Клонирование животных было предметом научных экспериментов в течение многих лет, но привлекло мало внимания до рождения первого клонированного млекопитающего в 1996 году, овцы по имени Долли.
8 января 2001 года ученые Advanced Cell Technology, Inc. объявили о рождении первого клона исчезающего животного - детеныша быка-гаура (большого дикого быка из Индии и Юго-Восточной Азии) по имени Ной. Хотя Ной умер от инфекции, не связанной с процедурой, эксперимент показал, что можно спасти исчезающие виды с помощью клонирования.
Клонирование - это процесс создания генетически идентичного организма несексуальным путем. Его уже много лет используют для выращивания растений (даже выращивание растения из черенка - это своего рода клонирование).
Клонирование животных было предметом научных экспериментов в течение многих лет, но привлекло мало внимания до рождения первого клонированного млекопитающего в 1996 году, овцы по имени Долли. После Долли несколько ученых клонировали других животных, в том числе коров и мышей. Недавний успех в клонировании животных вызвал ожесточенные дискуссии среди ученых, политиков и широкой общественности по поводу использования и морали клонирования растений, животных и, возможно, людей.
В этой статье мы рассмотрим, как работает клонирование, и рассмотрим возможные варианты использования этой технологии.
Производство клонов: растительная жизнь
Схема клонирования растений путем размножения культур тканей.
Природа клонирует организмы миллиарды лет. Например, когда растение клубники выпускает побег (вид модифицированного стебля), новое растение вырастает там, где укореняется побег. Это новое растение - клон. Подобное клонирование происходит с травой, картофелем и луком.
Люди так или иначе клонировали растения на протяжении тысячелетий. Например, когда вы берете срезанный лист растения и выращиваете из него новое растение (вегетативное размножение), вы клонируете исходное растение, потому что новое растение имеет тот же генетический состав, что и растение-донор. Вегетативное размножение работает, потому что конец черенка образует массу неспециализированных клеток, называемых каллусом. Если повезет, каллус будет расти, делиться и формировать различные специализированные клетки (корни, стебли), в конечном итоге формируя новое растение.
Совсем недавно ученые смогли клонировать растения, взяв части специализированных корней, разбив их на клетки корня и выращивая клетки корня в культуре, богатой питательными веществами. В культуре специализированные клетки становятся неспециализированными (дедифференцированными) в мозоли. Затем каллусы можно стимулировать соответствующими растительными гормонами, чтобы они вырастали в новые растения, идентичные исходному растению, от которого были взяты кусочки корня.
Эта процедура, называемая размножением культур тканей, широко используется садоводами для выращивания ценных орхидей и других редких цветов.
Производство клонов: Царство животных
Эксперимент Гурдона по клонированию лягушки.
Растения - не единственные организмы, которые можно клонировать естественным путем. Неоплодотворенные яйца некоторых животных (мелких беспозвоночных, червей, некоторых видов рыб, ящериц и лягушек) могут развиваться в взрослых особей при определенных условиях окружающей среды - обычно это какой-то химический стимул. Этот процесс называется партеногенезом, и потомство является клонами самок, отложивших яйца.
Другой пример естественного клонирования - однояйцевые близнецы. Хотя они генетически отличаются от своих родителей, однояйцевые близнецы являются естественными клонами друг друга.
Ученые экспериментировали с клонированием животных, но никогда не могли стимулировать специализированную (дифференцированную) клетку напрямую производить новый организм. Вместо этого они полагаются на трансплантацию генетической информации из специализированной клетки в неоплодотворенную яйцеклетку, генетическая информация которой была уничтожена или физически удалена.
В 1970-х годах ученый по имени Джон Гэрдон успешно клонировал головастиков. Он трансплантировал ядро из специализированной клетки одной лягушки (B) в неоплодотворенное яйцо другой лягушки (A), в котором ядро было разрушено ультрафиолетом. Яйцо с пересаженным ядром превратилось в головастика, генетически идентичного лягушке B.
Хотя головастики Гурдона не выжили, чтобы вырасти во взрослых лягушек, его эксперимент показал, что процесс специализации в клетках животных обратим, а его метод переноса ядер проложил путь для более поздних успехов в клонировании.
Размножение
Половое размножение включает слияние двух наборов ДНК (одного из сперматозоидов отца и одного из яйцеклетки матери), чтобы произвести новое потомство, которое генетически отличается от любого из родителей. Бесполое размножение (без пола) дает потомство, генетически идентичное единственному родительскому организму.
Долли
Схема процедуры переноса ядра, в результате которой появились первые клонированные млекопитающие.
В 1996 году клонирование произвело революцию, когда Ян Уилмут и его коллеги из Института Рослина в Эдинбурге, Шотландия, успешно клонировали овцу по имени Долли . Долли была первым клонированным млекопитающим.
Уилмут и его коллеги трансплантировали ядро из клетки молочной железы овцы Финн-Дорсетт в энуклеированное яйцо шотландской черной овцы. Комбинацию ядро-яйцо стимулировали электричеством для слияния двух и для стимуляции деления клеток. Новая клетка разделилась и была помещена в матку черной овцы для развития. Долли родилась несколько месяцев спустя.
Было показано, что Долли генетически идентична клеткам молочной железы Финна Дорсетта, а не чернолицым овцам, что ясно продемонстрировало, что она была успешным клоном (потребовалось 276 попыток, прежде чем эксперимент был успешным). С тех пор Долли вырастила и произвела потомство через нормальные половые отношения. Следовательно, Долли - жизнеспособный, здоровый клон.
После Долли несколько университетских лабораторий и компаний использовали различные модификации техники переноса ядер для получения клонированных млекопитающих, включая коров, свиней, обезьян, мышей и Ноя.
Зачем клонировать?
Основная причина клонирования растений или животных - массовое производство организмов с желаемыми качествами, таких как завоевавшая приз орхидея или генно-инженерное животное - например, овцы были созданы для производства человеческого инсулина. Если бы вам пришлось полагаться только на половое размножение (разведение) для массового производства этих животных, то вы рисковали бы вывести желаемые черты, потому что половое размножение перетасовывает генетическую колоду карт.Другие причины клонирования могут включать замену потерянных или умерших домашних питомцев и повторное заселение находящихся под угрозой исчезновения или даже исчезнувших видов. Какими бы ни были причины, новые технологии клонирования вызвали множество этических дебатов среди ученых, политиков и широкой общественности. Несколько правительств рассмотрели или приняли законы, чтобы полностью замедлить, ограничить или запретить эксперименты по клонированию. Понятно, что клонирование станет частью нашей жизни в будущем, но курс этой технологии еще не определен.
