводящие к слиянию лишённой ядра яйцеклетки с обычной неполовой клеткой. После этого яйцеклетка с заменённым ядром развивалась как оплодотворённая. Очень важно, что этот метод позволяет взять ядро клонируемой особи в зрелом возрасте, когда уже известны её важные для человека хозяйственные признаки. Но у Долли были не слишком удачные предшественники. Её создатель, Ян Уилмут, произвёл 277 ядерных трансплантаций: получил 277 эмбрионов, из которых только 29 прожили дольше шести дней, и один из которых развился в полноценного ягнёнка, названного Долли.
"Профессор Нейфах и его коллеги из Института биологии развития Российской недавно скопировали каспийского осетра. Технология тут примерно такова. В клетке осетра убивают ядро, на его место вводят два сперматозоида и тепловым ударом заставляют их слиться воедино. Процесс слияния был необходим затем, чтобы удвоить набор хромосом в спермии. Далее уже все определяется умением задействовать сложные внутренние связи и, в конце концов, "выходить" зародыш, создав ему благоприятные условия. Основной аргумент российских биологов - они пытаются спасти каспийского осетра как вид. По размерам искусственные осетры, правда, пока не дотягивают до нормы, но, как утверждают исследователи, это уже технические трудности" (18).
"А ученые из университета штата Висконсин опробовали новую методику клонирования млекопитающих, отличную от той, что применялась учеными из Рослингского института, вырастившими Долли. В качестве основного исходного материала новаторы использовали яйцеклетку коровы. Ее лишали так называемого генетического кода и имплантировали молекулы ДНК других клонируемых животных - свиньи, крысы, овцы или обезьяны. При этом источником наследственного материала служили клетки тканей взрослых особей, взятые, например, из свиного или крысиного уха. После искусственного оплодотворения из коровьей яйцеклетки, получившей новую генетическую информацию, развивался зародыш другого млекопитающего - копия генетического донора. Таким образом, ученым удалось благополучно вырастить в лабораторных условиях эмбрионы свиньи, крысы, овцы, обезьяны да и самой коровы.
Специалисты из Висконсинского университета уверены, что их исследования имеют важное значение для развития генной инженерии и изучения возможностей генетического донорства. Руководители этих работ Нил Ферст, одним из первых в США приступивший к опытам по клонированию коров, и Таня Доминко полагают, что использованная ими методика в будущем сможет помочь сохранению исчезающих и редких видов животных." (19).
Учтя опыт шотландцев, американцы несколько изменили метод клонирования, использовав ядра эмбриональных (зародышевых) фибробластов - клеток, дающих соединительную ткань, взятых из взрослого организма. Таким образом, они резко увеличили эффективность метода, а также облегчили задачу введения "чужого" гена, так как в культуре фибробластов это сделать значительно легче.
Сейчас перед людьми не стоит вопроса: "Клонировать или нет?" Конечно клонировать. Благодаря этому открываются новые возможности. Например, в сельском хозяйстве можно получить высоко продуктивных животных или животных с человеческими генами. А также клонирование органов и тканей - задача номер один в траспланталогии. Стоит другой вопрос: "Разрешить ли клонирование человека?" С одной стороны это возможность бездетных людей иметь своих собственных детей, а с другой - возможность получения новых Наполеонов и Гитлеров, а также получение клонов для последующего использования их в качестве доноров необходимых органов.
Вопрос клонирования человека остаётся открытым!!
1. Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", стр.108
2. Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", стр.108
3. Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", стр.109
4. Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", стр.113
5. интернет www. intellectualcapital.ru/iss2-6/icissue6.htm
6. интернет www.intellectualcapital.ru/iss2-6/icinterv6.htm
7. интернет www.intellectualcapital.ru/iss2-6/icinterv6.htm
8. журнал "Весь мир" №12 (02.1998), стр71
9. "Биология 1", стр.60
10. Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", стр.245
11. "Биология 1", стр.61
12. Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", стр.231
13. Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", стр.205
14. Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", стр.208
15. Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", стр.114
16. Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", стр.208
17. интернет www.gssmp.sci-nnov.ru/medfarm/fom/150/klon/html
18. интернет www.adventure.df.ru/project/klon/klon_3.htm
19. интернет www.gssmp.sci-nnov.ru/medfarm/fom/150/klon/html
20. таблица 1 - Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", стр.205
21. рисунок 5 - Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", стр.215
22. рисунок 1 - журнал "Весь мир" №12 (02.1998), стр71
23. рисунок 2 - "Биология 1", стр.253
24. рисунок 3 - Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", стр.115
25. рисунок 4 - журнал "Весь мир" №12 (02.1998), стр70

Список используемой литературы:

1. Н. Грин, У Стаут, Д. Тейлор "Биология 3", Москва "Мир" 1993
2. "Биология 1", Москва "Высшая школа" 1999
3. журнал "Весь мир" №12 (02.1998)
4. интернет www. intellectualcapital.ru/iss2-6/icissue6.htm
5. интернет www.intellectualcapital.ru/iss2-6/icinterv6.htm
6. интернет www.gssmp.sci-nnov.ru/medfarm/fom/150/klon/html
7. интернет www.adventure.df.ru/project/klon/klon_3.htm
8. журнал "Природа", 07.1998

Рисунки

: Момент микроинъекции гена в эмбрион экспериментального животного.
: Наследование пестролистости у ночной красавицы.
а) зелёные листья; б) пёстрые листья; в)белые листья; I,II,III - результат скрещивания различных материнских растений(а,б,в,) с разными отцовскими
Рисунок 3: Клон шпорцевых лягушек (Xenopus laevis), полученный путём трансплатации ядер.
От скрещивания между двумя мутантными лягушками-альбиносами был получен зародыш (донор); на стадии хвостовой почки его клетки были диссоциированы и выделенные ядра пересажены в неоплодотворённые яйца самки дикого типа (рецепиента), ядра которых были разрушены УФ-облучением.
Группа из 30 лягушек, полученных в результате 54 таких пересадок; все они - самки-альбиносы.
: Овца "Долли"
: Схема главных этапов в процессе белкового синтеза.

В соответствии с традиционной трактовкой, термин клонирование предполагает комплекс методов, позволяющих получить генетически однородных особей или индивидов, т.е. имеющих идентичный генотип (набор генов) и происходящих от одного предка. Клон - это группа генетически идентичных организмов.

Значение экспериментов Вилмута с клонированием овцы состоит в том, что он впервые доказал возможность создания живого организма (человека) из одной клетки. Лишь несколько десятилетий назад ботаники научились выращивать из одной клетки целое растение. Использование генной инженерии привело к появлению трансгенных растений и животных, содержащих в своем геноме чужеродный генетический материал; серьезный прогресс наметился в области искусственного оплодотворения чело­века и изменения его пола.

В ветеринарии до последнего времени применялись такие приемы клонирования, как:

1) микрохирургическое разделение ранних эмбрионов («сплитинг») с последующей подсадкой их самкам-реципиентам для получения однояйцевых двойняшек;

2) введение ядра соматической клетки в оплодотворенную яйцеклетку (зиготу) с заранее удаленным собственным ядром для обеспечения последующего эмбрионального развития. В последнем случае в эксперименте использовали ядра соматических клеток, изъятых из ранних эмбрионов, а не у взрослых животных.

Описания технологии были отработаны как за рубежом (в США, Германии), так и у нас в стране (в НИИ Российской академии сельскохозяйственных наук).

Таким образом, получение клонов животных имеет достаточно длительную историю и разработанные технологии. Именно поэтому создание овцы Долли является, по мнению многих ученых, в том числе и российских, лишь обновленным вариантом разрабатывавшейся ранее методики.

Необходимо подчеркнуть также, что опыты Вилмута доказали возможность генетической реверсии дифференцированных соматических клеток до стадии мультипотентных клеток, что ранее считалось невероятным и что, в сущности, является открытием нового биологического феномена.

Разработанный Вилмутом вариант технологии клонирования состоит из ряда этапов с использованием клеточной инженерии и трансплантации.

I. Манипуляции с донорской клеткой.

Соматические клетки, взятые из вымени овцы Финн Дорсет, помещали в культурную среду с низким содержанием питательных веществ. Заторможенное таким образом клетки перестают делиться, их гены утрачивают активность

II. Манипуляции с яйцеклеткой.

В то же время у другой овцы - шотландской Блэкфейс забирали неоплодотворенную яйцеклетку, из которой удаляли ее ядро (и соответственно ДНК), оставляя нетронутым цитоплазму яйцеклетки со всеми действующими механизмами, необходимыми для обычного развития эмбриона.

III. Слияние донорской клетки и безъядерной яйцеклетки. Обе клетки (от овец Финн Дорсет и Блэкфейс) помещали рядом друг с другом в сосуде с кулыуральной средой и с помощью электрического разряда вызывали их слияние. Таким образом, теперь ядром клеточного гибрида становится ядро донорской соматической клетки, а цитоплазма обеих клеток сливается воедино.

Действие второго электрического разряда заставляет «работать» механизм естественного оплодотворения, использовать весь метаболический потенциал яйцеклетки, а также оказывается импульсом к последующему делению клеточного гибрида.

IV. Спустя 6 дней сформировавшийся эмбрион, прошедший через ряд клеточных делений, имплантируют в матку второй овцы породы Блэкфейс.

V. В результате у овцы Блэкфейс появилась овечка Долли - генетическая копия исходной овцы Финн Дорсет

Проект Вилмута осуществлялся четырьмя исследователями в полном секрете. В 277 опытах было получено только 29 эмбрионов, выживших в течение более чем 6 дней. До дня рождения удалось дойти только Долли. По мнению ученых, решающим в успехе эксперимента был тот факт, что Вилмут приостановил деление донорской соматической клетки перед ее слиянием с яйцеклеткой.

К настоящему времени получено более 40 особей клонированных и трансгенных животных.

Клонирование животных

Клонирование животных имеет большое теоретическое и практическое значение для биологии и медицины. Наличие генетически идентичных клонированных животных, практически недостижимое даже при традиционном инбридинге, актуально для тестирования медицинских препаратов и их побочного действия.

Животные с одинаковым геномом (клоны) являются оптимальным объектом для установления влияния факторов внешней среды и генома на фенотип животных. Эта технология важна для повышения эффективности селекции животных, т.к. позволяет копировать геном наиболее выдающихся племенных особей, оценка генотипов которых трудоемка. При обычных способах размножения с высоким размахом комбинативной изменчивости такая оценка невозможна.

В сельском хозяйстве генерации клонов необходимы для оценки продуктивности скота, качества молока и т.д. Получение товарных стад клонированных животных существенно упрощает технологию их эксплуатации. Эмбрионы с оптимальным набором генетических признаков могли бы быть выращены как клоны и использованы для классической репродукции.

Клонирование как технология может быть использовано также для сохранения биоразнообразия животных и растений.

Развитие технологии клонирования животных предполагает возможность получения трансгенных клонов, например, с повышенной продуктивностью или секрецией молока. Трансгенные овцы Полли и Рози были получены в Шотландии в 1998 г.

Трансгенные свиньи с блокированными локусами гистосовместимости (НLА МLС) или с заменой одного или двух генов рассматриваются в перспективе в качестве источников донорских органов и тканей для ксенотрансплантации у человека.

Описанный эксперимент по клонированию овцы Долли может быть применен в принципе к любому другому виду млекопитающих, включая человека. По мнению ученых ВНИИ генетики и разведения сельскохозяйственных животных, клонировать человека не сложнее, чем корову

Сегодня Клонирование человека интересует мировое сообщество не только с научных и биологических позиций. Является ли эта возможность юридически разрешенной и допустимой с точки зрения морали? - вот что становится ключевой правовой и этической проблемой.

Клонирование человека

Хотя клонирование человека и столкнется с серьезными техническими трудностями, в принципе, нет оснований сомневаться в возможности положительного научного решения проблемы в ближайшее время. Сама идея клонирования человека открывает большие перспективы для человечества. Однако вместе с тем она таит и большие опасности для него.

Получение идентичных генетических копий конкретного взрослого индивидуума дает возможность использовать клетки и ткани (органы) для трансплантаций с гарантией отсутствия нежелательных иммунологических реакций. Такой материал может быть полезен, в том числе для целей омоложения, а также для лечения большого числа хронических заболеваний человека (см. следующую статью настоящего сборника).

Нельзя упускать из виду научное значение клонирования для лучшего понимания процессов развития и дифференциации клеток человека.

Вместе с тем, реальность клонирования человека порождает, как уже было упомянуто, серьезные этические проблемы, связанные с сохранением структуры традиционного общества. Противники клонирования прогнозируют создание каст людей, специально сориентированных на выполнение определенных функций, порождение существ-«копий», которые будут живыми складами донорских органов и тканей для своих генетических «оригиналов», воссоздание умерших «гениев и злодеев». В Рекомендации Национальной консультативной комиссии по биоэтике (США, 1997), самую негативную реакцию вызывает возможность нанесения ущерба кло­нированным детям, как физического, так и психологического. Такие дети могут страдать от ущемленного чувства индивидуальности и личной автономии. Высказываются также опасения по поводу деградации родительских отношений и семейной жизни. И практически все согласны с тем, что существующий ныне риск нанесения физического ущерба детям при клонировании путем пересадки ядер соматических клеток оправдывает сегодня запрещение экспериментов в этой области. В настоящее время экспериментирование по использованию технологии клонирования с целью создания потомства преждевременно, т.к. оно чревато неприемлемым риском для развивающегося ребенка. Отмеченное у овцы Долли заболевание суставов несомненно связано с нежелательными последствиями клонирования, недостаточно совершенной технологией клонирования.

Практика клонирования может открыть дорогу евгеническим проектам или побудить кого-либо рассматривать других людей в качестве объектов для манипулирования, а не как личностей, что приведет к разрушению важных социальных ценностей.

Отношение церкви к клонированию человека

В Рекомендации Национальной консультативной комиссии по биоэтике (США, 1997) отмечается, что религиозные позиции по вопросу о клонировании человека отличаются многообразием как посылок, так и методов аргументации и выводов. Для позиций иудаизма, католицизма, протестантизма и ислама характерен ряд главных тем, таких, как ответственное доминирование человека над природой, достоинство и предназначение человека, вопросы рождения потомства и семейной жизни. Одни религиозные мыслители считают использование клонирования с целью получения потомства изначально аморальным. Другие утверждают, что такая цель клонирования может быть морально оправдана при определенных обстоятельствах, но считают, что оно должно строго регулироваться во избежание злоупотреблений.

По замечанию епископа Коптской Церкви, «Ислам и христианство отрицают клонирование человека». Ватикан заявил о неприемлемости вмешательства в процессы репродукции, как в генетический материал человека, так и животного. Муфтий Египта и глава Коптской Церкви заявили, что такой вид научной деятельности противоречит моральным принципам и божественным законам.

По мнению муфтия шейха Нас Фарида, «клонирование людей противоречит основным принципам религии». «Бог создал нас совершенными, и невозможно, чтобы человек вносил свои изменения, пытаясь повторить божественный акт творения».

До последнего времени в целом позиция Русской Православной Церкви по вопросам клонирования человека оставалась неопределенной.

По мнению О. Володина (Чаплина), возглавляющего Секретариат по взаимоотношениям церкви и общества Отдела внешних сношений Московского Патриархата, «наука безусловно должна развиваться, но под контролем общества и государства. Обеспечение человечества продовольствием, развитие сельского хозяйства - благие цели, однако необходимо всегда помнить о том, что целостность природы, которая есть творение Божие, должна быть сохранена. При определенных условиях все может быть допустимо - и клонирование животных и растений, и пересадка органов. Но человеку следует быть полностью уверенным в том, что своими действиями он не навредит ни себе, ни окружающей среде, ни будущим поколениям всего живого. Рождение человека - промысел Божий, и злоупотреблять этими методами не стоит».

В заявлении Православной Церкви в Америке (11 марта 1997 г.) о современных разработках в технологии клонирования сказано следующее: «Представители Православной Церкви во всем мире остаются верными строгости понимания сакральности человеческой жизни: каждый человек создан как уникальная личность «по образу Божию». Поэтому подавляющее большинство православных этиков настаивает, что все формы евгеники, включая манипулирование с человеческим генетическим материалом, вне терапевтических целей в нравственном отношении отвратительны и угрожают человеческой жизни и благополучию...»

Этот документ Православной Церкви дает представление о сути позиции по отношению к клонированию человека. Логика рассуждения здесь изложена довольно четко: христианскую общественность беспокоит возможность тиражирования, потребительского отношения человека к человеку через создание «человеческих запасников». Отсутствие правового регулирования может способствовать стремлению к некоему «высшему классу», или породе, людей; любая форма искусственного размножения является «технологической» поддержкой инвертированных лиц (например, гомосексуалистов).

Архиерейский Собор Православной Церкви, проведенный летом 2000 г. в Москве, дал окончательную отрицательную оценку возможности применения технологии клонирования к человеку. В его решениях клонирование человека рассматривается как «разрушительная для общества идея, «тиражирование» людей с заданными параметрами - желательными для приверженцев тоталитарных идеологий». «Клонирование человека способно извратить естественные основы деторождения, кровного родства, материнства и отцовства... Крайне опасны... психологические последствия клонирования. Человек, появившийся на свет в результате такой процедуры, может ощущать себя не самостоятельной личностью, а всего лишь «копией» кого-то из живущих или ранее живших людей. Побочными результатами экспериментов с клонированием человека неизбежно стали бы многочисленные несостоявшиеся жизни и, вероятнее всего, рождение большого числа нежизнеспособного потомства».

Вместе с тем Архиерейский Собор уделил внимание и перспективам технологии, не направленной на человека, отмечая, что «клонирование изолированных клеток и тканей организма не является посягательством на достоинство личности и в ряде случаев оказывается полезным в биологической и медицинской практике».

Международные подходы к решению этических

и правовых проблем клонирования

Весь мир откликнулся на феномен клонирования. По данным одного из опросов, проведенных в США в 1997 г., 87% американцев считают, что клонирование человека должно быть поставлено вне закона. В мае того же года Институт социологического анализа провел общероссийский опрос с участием 1600 респондентов. Выяснилось, что 55% россиян считают клонирование недопустимым и 24% полагают, что при определенных условиях оно может быть разрешено.

Проблема обострилась после провокационного заявления чикагского эмбриолога Ричарда Сида о том, что он берется за клонирование человека и собирается превратить это в выгодный бизнес. По его словам, при законодательных барьерах в США он найдет признание, финансирование и место для проведения своих опытов в странах типа Мексики, с еще неосвоенным право­вым полем.

Очень важно, что уже в январе 1998 г. мексиканское правительство дало отпор заявлению Сида, отвергнув его притязания на работу по клонированию человека на территории страны. Это означает, что даже страны со слабо развитым законодательством стремятся к гармонизации своих социально-политических решений в этой области с мировыми законодательными инициативами.

В Европе, США, Японии были предприняты политические и юридические меры, призванные ограничить попытки клонирования человека. Возможность такой быстрой реакции обусловлена тем, что во многих странах уже созданы механизмы и структуры, осуществляющие мониторинг новых биомедицинских технологий и наделенные полномочиями для решений этического и правового характера.

Правовое поле в области клонирования человека не может, конечно, регулировать саму науку, оно касается норм соблюдения конституционных прав человека, регулирования деятельности и отношений в связи с этой проблемой, имеющей как научные, так и социальные аспекты.

Каковы будут права клонированных людей, как идентифицировать отцовство при вариантах принадлежности ядра исходной соматической клетки, с которого начинается манипулирование? Клонирование как технология биомедицины и научное открытие подпадает под законы об охране интеллектуальной собственности. За рубежом должно быть усовершенствовано законодательство по контролю над экспериментированием на частной базе. В связи с возможным «подпольным» бизнесом по клонированию людей необходимо пересмотреть определенные разделы уголовного права.

В США отношение к клонированию человека приобрело резко отрицательный характер. Президент Б. Клинтон охарактеризовал в Конгрессе технологию клонирования как «непроверенную, опасную и морально неприемлемую». Действия Сида, по его словам, лишь подчеркивают остроту и необходимость срочного создания системы правового регулирования в области клонирования человека.

Подготовлен целый ряд законопроектов о запрете на клонирование человека с оговоркой о необходимом пересмотре закона через каждые 5 лет. Такой пересмотр предусматривает неизбежность динамики взглядов общества на проблему, как в социальном, так и в научном аспекте.

Проект Закона, внесенного в Сенат в феврале 1998 г., запрещает использование федеральных средств на «исследования, связанные с клонированием человеческих индивидуумов». Необходимо обратить внимание на тот факт, что запрет на финансирование работ по клонированию касается только бюджетных ассигнований, открывая путь частным исследованиям. Это может быть рассмотрено одновременно как открытие возможности для совершенствования технологии и недопущение отставания Америки в перспективной области науки.

В двух других законопроектах, внесенных в Сенат в 1999 г., запрещается финансирование «исследований, связанных с использованием человеческих соматических клеток в процессе клонирования человека», и налагается штраф в 5 000 долларов «на каждого, кто занимается продукцией человеческих клонов».

Предполагается корректировка законов введением запрета на использование технологии клонирования в исследованиях человеческих эмбрионов. Научный Комитет Белого дома одобрил проекты законов с предложением некоторых поправок и переработки.

Одним из важнейших предложений Клинтона является объявление на несколько лет эффективного добровольного моратория в отношении клонирования человека.

12 января 1998 г. в Париже 17 (а к настоящему времени 27) европейских стран подписали Протокол, дополнительный к Конвенции по правам человека и биомедицине, который запрещает клонирование человека с репродуктивными целями. Это, по сути, первое международное соглашение в данной области.

По словам Жака Ширака, международный запрет - результат январской встречи в Париже - станет существенной мерой для приостановки миграции технологии в страны с менее строгим регулированием.

Англия и Германия не смогли подписать Протокол - с одной стороны, по формальным причинам, т.к. заранее не подписали саму Конвенцию. С другой стороны, помешали этому и период изменений в составе правительства в Англии и некоторое недовольство Гер­мании содержанием Конвенции.

Однако английским и немецким законодательством в области репродукции и клонирования создание человеческого эмбриона с помощью переноса ядер было запрещено.

За последние месяцы 2000 г. в мире произошел явный сдвиг представлений о допустимости работ с клетками клонированных эмбрионов человека. По современным научным прогнозам, эмбрионы, клонированные из ядер собственных клеток больного, могут стать источником стволовых клеток для генерации конкретных тканей, не отторгаемых входе их трансплантации тому же пациенту. Правительство Великобритании приняло связанные с этими перспективами рекомендации экспертной консультативной группы, что может привести к новым правилам, разрешающим использование клонированных эмбрионов человека и стволовых клеток эмбрионального происхождения в исследованиях, направленных на развитие клеточной или тканевой терапии. До настоящего времени, согласно Закону по проблемам оплодотворения человека и эмбрио­логии (1999), в Великобритании были разрешены только исследования на эмбрионах, не достигших 14 дней развития, для решения проблем бесплодия, наследственных болезней, генных и хромосомных аномалий, контрацепции. Несмотря на то, что в Великобритании высоко оценен «потенциал исследований стволовых клеток», изъятых у клонированных эмбрионов, «для новых подходов к лечению хронических болезней и нарушений, освобождения человека от страданий», отношение к репродуктивному клонированию остается неизменным. Клонирование индивидуумов в Великобритании под запретом.

В Японии последовательно проводится работа по созданию правового поля в области клонирования человека. Комиссия по биоэтике при научно-техническом совете Японии провела рассмотрение соответствующих социальных и научных проблем, касающихся последствий применения технологии к человеку. По результатам проведенного анализа был подготовлен законопроект «О запрете клонирования человека», представленный в Правительство Японии. За нарушение запрета на клонирование в законопроекте предпола­гается уголовная ответственность в виде работ в трудовых лагерях на срок до 5 лет. Запрещая клонирование человека, вне закона объявляются действия по созданию клонированных химер с использо­ванием составляющих технологии (ядер соматических клеток и безъядерных яйцеклеток, «суррогатных матерей») от разных видов млекопитающих. В ближайшее время законопроект будет рассмотрен в Парламенте Японии.

Несмотря на мощное общественное движение в сторону запрета клонирования человека, нельзя не принимать во внимание того, что любое объявление техники клонирования вне закона не может отменить прогресс биологии в целом. По мнению ряда ученых, ни одно регулирование, предпринятое государством или ответственными ведомствами (в США, например, FDA,NIН илиFBI), не остановило развитие науки и стремления к экспериментированию в области клонирования. В первую очередь, из-за притягательной легкости технологии, а также из-за тех потенциальных выгод, которое клонирование сулит человечеству в том случае, если будет на­правлено в нужное правовое русло.

В связи с этим любая страна, в том числе и Россия, должна выработать на государственном уровне свою позицию по отношению к развитию технологии клонирования применительно к человеку. Необходимо предпринять все усилия для того, чтобы срочно сформировать российскую законодательную базу в области клонирования человека и животных. Актуальность этой задачи возрастает для России с опасением и реальной возможностью стать бесправным полигоном для экспериментов по клонированию человека в случае отсутствия у нее своевременно поставленных правовых барьеров.

Российская позиция в отношении клонирования человека

В России никогда не проводились эксперименты по клонированию человека. Вместе с тем в нашей стране была отработана технология клонирования на животных, позволяющая получить клоны, т.е. особей с практически одинаковым геномом. Российские ученые использовали иную, чем Вилмут, технологию, основанную на микрохирургическом разделении ранних эмбрионов с последующей трансплантацией их самкам-реципиентам.

Результаты этих работ имеют большое теоретическое и практическое значение.

Несмотря на то, что в России уже около 10 лет разрабатывается нормативно-правовая база в области генно-инженерной деятельности и биотехнологии, она не охватывает проблему клонирования человека.

Сфера действия Федерального закона «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности» (1996), дополненного Федеральным законом «Об изменении и дополнении Федерального закона «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности», не включает клетки в составе организма человека.

В ближайшее время Россия подпишет Конвенцию по правам человека и биомедицине (Страсбург, 1996). Присоединение ее к Дополнительному (к Конвенции) Протоколу «О запрете на клонирование человеческих существ» не является обязательным и определяется национальным выбором.

Проанализировав зарубежный опыт регулирования в области клонирования человека, российские эксперты пришли к выводу о целесообразности принятия в России 5-летнего временного запрета на клонирование человека. Это предложение ученых нашло отклик в государственных структурах, включая заинтересованные министерства, Российский национальный комитет по биоэтике Российской академии наук, Национальный комитет по биомедицинской этике при Президиуме Российской академии медицинских наук.

В основу такого решения легли следующие соображения:

необходима длительная всесторонняя, строго научная и межотраслевая оценка генетических и социальных последствий технологии;

временный запрет предотвратит начало бесконтрольной деятельности в области клонирования на территории России, в том числе с участием зарубежных исследователей, не имеющих такой возможности у себя в стране из-за действующих там регулирующих норм;

временный запрет обеспечит необходимые условия для развития российской науки в освоении технологий клонирования для целей медицины (трансплантации, генотерапии);

временный запрет предоставит возможность (с учетом динамики социальных и этических тенденций в обществе) принять взвешенное решение проблемы клонирования человека.

Проект Закона о временном (на срок до 5 лет) запрете клонирования человека в России одобрен в первом чтении в Государственной Думе (2001). Следует заметить, что в упомянутом проекте предусматривается уголовная ответственность за нарушения моратория на клонирование человека и за нелегальный ввоз на территорию России клонированного биологического материала.

General Ethical Guidelines in Medical Genetics.

ОБЩИЕ ЭТИЧЕСКИЕ ПРАВИЛА МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ

ЗАЯВЛЕНИЕ HUGO О ПРИНЦИПАХ ПРОВЕДЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 36

В связи с успехами которой и вошли в общее употребление. На 2016 год нет документально подтверждённых свидетельств того, что кому-то удалось создать клон человека .

Технология

Наиболее успешным из методов клонирования высших животных [что? ] оказался метод «переноса ядра» . Именно он был применён для клонирования овцы Долли в Шотландии , которая прожила шесть с половиной лет и оставила после себя 6 ягнят.

Однако, через какое-то время в Independent вышло опровержение этого эксперимента со ссылкой на Nature Genetics, которые одними из первых сообщили об успешном клонировании овцы [ ] . Фактически овечка Долли имела геном двух матерей, что противоречит определению клонирования [ ] , так же она имела уже сильно выработанный Предел Хейфлика , с этим связана ее относительно короткая жизнь. [ ]

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 [ ] опасаются, что легализация терапевтического клонирования приведёт к его переходу в репродуктивное. Однако в некоторых странах (США , Великобритания) терапевтическое клонирование разрешено.

Препятствия клонированию

Технологические трудности и ограничения

Самым принципиальным ограничением является невозможность повторения сознания , а это значит, что речь не может идти о полной идентичности личностей , как это показывается в некоторых кинофильмах, но только об условной идентичности, мера и граница которой ещё подлежит исследованию, но для опоры за базис берётся идентичность однояйцевых близнецов . Невозможность достичь стопроцентной чистоты опыта обуславливает некоторую не идентичность клонов, по этой причине снижается практическая ценность клонирования.

Социально-этический аспект

Опасения вызывают такие моменты, как большой процент неудач при клонировании и связанные с этим возможности появления неполноценных людей. А также вопросы отцовства, материнства, наследования, брака и многие другие.

Этико-религиозный аспект

С точки зрения основных мировых религий (христианство , ислам , буддизм) клонирование человека является или проблематичным актом или актом, выходящим за рамки вероучения и требующим у богословов чёткого обоснования той или иной позиции религиозных иерархов .

Ключевым моментом, который вызывает наибольшее неприятие, является цель клонирования - искусственное создание жизни противоестественным способом, что является попыткой переделать механизмы, с точки зрения религии, созданные Богом.

Также важным отрицательным моментом является создание человека лишь для немедленного умерщвления при терапевтическом клонировании, и практически неизбежное при современных методиках создание сразу нескольких идентичных клонов (как и при ЭКО), которые практически всегда убиваются.

Что касается клонирования, то, как научный эксперимент, оно имеет смысл, если принесёт пользу конкретному человеку, но если применять его сплошь и рядом, в этом нет ничего хорошего

В то же время, некоторые нерелигиозные течения (раэлиты) активно поддерживают разработки по клонированию человека. [ ]

Биологическая безопасность

Обсуждаются вопросы биологической безопасности клонирования человека, в частности, долгосрочная непредсказуемость генетических изменений.

Законодательство о клонировании человека

1996-2001

Единственный международный акт, устанавливающий запрет клонирования человека, - Дополнительный Протокол к Конвенции о защите прав человека и человеческого достоинства в связи с применением биологии и медицины, касающийся запрещения клонирования человеческих существ, который подписали 12 января 1998 г. 24 страны из 43 стран-членов Совета Европы (сама Конвенция принята Комитетом министров Совета Европы 4 апреля 1997 г.). 1 марта 2001 г. после ратификации 5 странами этот Протокол вступил в силу.

2005

19 февраля 2005 г. Организация Объединённых Наций призвала страны-члены ООН принять законодательные акты, запрещающие все формы клонирования, так как они «противоречат достоинству человека» и выступают против «защиты человеческой жизни». Декларация ООН о клонировании человека , принятая резолюцией 59/280 Генеральной Ассамблеи от 8 марта 2005 г., содержит призыв к государствам-членам запретить все формы клонирования людей в такой мере, в какой они несовместимы с человеческим достоинством и защитой человеческой жизни.

В ходе дискуссии на уровне ООН рассматривалось несколько вариантов декларации: Бельгия, Британия, Япония, Южная Корея, Россия и ряд других стран предлагали оставить вопрос о терапевтическом клонировании на усмотрение самих государств; Коста-Рика, США, Испания и ряд других выступили за полный запрет всех форм клонирования .

Уголовная ответственность

В настоящее время в мире активно развернулся процесс криминализации клонирования человека. В частности, такие составы включены в новые уголовные кодексы Испании 1995 г., Сальвадора 1997 г., Колумбии 2000 г., Эстонии 2001 г., Мексики (федеральный округ) 2002 г., Молдовы 2002 г., Румынии 2004. В Словении соответствующая поправка в УК внесена в 2002 г., в Словакии - в 2003 г.

Во Франции дополнения в Уголовный кодекс, предусматривающие ответственность за клонирование, были внесены в соответствии с Законом о биоэтике от 6 августа 2004 г.

В некоторых странах (Бразилия, Германия, Великобритания, Япония) уголовная ответственность за клонирование установлена специальными законами. Так, например, Федеральный закон ФРГ о защите эмбрионов 1990 г. называет преступлением создание эмбриона, генетически идентичного другому эмбриону, происходящему от живого или мертвого лица.

В Великобритании соответствующие уголовные нормы содержит Закон о репродуктивном клонировании человека 2001 г. (Human Reproductive Cloning Act 2001), который предусматривает санкцию в виде 10 лет лишения свободы. При этом терапевтическое клонирование человека разрешено.

В США запрет на клонирование впервые был введен ещё в 1980 г. В 2003 г. Палата представителей Конгресса США приняла закон (Human Cloning Prohibition Act of 2003), по которому клонирование, нацеленное как на размножение, так и на медицинские исследования и лечение, рассматривается как преступление с возможным 10-летним тюремным заключением и штрафом в 1 млн долларов. В январе 2009 года запрет на терапевтическое клонирование был снят .

В Японии парламентом 29 ноября 2000 г. был принят «Закон, регулирующий применение технологии клонирования человека и других сходных технологий», содержащий уголовные санкции.

Клонирование человека в России

Хотя Россия и не участвует в вышеуказанных Конвенции и Протоколе, она не осталась в стороне от мировых тенденций, ответив на вызов времени принятием Федерального закона «О временном запрете на клонирование человека» от 20 мая 2002 г. № 54-ФЗ.

Как было указано в его преамбуле, закон вводил запрет на клонирование человека, исходя из принципов уважения человека, признания ценности личности, необходимости защиты прав и свобод человека и учитывая недостаточно изученные биологические и социальные последствия клонирования человека. С учетом перспективы использования имеющихся и разрабатываемых технологий клонирования организмов, предусматривается возможность продления запрета на клонирование человека или его отмены по мере накопления научных знаний в данной области, определения моральных, социальных и этических норм при использовании технологий клонирования человека.

Под клонированием человека в Законе понимается «создание человека, генетически идентичного другому живому или умершему человеку, путём переноса в лишенную ядра женскую половую клетку ядра соматической клетки человека», то есть речь идет только о репродуктивном, а не терапевтическом клонировании.

Согласно ст. 4 Закона, лица, виновные в его нарушении, несут ответственность в соответствии с законодательством Российской Федерации.

Согласно ст. 1 Закона, временный запрет вводился на пять лет, который истёк в июне 2007 года, и в последующие два года вопрос клонирования человека никак не регулировался российским законодательством. Однако в конце марта 2010 г. запрет на клонирование человека в России был продлён путём принятия в ст. 1 Закона поправки, продлевающую запрет на клонирование человека на неопределенный срок - до вступления в силу закона, устанавливающего порядок применения биотехнологий в этой области.

Причина запрета указывается в пояснительной записке к законопроекту: «Клонирование человека встречается с множеством юридических, этических и религиозных проблем, которые на сегодняшний день ещё не имеют очевидного разрешения».

В новой редакции статьи оговорено, что запрет не распространяется на клонирование организмов в иных целях.

Некоторые политические деятели выразили сожаление по поводу продления запрета на клонирование человека. В частности, депутат Госдумы Владимир Жириновский заявил :

Обязательно будем добиваться, чтобы снять запреты на клонирование людей - это нужно для экономики, для демографии, для семьи, для традиций, это только польза, тут вреда никакого нет.

Идентичность клонов

Вопреки распространённому заблуждению, клон, как правило, не является полной копией оригинала, так как при клонировании копируется только генотип , а фенотип не копируется.

Более того, даже при развитии в одинаковых условиях клонированные организмы не будут полностью идентичными, так как существуют случайные отклонения в развитии. Это доказывает пример естественных клонов человека - монозиготных близнецов , которые обычно развиваются в весьма сходных условиях. Родители и друзья могут различать их по расположению родинок, небольшим различиям в чертах лица, голосу и другим признакам. Они не имеют идентичного ветвления кровеносных сосудов, также далеко не полностью идентичны их папиллярные линии . Хотя конкордантность многих признаков (в том числе связанных с интеллектом и чертами характера) у монозиготных близнецов обычно гораздо выше, чем у дизиготных, она далеко не всегда стопроцентная.

Основы. Клонирование целых животных.

Клетки животных, дифференцируясь, лишаются тотипотентности, и в этом - одно из существенных их отличий от клеток растений. Именно здесь главное препятствие для клонирования взрослых позвоночных животных. Методы клонирования целых животных до сих пор не доведены до стадии практического («промышленного») применения.

Наиболее удачными являются эксперименты по клонированию животных из эмбриональных недифференцированных клеток, не утративших тотипотентных свойств, однако есть положительные результаты и со зрелыми клетками.

Процесс клонирования протекает следующим образом - ядро соматической клетки пересаживают в лишенную ядра (энуклеированную) яйцеклетку и имплантируют ее в организм матери (если это животное, требующее вынашивания).

Энуклеация традиционно проводится микрохирургически или путем разрушения ядра ультрафиолетом, пересадка производится с помощью тонкой стеклянной пипетки или электрослиянием. В последнее время ученые из датского Института сельскохозяйственных наук разработали недорогую технологию клонирования, которая гораздо проще используемой ныне.

По новой технологии, яйцеклетки разрезаются пополам, и половинки с ядрами выбрасываются. Выбирается пара оставшихся пустых половинок, которые «склеиваются» в одну яйцеклетку после добавления нового ядра. Самая дорогая часть оборудования, которую использовали в этом эксперименте, -- машина для «сварки» клеток -- стоит всего лишь $3,5 тысячи. Технология может быть полностью автоматизирована и поставлена «на поток».

Успешность пересадки зависит от вида животного (амфибий клонируют успешнее, чем млекопитающих), методики пересадки и степени дифференцировки клетки-донора. Так, ещё Бриггс и Кинг в первых опытах на амфибиях 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.

Гердон, использовавший в качестве доноров специализированные клетки эпителия, получил следующие результаты: 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. 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.

Таким образом, во многих работах показано, что в случае амфибий донорами ядер могут быть лишь зародыши на ранних стадиях развития, хотя и клоны дифференцированных клеток удавалось «доводить» до поздних стадий, особенно при использовании метода серийных пересадок.

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 клеток in vitro в какой-то степени увеличивает эту способность.

У млекопитающих в качестве доноров используются малодифференцированные стволовые клетки или клетки ранних эмбрионов. 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) млекопитающих и пересаживать в них клеточные.

Опыты на мышах закончились полной неудачей - клоны гибли на стадии бластоцисты, что связано вероятно, 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.

Для кроликов (Стик и Робл, 1989) был получен результат - 3,7% реконструированных яйцеклеток развились до нормальных животных.

Работа с реконструированными яйцеклетками крупных домашних животных, коров или овец, идет несколько по-другому. Их 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. По данным одних авторов реконструированные зародыши лучше развиваются в яйцеклетке, чем в культуральной среде, хотя некоторые исследователи получили неплохие результаты и при культивировании.

Таким образом, была в целом решена проблема клонирования крупного рогатого скота. Например, в одном из экспериментов, 92 яйцеклетки из 463 развились до взрослых коров.

Позднее были получены клоны овец. 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 клетки in vitro в 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.

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, 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. Деление клеток всех трех типов останавливали на стадии G0 и ядра клеток пересаживали в энуклеированные ооциты (яйцеклетки) на стадии метафазы II. Большинство реконструированных эмбрионов сначала культивировали в перевязанном яйцеводе овцы, но некоторые и in vitro в химически определенной среде. Коэффициент выхода морул или бластоцист при культивировании in vitro в одной серии опытов был даже вдвое выше, чем при культивировании в яйцеводе (поэтому, видимо, нет строгой необходимости в промежуточном реципиенте и можно обойтись культивированием in vitro. Однако для полной уверенности в этом нужны дополнительные данные).

Перспективным направлением в технологии клонирования животных является изучение генетических механизмов развития и дифференцировки клеток. Так, Рудольф Яниш из Whitehead Institute обнаружил, что 70-80 генов, которые обычно активизируются в развивающихся мышиных эмбрионах, у клонов оказываются либо неактивны, либо демонстрируют пониженную активность. Хотя непонятно, что же делают эти гены, однозначно установлено, что они включаются одновременно с еще одним геном, Oct4. Этот ген, в свою очередь, дает эмбрионам возможность создавать плюрипотентные клетки - то есть клетки, которые могут превратиться в любую ткань. Возможно, что часть активизирующихся одновременно с этим генов также задействуется в этом процессе. Теперь ученым предстоит выяснить, что заставляет эти гены молчать. В случае удачи наука сделает важный шаг вперед в разработке методологии клонирования.

Клонирование животных: применение и перспективы.

Клонирование в животноводстве.

Учитывая трудности в клонировании животных, говорить о широком практическом применении клонов в животноводстве рано. Однако перспективы у этого направления есть.

Клонирование ценных трансгенных животных может быстро и экономично обеспечить человечество новыми лекарственными препаратами, содержащимися в молоке, специально полученных для этого генноинженерными методами овец, коз или коров.

Появилось сообщение, что ученым из шотландской фирмы PPL Therapeutics, того самого, где была клонирована Долли, удалось получить успешные клоны овечек с измененной ДНК. Был внедрен ген, который добавляет в молоко овец фермент, используемый в современной фармакологии для лечения наследственной эмфиземы легких.

Клонирование высокопродуктивных домашних животных, в частности, молочных коров, может произвести буквально революцию в сельском хозяйстве, так как только этим методом можно создать не отдельные экземпляры, а целые стада элитных коров рекордисток. Это же относится к размножению выдающихся спортивных лошадей, ценных пушных зверей, сохранению редких и исчезающих животных в природных популяциях и т.д. Беспрецедентный по своему масштабу эксперимент по массовому клонированию крупного рогатого скота недавно начался в Китае. Как сообщает местная печать, в Синьцзян-Уйгурском автономном районе на северо-западе страны в этом году ожидается появление от 20 до 50 клонированных телят.

Проект ведется компанией «Цзиньню» и является крупнейшим в своем роде в мире. В нем также участвуют Австралия, Канада, США и Великобритания и ряд других стран. Китайские ученые полагают, что клонирование станет важным шагом в развитии животноводства и улучшении племенной работы.

Внедрение в практику методов межвидового переноса ядер может открыть невиданные перспективы для спасения находящихся на грани исчезновения видов животных. Было зафиксировано, что энуклеированные яйцеклетки крупного рогатого скота обеспечивают реализацию генетического материала донорских ядер из соматических клеток человека даже до более продвинутых эмбриональных стадий. Это является свидетельством того, что даже перенос ядер в ооциты далеких в эволюционном отношении видов обеспечивает их частичное репрограммирование. А может ли быть так, что трансплантация ядер в энуклеированные яйцеклетки близких видов приведет к получению полноценного здорового потомства?

Терапевтическое клонирование.

Новейшие технологии в области клонирования и создания эмбриональных стволовых клеток открывают огромные возможности для лечения многих заболеваний, связанных с дегенерацией определенных типов клеток, потерей функций тканей и целых органов. Около 16 млн. человек во всем мире страдают нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, свыше 120 млн. - диабетом и миллионы - артритами, СПИДом, инфарктами и другими заболеваниями, которые могут быть излечены с помощью применения клеточных трансплантатов.

По самым скромным подсчетам десятки наиболее распространенных заболеваний могут быть вылечены с внедрением клеточной терапии. Методы терапевтического клонирования позволяют избежать иммунного отторжения трансплантатов, поскольку ЭС клетки несут генетическую информацию донора ядер. Низкая эффективность трансплантации ядер не важна для осуществления клеточной терапии, так как для получения линии ЭС клеток достаточно всего одного или нескольких предимплантационных эмбрионов. Кроме того, сейчас рассматривается вопрос об использовании в качестве цитопластов энуклеированных яйцеклеток животных, например, крупного рогатого скота, которые поддерживают реализацию генетического материала ядра человеческой соматической клетки до стадии 5-дневного эмбриона.

Одной из перспективных сфер применения клонирования может оказаться ксенотрансплантация, то есть межвидовая трансплантация тканей и органов. Некоторыми компаниями ведется работа по созданию линии свиней с инактивированным геном альфа-1,3-галактозилтрансферазы. Этот ген кодирует фермент, участвующий в синтезе поверхностных антигенов клеток свиней, которые обусловливают немедленное отторжение трансплантатов у приматов. Технология клонирования с использованием генетически модифицированных культур клеток в качестве доноров ядер значительно упростит процесс создания такой линии.

Важный результат получен американскими учеными, которым удалось разработать метод выращивания новых костей в позвоночнике крыс.

В проведенных экспериментах ученые работали со стволовыми клетками. Они модифицировали их так, что стволовые клетки костного мозга стали экспрессировать белок ВМР-9, который способствует росту новых костей. Затем модифицированные клетки были инъецированы в одну сторону позвоночника крыс, в то время как в другую ученые инъецировали стволовые клетки, содержащие инактивированный ген.

Через 8 недель после начала эксперимента был зафиксирован рост костей лишь на той стороне спины, которая содержала модифицированные стволовые клетки. При этом вновь образованные кости выглядели абсолютно нормально.

Эта методика пока не была опробована на людях, однако исследователи полагают, что этот метод генной терапии, который включает в себя этап работы с клетками вне организма, является многообещающим для лечения заболеваний костей, а также показателем перспективности терапевтического клонирования вообще.

Не менее интересные результаты получили российские ученые. Им удалось клонировать из стволовых клеток человека кардиомиоциты.