Клонування

" Бог створила людину по Своєму образу і подоби, следовательно, Человек має вічно і збільшувати свої знания.

… клонування — лише одне крок «.

Ричард Сід Термін «клон «походить від слова «klon », що означає - гілочка, втеча, живець, і причетний насамперед до вегетативному розмноженню. Клонування рослин черешками, нирками чи бульбами в сільське господарство, зокрема у садівництві, відомо більш 4-х тис. років. При вегетативному розмноженні і за клонуванні гени не розподіляються по нащадкам, як у статевого розмноження, а зберігаються у його складі надувалася протягом багатьох поколінь. Проте в тварин є перешкода. В міру зростання їх клітин, вони у ході клітинної спеціалізації - диференціювання — втрачають здатність реалізовувати всю генетичну інформацію, закладену в ядрі Можливість клонування ембріонів хребетних уперше було показано початку 1950;х років в дослідах на амфибиях. Досліди із нею показали, що серійні пересадки ядер і культивування клітин in vitro певною мірою збільшує це. Вже на початку 90-х була й проблема клонування ембріональних клітин ссавців. Реконструйовані яйцеклітини великих свійських тварин, корів чи овець спочатку культивують не in vitro, a in vivo — в перев’язаному яйцеводе вівці - проміжного (першого) реципієнта. Потім їх звідти вимивають і трансплантують в матку остаточного (другого) реципієнта — корови чи вівці відповідно, де з їхніми розвиток відбувається до народження дитинча. Стаття Уилмута з співавторами, що з’явилася початку 1997 року стала сенсаційною саме тому що вперше клональное тварина (вівця на прізвисько Доллі) з’явилося результаті використання донорського ядра клітини молочної залози дорослої вівці. Це першого успішного експерименту є недолік — принизливий коефіцієнт виходу живих особин (0,36%). Але він доводить можливість повноцінного клонування, (чи отримання копії дорослої людини). Залишається лише дозволити технічні і етичні питання. Найцікавіше, що методологія клонування, використана Уилмутом було підготовлено у СРСР ще 1987;ом року, але у Академії наук цього відреагували мляво — є важливіші, певне… Та повернімося до клонування людини. Є кілька способів обійти етичні проблеми — вырашивать окремі органи з клітин рецепиента чи використовувати тварин. Але це тільки «косметичний «метод. Реальний крок до безсмертя — искуственое зміна ДНК. У червні 2000 року й трапилося те, якого довго чекали і не чого дехто боялися. З’явилося повідомлення, що науковцем з вже знаменитої своєї вівцею Доллі шотландської фірми PPL Therapeutics (комерційного відділення Розлин Інституту в Единбурзі) вдалося отримати успішні клони овечок зі зміненою ДНК. Шотландські вчені змогли здійснити клонування, у якому генетичний матеріал клона був «підправлена «з цю справу. Проте, генетичного втручання та бояться багато противників клонування. Хоча Є й вже узаконений шлях обходу заборонити клонування людини, що називається «терапевтичне «клонування людських істот. Йдеться створенні ранніх ембріонів — свого роду банку донорських тканин для конкретних індивідуумів. Саме використовуючи, його американської компанії Advanced Cell Technology Inc. (ACT, місті Вустер, штат Массачусетс) оголосила у листопаді 2001 року про успішному клонуванні людський ембріон. Цікаво зазначити, що ця компанія у жовтні отримала урядовий грант 1.8 млн $ для проведення досліджень у сфері біотехнології. Порадувала і реакція конкурентів: «Я рада, що ми самотні. Ми отримуємо ембріони, щодня » , — заявила директор Clonaid Бріджит Боселье (Brigitte Boisselier). Для експерименту вчені використовували у цілому 17 жіночих яйцеклітин: видаливши їх ядра, вони впровадили з їхньої місце ядра, запозичені зі клітин шкіри дорослої людини. У трьох яйцеклетках почався нормальний процес розвитку і розподілу. Коли ембріони складалася з шести клітин кожен, вчені перервали їх розвиток про те, щоб використовувати отримані клітини для подальших досліджень. Слід зазначити, що власні стовбурні клітини, які, власне, і є предметом інтересу учених, котрі займаються дослідженнями у сфері терапевтичного клонування, можна лише з ембріона, у своїй розвитку яке сягнуло стадії бластоцисты (близько ста клітин). Проте фахівці ACT заявляють, що, створені ними, й інші експерименті, мавпячі зародки розвинулися до стадії бластоцисты. З ембріонів були виділено власні стовбурні клітини, котрі під час їх спеціалізації вдалося перетворити на нейрони. Повідомляється, що це нейрони спромоглися виробляти допамин і серотонин — дві найважливіші гормону, які виробляються мозком. У інтерв'ю CNN президент компанії ACT доктор Майкл Вест сказав, що його компанія не зацікавлена клонуванні покупців, безліч що вона створювала ембріон людини для репродуктивних цілей «Ми лише хочемо допомогти хворим людям, потребують допомоги, й у полягає робота всього нашого центру «І тому використовуються власні стовбурні клітини (спрощено — клітини ранніх людських зародків.). Потенціал зростання стовбурових ембріональних клітин просто фантастичний — згадати, що триллионноклеточный організм новонародженого людини утворюється з однієї-єдиної клітини лише за 9 місяців! Але ще більше вражає потенціал диференціювання — сама й той самий стволовая клітина може трансформуватися на будь-яку (!) клітину людини, чи це нейрон мозку, клітина печінки чи серцевий миоцит. «Дорослим «клітинам така трансформація під силу. Одне унікальне властивість цих клітин перетворює в воістину безцінний об'єкт для медицини. «Чужі «власні стовбурні клітини, введені до організму людини, відкидаються набагато слабші, ніж пересаджені цілі органи, які з вже диференційованих клітин. Це означає, що у принципі можна вирощувати в лабораторних умовах попередники найрізноманітніших клітин (серцевих, нервових, печінкових, імунних та інших.), і далі трансплантувати їх важко хворих людей замість донорських органів. Проте раптово виявився ймовірний межа клонування — шість поколінь. На січні 2001 року з’явилася інформація про відкриття, яке може зробити клонування просто більше не за потрібне. Вдалося вдіяти біологічний годинник всередині людської клітини, примусивши її повернутися до стану, у якому вона на даний момент освіти у ембріоні. Але всі чекають — когда-жі з’явиться перша клонована людина. І якщо краще Річард Сід, оголосивши про цю мети ще 1998;му року изчез затінена. Інший «найстарший «гравець — секта «раэлитов «- як раніше активна. Раеліти переконані існування вісників з космосу, які вказали людству шлях до процвітання — експонентний зростання наукової могутності й дедалі більше активне втручання у природні процеси. Представники секти і думають приховувати, що фінансують експерименти клонування людини. У лютому 2002 го року голова й засновник секти 55-річний канадець Клод Ворильон, колишній спортивний репортер, нині відомого як Раэль, заявив, що дослідження компанії «Клонэйд», призупинила своєї діяльності по клонування людини через переслідувань уряду США належать, тривають у секретної лабораторії: «Процес протікає успішно, дитина народиться через 12 чи 24 місяці». Після цього ще кілька організацій заявила, що чекає появи людського клона. І тепер, нарешті, на початку 2003;го року Раеліти заявила про тому, що перша клонована людина з’явилася, але, до жалю, поки ніяких цікавих подробиць неизвестно.

КЛОНУВАННЯ. Історія Комсомольця та Методологія До перших спроб на амфибиях Можливість клонування ембріонів хребетних уперше було показано початку 1950;х років в дослідах на амфибиях. Американські дослідники Бриггс і Кінг розробили микрохирургический метод пересадки ядер ембріональних клітин із допомогою тонкої скляній піпетки в позбавлені ядра (энуклеированные) яйцеклітини. Вони встановили, що й брати ядра з клітин зародка у ранній стадії його розвитку — бластуле, то приблизно 80% випадків зародок благополучно розвивається далі і перетворюється на нормального пуголовка. Якщо ж розвиток зародка, донора ядра, просунулося для наступної стадію — гаструлу, лише менш як за 20% випадків оперовані яйцеклітини розвивалися нормально. Ці результати пізніше підтверджено та інших роботах. Вагомий внесок у цю галузь вніс англійський біолог Гердон. Він у дослідах з південноафриканськими жабами Xenopus laevis (1962) як донора ядер використовував не зародкові клітини, а потім уже цілком спеціалізувалися клітини епітелію кишечника плаваючого пуголовка. Ядра яйцеклітин реципієнтів не видаляв хірургічним шляхом, а руйнував ультрафіолетовими променями. Найчастіше реконструйовані яйцеклітини не розвивалися, але приблизно десята частина їхньої них утворювала ембріони. 6,5% з цих ембріонів досягали стадії бластулы, 2,5% - стадії пуголовка і лише 1% розвився в статевозрілих особин (рис. 1). Однак його поява кількох дорослих особин таких умов може бути пов’язана з тим, що з клітин епітелію кишечника що розвивається пуголовка досить тривалий час присутні первинні статеві клітини, ядра яких за потреби використовували для пересадки. У наступних роботах як сам автор, і багатьох інших дослідники ми змогли підтвердити дані цих перших дослідів. Пізніше Гердон модифікував експеримент. Оскільки більшість реконструйованих яйцеклітин (з ядром клітини кишкового епітелію) гинуть до завершення стадії гаструлы, він спробував отримати від них ядра на стадії бластулы і знову пересадити в нові энуклеированные яйцеклітини (така процедура називається «серійної пересадкою «на відміну «первинної пересадки »). Кількість зародків з розвитком після цього збільшувалася, і вони розвивалися до пізніх стадій проти зародками, одержаними у результаті первинної пересадки ядер. Потім Гердон разом із Пестощів (1970) стали культивувати in vitro (поза організму в живильному середовищі) клітини нирки, легені й шкіри дорослих тварин і звинувачують використовувати вже ці клітини як донорів ядер. Приблизно 25% первинне реконструйованих яйцеклітин розвивалися до стадії бластулы. При серійних пересадки вони розвивалися до стадії плаваючого пуголовка. Отже, засвідчили, що різні клітини трьох різних тканин дорослого хребетного (X. laevis) містять ядра, які можуть опинитися забезпечити розвиток по крайнього заходу до стадії пуголовка. У сною чергу ДиБерардино і Хофнер використовували для трансплантації ядра недслящихся і полносгью диференційованих клітин крові - еритроцитів жаби Rana pipiens. Після серійної пересадки таких ядер 10% реконструйованих яйцеклітин досягали стадії плаваючого пуголовка. Проте навіть з допомогою багатократних серійних пересадок (понад сто клітинних циклів) реконструйовані яйцеклітини далі стадії пуголовка не розвивалися. Отже, у багатьох роботах показано, у разі амфібій донорами ядер можуть лише зародки на ранніх стадіях розвитку. Деякі автори називають подібні експерименти клонуванням амфібій, хоча правильніше називати їхні клонуванням ембріонів амфібій, позаяк у такому випадку ми розмножуємо безстатевим шляхом не дорослих тварин, а зародків. Диференціювання клітин на ході розвитку хребетних супроводжується інактивацією непрацюючих генів. Тому клітини втрачають тотипотентність, диференціювання стає необоротною. Зрештою тільки в клітин відбувається повне репрессирование геному, в інших — у тому чи іншою мірою деградує ДНК, а окремих випадках руйнується навіть ядро. Але поряд з диференційованими кочетками культивовані in vitro клітинні популяції містять малодифференцированные власні стовбурні клітини, що й може бути використані як донори ядер для клонування ссавців. Досліди з амфібіями показали, що ядра різних типів клітин однієї й тієї організму генетично ідентичні і під час клітинної диференціювання поступово втрачають здатність забезпечувати розвиток реконструйованих яйцеклітин, проте серійні пересадки ядер і культивування клітин in vitro певною мірою збільшує це. Невдачі експериментів із мишами Успішні досліди з амфібіями змусили учених обдумати клонуванні ембріонів ссавців, зокрема мишей. МакКиннел на одній із своїх робіт зазначав, що необхідні при цьому методи вже є, і незрозуміло, чому миша досі не клонирована. На його думку, першими об'єктами мають стати саме дрібні тварини, такі як миша чи кролик. Проте пророцтво МакКиннелла не збулося, хоча наприкінці 1970;х років досліди на мишах справді розпочалися і протікали дуже драматично. До того часу, зауважу, дуже ретельно прокуратура вивчила біологія і генетика ранніх етапів розвитку ссавців, і зокрема, миші як модельного об'єкта. Робота методично виявилася досить важкою, насамперед тому, що обсяг яйцеклітини у ссавців приблизно тисячу разів менше, ніж в амфібій. Але ці труднощі були успішно подолані. Експериментатори навчилися микрохирургически видаляти пронуклеусы з зигот (запліднених яйцеклітин) миші і пересаджувати у яких клітинні ядра ранніх ембріонів. Але всі отримані у різний спосіб зародки мишей розвивалися лише до стадії бластоцисты. Пронуклеус — з двох гаплоидных ядер в яйці ссавців під час після проникнення сперматозоїда, але до злиття чоловічого й основою жіночого пронуклеусов в ядро зиготи у процесі запліднення. Чоловіче ядро формується з ядерних матеріалів сперматозоїда, жіноче — з хромосом яйцеклітини. Бластоциста (бластула) — зародок ссавців одній із ранніх стадій розвитку, ще до його його імплантації в матку. У 1977 року з’явилося сенсаційне повідомлення Хоппе і Илменси у тому, що вони отримали сім дорослих самок мишей, п’ять із яких мали голько магеринский, а дві - батьків геном. Це, нібито, чого залежало від гого, який пронуклеус залишили в яйці - жіночий чи чоловічої, і визначав розвиток особини але типу гиногенеза чи андрогенеза. Їх успіх була пов’язана, але опису авторів, з гем, що, видаляючи один нронуклеус, вони подвоювали число хромосом іншого, обробляючи яйця спеціальним речовиною, потім вирощували отримані диплоидные гомочиготные (з цими двома однаковими наборами генів) зародки in vitro до стадії бластоцисты і пересаджували в матку самкиреципієнта подальшого розвитку. Здавалося, тепер можна буде скоро отримувати ссавців зі 100-відсотковій гомозиготностью за всі генам. Особливо важливо в селекції, оскільки для отримання сільськогосподарських тварин, зокрема, великої рогатої худоби, з закріпленими особливо цінними якостями звичайними прийомами потрібні десятки років. Проте, на жаль, дані Хоппе і Илменси підтвердити зірвалася, хоча багато намагалися це. Виявилося, що отримане у будь-який спосіб диплоидные андрогенетические і гиногенетические зародки мишей гинуть на тієї ж стадіях, як і диплоидные партеногенетические (що розвиваються з незаплідненою яйцеклітини) ембріони. Значно вдосконаливши методи вилучення ядер і введення в клітину, МакГрат і Солтер провели свою серію експериментів і повідомили, що високий вихід живих мишей вони мали, коли як донорів ядер використовували зиготи, якщо донорами були ранні ембріони, то реконструйовані яйцеклітини, як й раніше, розвивалися лише до стадії бластоцисты. Метод МакГрата і Солтера став широко використовуватися різними експериментаторами. Так, Манн і Ловел-Бадж виділяли пронуклеусы з яєць, активованих до партеногенезу, і пересаджували їх энуклеированные зиготи мишей. У таких випадках ембріони гинули на ранніх стадіях. Якщо ж навпаки, пронуклеусы одержували доходи з запліднених яєць і пересаджували в партеногенетически активовані та ядра яйця, то такі зародки розвивалися нормально до народження. Сурани з співавторами встановили, що й додати жіночий пронуклеус з зиготи миші до гаплоидному набору хромосом яйцеклітини, то розвитку немає, додавання ж чоловічого ядра призводить до нормального розвитку. З іншого боку, рекомбінації чоловічого й основою жіночого пронуклеусов із різних запліднених яйцеклітин мишей забезпечує нормальний розвиток, а комбінація двох чоловічих чи двох жіночих пронуклеусов зупиняє розвиток ембріона. Ці досліди показали, що з розвитку ссавців потрібні два набору хромосом — батьків і материнський. Тому в однієї з видів відомих ссавців не описаний партеногенез. Тому роботи Хоппе і Илменси зірвалася повторити. Але ці дослідники ще двічі збурювали наукова спільнота. У 1982 року вони пересадили ядра клітин партеногенетических бластоцист мишей в энуклеированные зиготи Деякі з цих реконструйованих яйцеклітин нормально розвивалися, та керівництво нібито отримано чотири дорослих самки. У цьому світлі вищесказаного цих результатів дуже малоймовірні. Загибель партеногенетических (гиногенетических) і андрогенетических зародків у ссавців пов’язані з різної активністю в онтогенезі материнського і батьківського геномів. Механізм, регулюючий ці функціональні відмінності, був названо геномным импринтингом і вивчався у низці робіт, де засвідчили, що з розвитку ссавців потрібно наявність чоловічого геному. Інша стаття Илменси і Хоппе мала ще більшу резонанс. Автори повідомили про пересадці ядер клітин внутрішньої клітинної маси бластоцисты в энуклеированные зиготи мишей й одержанні трьох дорослих мишей (двох самок і самця), генетично ідентичних донорської лінії мишей. Запровадження ядер-доноров і видалення пронуклеусов з зиготи проводили за прийом, потім реконструйовані яйцеклітини культивували in vitro до стадії бластоцисты і пересаджували в матку самок. З 16-ти пересаджених бластоцист три розвинулися у дорослих тварин. У наступній роботі (1982) ці самі автори використовували як донорів ядер клітини ембріонів ще пізніших стадій (7 діб) і нібито отримали трьох статевозрілих мишей. Однак з що працюють у тому самому напрямі не зумів домогтися подібних результатів, і достовірність даних Илменси і Хоппе була знову поставлена під. МакГрат і Солтер показали, що ядра 8-клеточных зародків і клітин внутрішньої клітинної маси бластоцисты не забезпечують розвиток in vitro реконструйованих яйцеклітин до стадії морулы, яка передує стадії бластоцисты. Невелика частина (5%) ядер 4-клеточных зародків дає можливість розвиватися лише до стадії морулы. У той самий час 19% реконструйованих яйцеклітин, містять ядра 2-клеточных зародків, змогли досягти стадії морулы чи бластоцисты. Ці та багато інших даних показують, що у эмбриогенезе у мишей клітинні ядра рано втрачають тотипотентність, що пов’язано очевидно, з дуже ранньої активацією геному зародка — на стадії 2-х клітин. В інших ссавців, зокрема, у кроликів, овець і великої рогатої худоби, активація першої групи генів у эмбриогенезе відбувається пізніше, на 8−16- клітинної стадії. Можливо тому перші неабиякі успіхи в клонуванні ембріонів досягнуто інших видах ссавців, а чи не на мишах. Проте, роботи з мишами, попри її непросту долю, значно розширили наші ставлення до методології клонування ссавців. Кролики, корови свиней Американські исследонатели Стик і Робл, використовуючи методику МакГрата і Солтера, отримали 6 живих кроликів, пересадивши ядра 8клеточных ембріонів однієї породи в позбавлені ядра яйцеклітини кроликів інший породи. Фенотип народжених цілком відповідав фенотипу донора. Але тільки 6 з 164 реконструйованих яйцеклітин (3,7%) розвинулися в нормальних тварин. Це, звісно, принизливий вихід, мало дозволяє одержання в такий спосіб клона генетично ідентичних тварин. Цінність цієї роботи тим щонайменше у цьому. що вона показала можливість клонування ембріонів кроликів. Фундаментальна обізнаність із реконструйованими яйцеклітинами великих свійських тварин, корів чи овець, йде трохи інакше. Їх спочатку культивують не in vitro, a in vivo — в перев’язаному яйцеводе вівці - проміжного (першого) реципієнта. Потім їх звідти вимивають і трансплантують в матку остаточного (другого) реципієнта — корови чи вівці відповідно, де їхній розвиток відбувається до народження дитинча. Уиладсин запропонував укладати реконструйовані яйцеклітини в агаровый циліндр, що він потім трансплантировал в перев’язаний яйцевод вівці. За даними одних авторів реконструйовані зародки краще розвиваються в яйцеклітині, ніж у культуральної середовищі, хоча деякі дослідники отримали непогані результати і за культивуванні. Американці Робл і його працівники, використовуючи щадний метод вилучення ядра без проколювання мембрани яйцеклітини, запропонований МакГратом і Солтером, пересаджували в зиготи звані кариопласты — чоловічий чинник та жіночий пронуклеусы разом із оточуючої їх цитоплазмой, і навіть ядра 2-, 4- чи 8- клітинних эбрионов корови. Спочатку зиготи центрифугировали щоб звільнити пронуклеусы від що оточують їх гранул жовтка, після чого ядра були добре видно під мікроскопом (рис. 2а), значно полегшувало їх видалення (рис. 2б). З допомогою маніпулятора і загостреної скляній микропипетки вилучали одне із бластомеров разом із ядром з ранніх зародків (рис. 2в) і переносили їх у энуклеированную зиготу (рис. 2г). Реконструйовані зародки було укладено в агаровый циліндр і пересаджені в перев’язаний яйцевод вівці. Через п’ять днів культивування їх вимивали, звільняли від агару і науково досліджували. Реконструктурированные зародки у цій роботі розвивалися лише у випадках, як у зиготи пересаджували пронуклеусы: 17% таких зародків досягли стадії морулы чи бластоцисты. Два зародка були пересаджені другому реципієнту — в матку корови, і розвиток їх завершилося народженням живих телят. Якщо ролі донорів використовували ядра 2-, 4- чи 8-клеточных зародків, то реконструйовані яйцеклітини не розвивалися до стадії морулы. Згодом були і більше успішні роботи. Уиладсин, зокрема. повідомив, що він удалося одержати чотирьох генетично ідентичних бичків холстейнской породи внаслідок пересадки в реципиентные яйцеклітини ядер бластомеров одного 32- клітинного зародка. Автор стверджував, більшість ядер зберігає тотипотентність на 32-клеточной стадії, а значна частина їх навіть у 64- клітинної стадії, забезпечуючи нормальний розвиток реконструйованих яйцеклітин до стадії ранньої бластоцисты в яйцеводе вівці. Після пересадки в матку корів — остаточних реципієнтів, як автор, вони можуть і далі нормально розвиватися. Бондиоли і співавтори, використовуючи як донорів ядер 16−64-клеточные зародки корів, трансплантували 463 реконструйованих зародка в матку синхронізованих реципієнтів, і це отримано 92 живих теляти. Семеро з них генетично ідентичні, бувши клон, отриманий результаті пересадки ядер клітин одного донорського ембріона. Отже, клітинні ядра зародків великої рогатої худоби досить довго зберігають тотипотентність і може забезпечити повне розвиток реконструйованих яйцеклітин. Інакше висловлюючись, методичні труднощі клонування зародків великої рогатої худоби практично вирішені. Але залишається основне завдання — знайти донорські ядра, які мають тотипотентностью, для клонування дорослих тварин. Клонування ембріонів свиней присвячена лише одне невеличка робота. Убогість даних, видимо. и пов’язана із певними труднощами роботи з цим об'єктом. Клонування овець Уиладсин ще 1986 року показав, як і в ембріонів овець на 16-клеточной стадії розвитку ядра зберігають тотипотентність. Реконструйовані яйцеклітини, містять ядра бластомеров 16-клеточных зародків, розвивалися нормально до стадії бластоцисты в перев’язаному яйцеводе вівці (в агаровом циліндрі), а після звільнення з агару і пересадки в матку вівці - другого реципієнта — ще 60 днів. Іншим разом донорами служили ядра 8-клеточных зародків і було отримані 3 живих ягняти, фенотип яких соотнетстиовал породі овець — донорів. У 1989 року Сміт і Уилмут трансплантували ядра клітин 16-клеточного ембріона і необхідність ранньої бластоцисты в позбавлені ядра незапліднені яйцеклітини овець. У першому випадку отримали дві живі ягняти, фенотип яких відповідав породі овець — донорів ядер. У другий випадок один повністю що сформувався ягня загинув під час пологів. Його фенотип також відповідав породі - донору. Автори вважали, що під час диференціювання ембріональних клітин відбувається інактивація деякі важливі у розвиток генів, у яких ядра бластоцисты не можуть репрограммироваться в цитоплазмі яйцеклітини й забезпечити нормальне розвиток реконструйованого зародка. Тому, на думку авторів, в ролі донорів ядер краще використовувати 16-клеточные ембріони чи культивовані in vitro лінії ембріональних клітин, ядра яких мають тотипотентностью. Пізніше, в 1993;1995 роках, група дослідників під керівництвом Уилмута отримала клон овець — 5 ідентичних тварин, донорами ядер яких було культура ембріональних клітин. Клітинну культуру отримували наступним чином: виділяли микрохирургически ембріональний диск з 9-дневного овечого ембріона (бластоцисты) і культивували клітини in vitro протягом багатьох пасажів (по крайнього заходу до 25). Спочатку клітинна культура нагадувала культуру стовбурових недиференційованих ембріональних клітин, але невдовзі, після 2−3-х пасажів, клітини ставали уплотненными і морфологічно подібними з эпителиальными. Ця лінія клітин з 9-дневного зародка вівці була як TNT4. Щоб донорське ядро і реципиентная цитоплазма перебували на подібних стадіях клітинного циклу, зупиняли розподіл культивованих клітин TNT4 на певної стадії (GO) і ядра цих клітин пересаджували в энуклеированные яйцеклітини (відповідно на стадії метафазы II). Реконструйовані ембріони укладали в агар і трансплантували в перев’язані яйцеводы овець. Через 6 днів ембріони вимивали з яйцевода першого реципієнта і науково досліджували під мікроскопом. Відбирали ті, які досягли стадії морулы чи бластоцисты і пересаджували в матку вівці - остаточного реципієнта, де розвиток тривало до народження. Народилося 5 ягнят (самок) їх 2 загинули невдовзі після народження, 3-й у віці 10 днів, а 2 решти нормально розвивалися і маємо 8−9-місячної віку. Фенотипічно все ягнята були єдині з породою овець, від якої отримували вихідну лінію клітин TNT4. Це підтвердив і генетичний аналіз. Ця робота, особливо у частині культури ембріональних клітин, — значне досягнення в клонуванні ссавців, хоча вона викликала такої гамірного інтересу, як стаття тієї самої Уилмута з співавторами, опублікований у початку 1997 року, яка повідомляла, у результаті використання донорського ядра клітини молочної залози вівці отримали клональное тварина — вівця на прізвисько Доллі. Остання робота методично багато в чому повторює попереднє дослідження 1996 року, проте у ній вчені використовували як ембріональні, але що й фибробластоподобные клітини (фибробласты — клітини сполучної тканини) плоду і клітини молочної залози дорослої вівці. Клітини молочної залози одержували від шестирічної вівці породи фін дорcет, яка перебуває на останньому триместрі вагітності. Усі три типу клітинних культур мали однакове число хромосом — 54, звісно ж у овець. Ембріональні клітини використовували як донорів ядер на 7−9-м пасажах культивування, фибробластоподобные клітини плоду — на 4−6-м пасажах і клітини молочної залози — на 3−6-м пасажах. Розподіл клітин всіх трьох типів зупиняли на стадії GO і ядра клітин пересаджували в энуклеированные ооциты (яйцеклітини) на стадії метафазы II. Більшість реконструйованих ембріонів спочатку культивували в перев’язаному яйцеводе вівці, та деякі і in vitro в хімічно певної середовищі. Коефіцієнт виходу морул чи бластоцист при культивуванні in vitro у серії дослідів було навіть вдвічі вище, аніж за культивуванні в яйцеводе. (Тому, певне, немає рядки потреби у проміжному реципиенте і можна обійтися культивуванням in vitro. Проте задля цілковитої певності щодо цьому потрібні додаткові дані.) Вихід морул чи бластоцист у серії дослідів з культурою клітин молочної залози був втричі менше, ніж у двох інших серіях, як у ролі донорів ядер використовували культуру фібробластів плоду чи ембріональних клітин. Кількість живих ягнят тоді як числом пересаджених в матку остаточного реципієнта морул чи бластоцист було й у двічі нижче. У серії дослідів з клітинами молочної залози з 277 реконструйованих яйцеклітин було отримано лише одне живої ягня, що свідчить про дуже низькою результативності що така експериментів (0,36%). Аналіз генетичних маркерів всіх семи що народилися трьох серіях експериментів живих дитинчат показав, що різні клітини молочної залози були донорами ядер для одного, фибробласты плоду — обох і ембріональні клітини — чотирьох ягнят. Вівця на прізвисько Доллі розвинулася з реконструйованої яйцеклітини, донором ядра якої був культивована клітина молочної залози вівці породи фін дорсет і фенотипічно не відрізняється від овець цієї породи, але дуже відрізняється від овцы-реципиента (рис. 4). Аналіз генетичних маркерів підтвердив цей результат. Успіх авторів цієї роботи передусім пов’язаний із використанням тривалих клітинних культур, оскільки після багатьох пасажів у культурі клітин могли забрати малодифференцированные власні стовбурні клітини, які, мабуть, і було використано як донори ядер. Важливе значення також мав те що, що, враховуючи результати своїх попередніх робіт, синхронизировали стадії клітинного циклу яйцеклітин реципієнтів і клітин донорів. Коментар 2003;го року: У 2002 році в Доллі відзначалося розвиток артриту, що як передбачається, міг стати результатом генних мутацій, ініційованих процесом клонування. Крім артриту в тварини спостерігався низку відхилень від розвитку й у лютому вчені приспали знамениту овечку через прогресуючій хвороби легких. Доллі померла у віці 6 років. Вчені мають намір детально проаналізувати стан організму тваринного за результатами розтину Укладання Отже, роботи з клонування хребетних розпочато на амфибиях на початку 1950;х років і інтенсивно тривають вже більше чотири десятиліття життя. Що стосується амфібій, те, як зазначалося, у відповідному розділі, незважаючи на значні досягнення, проблема клонування дорослих особин залишається досі не розв’язаною. Встановлено, що під час клітинної диференціювання у хребетних відбувається чи втрата певних генних локусів чи його необоротна інактивація. Очевидно, втрачається не та частина геному, яка контролює не ранні, ні тим більше пізні етапи онтогенезу, в частковості, метаморфоз амфібій. Механізм цього явища доки піддається науковому поясненню. Та, вочевидь, що з клонування дорослих хребетних необхідно використовувати малодифференцированные діляться клітини. Це методично важливе стан був враховано на більш пізніх роботах. У 1979 року американський біолог МакКиннел, котра внесла великий внесок у роботи з амфібіями, стверджував, що отримане результати неможливо серьерно говорити про можливість клонування людини — тоді це здавалося недоступним для експериментальних эмбриологов. Проте ще той час багато вчені, письменники і навіть політики стали активно обговорювати возможностт клонування людини, і деякі дослідники навіть розпочали таким експериментам. Наприклад, Шеттлз повідомив, що пересадив ядро сперматогониальной клітини (диплоидного попередника зрілого гаплоидного спермія) в позбавлену ядра яйцеклітину людини. Через війну три реконструйовані яйцеклітини почали роздрібнення, і виникли схожі на морулы скупчення клітин, які згодом деградували. Шеттлз думав, що якщо трансплантувати такі групи клітин на матку жінки, всі вони міг би нормально розвиватися. МакКиннел тоді справедливо заперечив, що таке припущення малоймовірно і немає необгрунтовано. Ще 5−6 років тому ніхто учений, які працювало значна частина у цій області, не піднімав питання про використання як донорів ядер клітин дорослих ссавців. Роботи зводилися, переважно, до клонування ембріонів свійських тварин, і з цих досліджень було невідь що успішні. Тому така вразило з’явився у початку 1997 року несподіване всім повідомлення авторського колективу під керівництвом Уилмута, що він вдалося, використовуючи соматичні клітини дорослих тварин, отримати клональное тварина — вівцю на прізвисько Доллі. Насправді, проте, дослідники пройшли довгий шлях, і Уилмуту з працівниками довелося зібрати докупи всі які були на той час досягнення, як вони змогли повідомити про сенсаційне результаті своєї роботи. Це першого успішного експерименту є значний недолік — дуже низький коефіцієнт виходу живих особин (0,36%), і з урахуванням також високий відсоток загибелі та розвитку реконструйованих яйцеклітин в плодовий період розвитку (62%), що у 10 разів більше, аніж за звичайному схрещуванні (6%), то йдеться про причинах загибелі зародків. Чи все пересаджені донорські ядра мали тотипотентностью? Зберігався цілком їх функціональний геном (набір генів, необхідні розвитку), чи всі потрібні розвитку гени були дерепрессированы? Це дуже важливі питання, й поодинці тварині не можна зробити остаточних висновків. Тим паче, що результати досліджень на амфибиях говорять про необоротному характері інактивації, репресії генів у ході клітинної диференціювання. Можливо, авторам неабияк пощастило, і вони досить випадково трьох різних клітинних популяціях відібрали за короткий термін власні стовбурні клітини, котрим характерна низька дифференцированность і здатність до поділу. Заради підтвердження результат цієї, в буквальному буквальному розумінні с. енсационной роботи, необхідні додаткові дослідження. У найближчими роками головним завданням дослідників, що працюють у цій галузі - це, очевидно, створення культивованих in vitro ліній малодифференцированных стовбурових ембріональних клітин, що характеризуються високої швидкістю розподілу. Ядра саме таких клітин слід забезпечити повне юридичне й нормальний розвиток реконструйованих яйцеклітин, формування як морфологічних ознак, а й нормальних функціональних характеристик клонованого організму. Дослідження Уилмута і працівників мають як практичне, а й велику наукову значення для генетики розвитку. По суті, вони умови, у яких цитоплазма ооцитов ссавців може репрограммировать ядро соматичної клітини, повертаючи їй тотипотентність. Після тієї публікації цієї роботи відразу й широко став дискутуватися питання можливості клонування людини. Щоб його обговорювати, можна буде виділити два аспекти: методичний і етичний. З викладеного вище варто, що методично чи технічно клонування дорослих ссавців розроблено ще досить, щоб було вже зараз порушувати питання про клонуванні людини. І тому необхідно розширити коло досліджень, включивши до нього. крім овець. представників, і інших напрямів тварин. Уилмут з працівниками, наприклад, планує продовжити свої роботи з корів і свинях. Такі роботи необхідні, щоб встановити, не обмежується чи можливість клонування дорослих ссавців особливостями чи специфікою будь-якого однієї чи кількох видів. Потім необхідно істотно підвищити вихід життєздатних реконструйованих ембріонів і дорослих клонованих тварин, з’ясувати, не впливають чи методичні прийоми на тривалість життя, функціональні характерстики і плодючість тварин. Для клонування людини дуже важливо мінімізувати ризик, який, тим щонайменше, певною мірою однаково залишиться, ризик дефектного розвитку реконструйованої яйцеклітини, головна причина якої може бути неповне репрограммирование геному донорського ядра. Що ж до етичної строны справи, клонування людини викликає більше заперечень. По-перше, становлення людину, як особистості, базується як на біологічної спадковості, він визначається також сімейної, соціальної й нерозривності культурної середовищем. При клонуванні індивіда неможливо відтворити всі ті умови виховання і навчання, які сформували особистість його прототипу (донора ядра). По-друге, при бесполом розмноженні спочатку жорстка запрограмованість генотипу визначає менше розмаїтість взаємодій що розвивається організму з изменяющимися умовами середовища (проти статевим розмноженням, коли у формуванні індивіда беруть участь двоє геному, складним; і непередбачуваним чином взаємодіючі між собою й довкіллям). По-третє, майже всі релігійні вчення наполягають, що особи на одне світло — в «руках «Вищих Сил, що зачаття народження має відбуватися природним шляхом. Підбиваючи підсумки, можна припустити, що казати про клонуванні людини, можна суто теоретично. По суті йдеться щодо клонуванні, йдеться про отриманні копії окремого індивіда, оскільки термін «клонування «призів будуть по якогось безлічі особин. Але слово вже прижилося, тому можна буде користуватися ним як раніше. Вочевидь, що сьогодні ймовірність негативних наслідків цієї процедури значно переважує її вигоди, тому, з мого глибоке переконання, роботи з клонування людини, як і час, і у недалекому майбутньому проводити недоцільно. Можливо, згодом, якщо будуть удосконалені все етапи цього складного біотехнологічного методу, вчені, соціологи та інші зацікавлені особи зможуть повернутися до обговорення доцільності клонування людини. Проте воно, гадаю, настане нескоро, й у будь-якому разі вирішення питання клонуванні тієї чи іншої людини буде регламентуватися суворими рамками і правилами, торкаючись, можливо, лише деяких медичних проблем, скажімо непереборного іншими методами безплідності. У той самий час, роботи із домашніми тваринами дуже важливі з практичною погляду. Клонування цінних трансгенних тварин може швидко і економічно забезпечити людство новими лікарськими препаратами, які у молоці, спеціально отриманих при цьому генноинженерными методами овець, кіз чи корів. Клонування високопродуктивних домашніх тварин, зокрема, молочних корів, може оцінити буквально революцію сільському господарстві, бо тільки цим методом можна створити не окремі екземпляри, а цілі стада елітним коровам рекордисток. Це ж належить до розмноженню видатних спортивних коней, цінних хутрових звірів, збереженню рідкісних і зникаючих тварин за природних популяціях і т.д. Нові технології, безперечно, корисні людству, та його необхідно всіляко заохочувати. Заборони потрібні тих в крайніх випадках, коли явно проглядається шкода чи збитки здоров’ю й благополуччя людей. Поки клонування людини, можна зарахувати до цьому розряду. Моральна сторона проблеми, тим щонайменше, вже коштує на повний зріст. Нестримно оптимістичну позицію, як здається, займають лише люди, погано знають питання. Тим, хто знає про його, ясно: переносити ще решенную методично наукову розробку на людини аморально. Федерація наукових товариств експериментальних біологів США — але це більш 52 тис. членів — у жовтні 1997 року оголосила п’ятирічний мораторій на експерименти клонування людини. Адже вони розуміють участь безлічі конкретних осіб, які захочуть дати свої клітини, і сурогатних матерів, які мають виноситимуть плід. Якщо ж велика кількість ушкоджень ембріонів і мертворождений, якщо неясний взагалі кінцевий результат, етично чи навіть казати про перенесення експерименту на живих людей? Понад те, знайдуться аморальні люди, що під маркою допомоги безплідним парам, до прикладу, почнуть обманіть великі гроші, що скомпрометує самої ідеї, науковий пошук. Я не заперечую те, що у майбутньому, коли проблема буде цілком вирішена методично, людство визнає клонування як засіб допомоги безплідним парам, хто прагне мати рідного їм дитини. Хоча що казати, скоріш, треба буде про дитині узагалі, а про однояйцевом близнеце батька чи матері, яким буде клонований дитина в біологічному сенсі. Але тоді тим паче знадобиться заздалегідь вирішити етичні і юридичні питання, як це було для трансплантації органів у багатьох країн світу. Норми біоетики висуваються нині першому плані. Ті моральні заповіді, якими людство користується століття, на жаль, не передбачають нових закономірностей і можливостей, які вносить у життя наука. Тому людей і необхідно обговорювати і вчасно приймати нових законів гуртожитки, враховують нові реальности.

КЛОНУВАННЯ: ОЛЮДНЕННЯ. Пригадаємо, що близькі до людини за будовою внутрішніх органів, хоч як дивно, свині. У тому 2000 р., біотехнологічна компанія PPL Therapeutics оголосила про тому, що їх дослідницькому центрі народилися п’ять клонованих поросят. Проте каліфорнійська компанія Geron Bio-Med припинила фінансування подальших досліджень, побоюючись непередбачених наслідків Клонування свині складніша операція, ніж клонування вівці або корів, оскільки у тому, щоб підтримувати одну вагітність необхідно кілька здорових плодів. Органи свині найбільш підходять до людини по розмірам. Свині легко розмножуються і відомі своєї невибагливістю. Але найбільшою проблемою залишається відторгнення органу тваринного, який людський організм так само на власний. Саме у цьому напрямі будуть розвиватися подальші дослідження учених із Розлин Інституту. Вчені бачать одне із можливих шляхів розв’язання цієї проблеми, у тому, щоб генетично «замаскувати «органи тваринного, у тому, щоб людський організм було розпізнати їх як чужі. Увага учених зосереджено на вивченні гена під назвою «alpha 1−3 gal transferase », який відповідальний відторгнення чужорідних тканин імунної системою людини. Такий підхід увінчався успіхом 2 січня 2002 року, коли все той самий PPL Therapeutics повідомила про появу світло п’яти клонованих поросят (Різдво, Ангел, Зірка, Радість і Мері), органи яких ідеально підходять для пересадки людині. Нині вчені готуються до пересадці свинячих клітин мавпам, а людям чергу дійде лише крізь чотири роки Ще однією темою на дослідження є намагання «олюднити «генетичним шляхом органи свині, щоб значно знизити ризик відторгнення. І тому передбачалося вводити людські гени в хромосоми клонируемых свиней. Тій-таки завданням, але не матимуть застосування клонування, займаються й інші інститути. Наприклад, компанія «Imutran », розташована у Кембриджі, змогла отримати ціле стадо свиней, в генетичному наборі яких відсутня одну з ключових характеристик, відповідальна за відторгнення чужорідних тканин. Щойно буде отримана пара чоловічою та жіночою особини, вони готові виробляти світ «генетично чисте потомство », з органами, які можна використовувати для трансплантации.

Новини з «світу клонов».

Китайці виростили гібридний ембріон кролика й духовності людини Вчені використовували технологію клонування, щоб зробити гібридні ембріони, містять з'єднання ДНК чоловіки й кролика. Звісно ж, ця зухвала операція всполошила громадськість. Відновилися дискусії, як про етичності самого клонування, і про «схрещуванні «людини з тваринами. За повідомленням Washington Post, група вчених з Другого Шанхайського медуніверситету (Shanghai Second Medical University) під керівництвом жінки — Хуэйчжень Шен (Huizhen Sheng) — створила понад сто гібридних ембріонів, з'єднавши клітини людської шкіри з яйцеклітинами кроликів. Гібридам протягом днів дозволили повинна розвиватися у лабораторних блюдцях, і потім знищили, щоб отримати гроші з них ембріональні стовбурні клітини — законодавство Піднебесної Демшевського не дозволяє вирощувати ембріонів для дослідів більше 14 днів. І ніби як все в китайців вийшло, хоча аналогічні експерименти американських вчених, що намагалися створити гібридні ембріони, поєднуючи людські клітини з яйцеклітинами корів, успішними були. Повідомлення китайських вчених, опублікований у журналі Nature, спонукало ряд діячів, особливо релігійних, розкритикувати їх роботу, назвавши її неетичної: Хіба якщо такий гібрид потрапить в матку і разовьётся? «Виросте з сина свине »? Що це завжди буде за істота? Кроликочеловек? Поборників етики не збентежила ні шляхетна мета, яку виставили перед собою творці гібридів — забезпечити науковців світу й медиків настільки необхідними їм стовбуровими клітинами, ні те, що людське ДНК у поєднанні являла собою переважна більшість. Річ у тім, що кролики пожертвували для експериментів ДНК мітохондрії, хондриосомы, постійно наявною у клітинах. Дезоксирибонуклеиновая кислота — невід'ємний компонент мітохондрії, здатна до незалежному від ДНК ядра клітини процесу самовідтворення. Нікому невідомо, чи може гібридний ембріон стати життєздатним зародком, хоча деякі експерименти коїться з іншими тваринами показують, що ця справа вкрай малоймовірно. Ті ж дослідників, кого експеримент китайців не обурив, не укинув у шок, а зацікавив, засмутило недостатня кількість деталей, що є як і публікації Nature, і у матеріалі журналу «Дослідження клітини «(Cell Research), обраного для видання двічі на місяць Шанхайським інститутом біології клітини Китайської Академії Наук (Shanghai Institute of Cell Biology Chinese Academy of Sciences). А сама група Хуэйчжень Шен доповідає, що джерелом клітин шкіри були тканини крайньої плоті двох 5-летних хлопчиків і двох чоловіків, і навіть тканину шкіри обличчя 60-річної жінки. Вони з'єднали ці клітини з яйцеклітинами новозеландського кролика, із яких більша частина ДНК була видалена. Вийшло близько 400 гібридних ембріонів, їх трохи понад сотню дожили до стадії, де починають формуватися власні стовбурні клітини. Отже, вчені з допомогою ДНК тварин розраховують розпочати «масове виробництво «людських ембріонів, які потрібні джерелом ембріональних стовбурних клітин. Ці клітини, як відомо, можуть перетворитися на всі види тканин. Та й щоб створювати клоновані ембріони, ученим потрібні здорові, й «здатні «клетки-партнёры: типу клітин шкіри людини, з одного боку, і яйцеклітин тварин, що потенційно можуть «перепрограмуватися «на генетичному рівні, і стати «рідними «клітинами ембріона — з іншого. Оскільки отримання людських яйцеклітин пов’язане з труднощами, ризиком і взагалі — цей процес дорогий, вчені вирішили спробувати отримати те саме від тварин. Головне питання тут — чи сумісна митохондрическая ДНК братів наших менших з ядром ДНК клітини людини. Результати китайського експерименту з кроликами є відповіддю «Так ». Хоча це відповідь породив і протести, й сумніву, група Хуэйчжень Шен зуміла і довести щось. Як-от: Стовбурні клітини, отримані з гібридних ембріонів, здатні до зростанню протягом тривалих періодів часу у лабораторних блюдцях і може перетворюватися на будь-який вид клітини. На думку американської експертів у сфері клонування, робота китайських вчених — великого прогресу, що у ній пропонують нову система дослідження механізмів взаємодії яйцеклітин і дорослих клітин на ембріональної стадії. У результаті дослідження можуть дати можливість глибше зрозуміти розвиток людини, процеси загоєння ран і регенерації тканин. Біолог з Гарварда (Harvard University) Дуглас Мелтон (Douglas Melton) зазначив, створення китайцями «фантастичного «ембріона може комусь нагадати химеру з грецької міфології з головою лева, головою цапа та хвостом змії, але — не перший випадок, коли вчені змішують в лабораторії клітини людини і тварин. Були, наприклад, експерименти з мишами, яких для досліджень «забезпечували «клітинами людського мозку чи частинами імунної системи. Роботу китайців Мелтон назвав «надзвичайно цікавим «і сподівання, що де вони згорнуть з обраного шляху. У той самий час, Річард Дёрфлингер (Richard Doerflinger) з Американської конференції католицьких єпископів (U.S. Conferense of Catholic Bishops) заявив, що гібридні ембріони в достатньо людяні, щоб заслужити захист: «Ми розглядаємо цей організм, як людську різновид ». До речі, що думають з цього приводу самі кролики?

Доповідь по біології на задану тему: Клонирование.

Выполнил:

Учень 11 «А» класса.

МШК № 1 р. Горки.

Панченко Михаил.

Горок 2003.