Как сложилась судьба клонированных животных?

Этапы (в основном методе)

Этапы клонирования переноса ядер соматических клеток очень просты для понимания и включают три основных этапа:

Необходимые компоненты для клонирования

Процесс клонирования начинается, когда у вас есть два типа клеток: один сексуальный и один соматический.

Половая клетка должна быть женской гаметой, называемой ооцитом — также называемой яйцом или яйцом. Яйцеклетку можно извлечь у донора, которого лечили гормонально, чтобы стимулировать выработку гамет.

Второй тип клеток должен быть соматическим, то есть клеткой организма, которую нужно клонировать. Это может быть взято из клеток печени, например.

Основной перевод

Следующим шагом является подготовка клеток к переносу ядра из донорной соматической клетки в ооцит. Для этого ооцит должен быть лишен своего ядра..

Для этого используется микропипетка. В 1950 году стало возможным продемонстрировать, что при прокалывании ооцита стеклянной иглой в клетке происходят все изменения, связанные с размножением..

Хотя часть цитоплазматического материала может проходить от донорской клетки к ооциту, вклад цитоплазмы почти полностью зависит от яйцеклетки. Как только передача сделана, вы должны приступить к перепрограммированию этой яйцеклетки с новым ядром.

Почему перепрограммирование необходимо? Клетки могут хранить свою историю, другими словами, они хранят память о своей специализации. Следовательно, эта память должна быть стерта, чтобы ячейка снова могла специализироваться.

Перепрограммирование является одним из самых больших ограничений метода. По этим причинам клонированный человек, по-видимому, имеет преждевременное старение и аномальное развитие..

активация

Гибридная клетка должна быть активирована, чтобы происходили все процессы, связанные с развитием. Есть два метода, с помощью которых эта цель может быть достигнута: с помощью электрофузии или метода Рослина и с помощью микроинъекции или метода Гонолулу..

Первый состоит из использования электрошока. При применении тока импульсами или иономицином яйцеклетка начинает делиться.

Второй метод использует только импульсы кальция для запуска активации. Ожидается, что этот процесс займет разумное время, примерно от двух до шести часов..

Таким образом, начинается формирование бластоцисты, которая будет продолжать нормальное развитие эмбриона, при условии, что процесс был проведен правильно.

Споры

Забота о животных

Смертность клонированных животных выше, чем рожденных естественными процессами. Это включает несоответствие показателей выживаемости и качества жизни до, во время и после рождения, что приводит к этическим проблемам. Считается, что многие из этих расхождений происходят из-за материнской мРНК, уже присутствующей в ооците до переноса генетического материала, а также из-за метилирования ДНК , которые способствуют развитию животного в утробе суррогата. Некоторые общие проблемы, наблюдаемые с клонированными животными, — это укороченные теломеры , повторяющиеся концевые последовательности ДНК, уменьшение длины которых в течение жизни организма связано со старением; синдром крупного потомства, аномальный размер клонированных особей из-за эпигенетических (экспрессия генов) изменений; и паттерны метилирования генетического материала, которые настолько ненормальны по сравнению со стандартными эмбрионами клонируемых видов, что несовместимы с жизнью.

Клонирование питомца

В то время как клонирование домашнего животного иногда рекламируется как перспективный метод восстановления умершего домашнего животного, клонирование домашнего животного не приводит к появлению животных, в точности похожих на предыдущего питомца (внешне или индивидуально). Хотя данное животное клонировано, все же существуют фенотипические различия, которые могут повлиять на его внешний вид или здоровье. Эта проблема была обнаружена при клонировании кошки по имени Радуга. Клон Rainbow, позже названный CC, был генетически идентичен Rainbow, но цветовые модели CC не были такими же из-за развития котенка внутри матки, а также случайных генетических различий в клоне, таких как инактивация переменной X-хромосомы .

Несмотря на разногласия, исследование клонирования домашних животных может внести вклад в научные , ветеринарные и медицинские знания и является потенциальным ресурсом в усилиях по сохранению находящихся под угрозой исчезновения кузенов кошек и собак.

В 2005 году член Ассамблеи Калифорнии Ллойд Левин внес закон о запрете продажи или передачи клонов домашних животных в Калифорнии. Этот законопроект был отклонен.

Примечания

1. Krens E.A., Molendijk L., Wullems G.I., Schilperoort R.A. In vitro Transformation of Plant Protoplasts with Ti-Plasmid DNA // Nature. 1982. Vol. 296. P. 72-74.
2. Gurdon, JB (1962) The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cells of feeding tadpoles. J Embryol Exp Morphol 10: 622-40
3. ↑ Chaĭlakhian L. M., Veprintsev B. N., Sviridova T. A. Electrostimulated cell fusion in cell engineering (неопр.) // Biofizika. — 1987. — Т. 32, № 5. — С. viii—xi.
4. Чайлахян Л. М., Вепринцев Б. Н., Свиридова Т. А., Никитин В. А. Электростимулируемое слияние клеток в клеточной инженерии. Биофизика, 1987, т.32, № 5, с. 874—887
5. Xiao-yang Zhao, Wei Li, Zhuo Lv,, Lei Liu, Man Tong, Tang Hai, Jie Hao, Chang-long Guo, Qing-wen Ma, Liu Wang, Fanyi Zeng, Qi Zhou. iPS cells produce viable mice through tetraploid complementation. Nature 461, (3 September 2009), 86-90
6. ↑
7.  (недоступная ссылка). Дата обращения: 27 марта 2015.
8. ↑
9. . NPR (24 января 2018).
10. . Nat-geo.ru. Дата обращения: 23 августа 2019.
11. Жабина А. Атака клонов: от экспериментов к бизнесу // Эксперт. — 2020. — № 11 (1155). — С. 58.
12. Жабина А. Атака клонов: от экспериментов к бизнесу // Эксперт. — 2020. — № 11 (1155). — С. 58 — 59.
13. Жабина А. Атака клонов: от экспериментов к бизнесу // Эксперт. — 2020. — № 11 (1155). — С. 59.
14. Жабина А. Атака клонов: от экспериментов к бизнесу // Эксперт. — 2020. — № 11 (1155). — С. 59 — 60.
15. ↑ Жабина А. Атака клонов: от экспериментов к бизнесу // Эксперт. — 2020. — № 11 (1155). — С. 60.

Методы клонирования

Клонирование живых организмов осуществляется в рамках молекулярной инженерии, поэтому методы клонирования отчасти пересекаются с методами обозначенной науки.

Метод пересадки ядер

Любая живая клетка состоит из двух основных компонентов: ядра и цитоплазмы. Цитоплазма – хранилище органоидов, в котором они осуществляют свою жизнедеятельность. Ядро – это хранилище генетической информации, также с помощью ядра реализуются такие процессы, как наследственность и изменчивость. При реализации метода пересадки ядер происходит банальное встраивание ядра соматической клетки в генеративную, однако данная технология возможна лишь при работе с амфибиями. При пересадке ядер млекопитающих используется иная технология, суть которой заключается в следующем: посредством микропипетки соматическую клетку вводят под оболочку яйцеклетки, затем, используя электрический ток, проводят разряд, в результате которого происходит столкновение двух субстратов и тем самым обе клетки сливаются в единую, которая содержит генетическую информацию соматической клетки (так как ядро яйцеклетки было предварительно разрушено). Далее наступает стадия культивирования, а затем реализуется имплантация имеющегося эмбриона на этапе морулы (2-ой этап эмбрионального развития млекопитающих) в матку животного данного вида. Данная биотехнология является самой передовой, она использовалась при клонировании овечки Долли.

Метод разделения эмбриона на первых стадия дробления

Во время эмбрионального развития из оплодотворенной яйцеклетки образуются бластомеры, разделенные на несколько субъединиц (в зависимости от стадии эмбрионального развития количество субъединиц-бластомеров меняется, а меняется размер в зависимости от типа дробления). При достижении эмбрионом стадии морулы ученые разделяют организм с образованием двух новых и имплантируют последние в матку «суррогатных матерей». Данный метод применим для морских ежей и лягушек.

Метод активации неоплодотворенного яйца

Данная технология является одной из первых методик клонирования животных, с её помощью получилось создать клон тутового шелкопряда. Яйцеклетку термически нагревали, не давая произойти первому мейотическому делению, из яйца вылуплялись самки. Позже метод был усовершенствован: под воздействием гамма-излучения, что делало женскую половую клетку не способной к оплодотворению, а проникшее ядро сперматозоида удваивалось, в результате чего появлялись только самцы. Открытие данного метода принадлежит советскому деятелю Астраулову

✔Этика клонирования животных

Большинство ученых рассматривают процесс клонирования животных как серьезный прорыв и видят в нем много полезных возможностей, но некоторые считают его “противником природы”.

Истина заключается в том, что большая часть широкой общественности не осведомлена о конкретных деталях, связанных с клонированием, и в результате чего возникает множество заблуждений.

В современном мире издано множество законов, запрещающих или регулирующих клонирование по всему миру. В некоторых странах клонирование разрешено, если речь не идёт о клонировании человека. Некоторые адвокатские группы стремятся запретить терапевтическое клонирование, даже если это потенциально может спасти людей от многих изнурительных болезней.

Мнение религиоведа

Как говорит религиовед и бакалавр богословия Дениса Батарчук, христианское сообщество считает, что наука хороша до определенных моментов. «Но когда дело касается воспроизводства неестественным путем, то мы начинаем вторгаться в область, которая принадлежит исключительно Богу. Большинство верующих считают, что есть сферы, в которые людям от науки лучше не вторгаться, это прерогатива Бога. Официальные заявления и документы по таким поводам Церковь выпускает только очень долго и хорошо подумав», – говорит Батарчук.

По мнению религиоведа, Церковь и наука должны уважать друг друга. «Я считаю, что Церковь может иметь свое мнение, может его высказывать, но государство в самом широком его понимании, которое позиционирует себя светским, которое в своем основном законе пишет такие постулаты, что Церковь отделена от государства, а школа отделена от Церкви, должно эти самые постулаты всячески оберегать и неукоснительно выполнять. Церковь имеет право на все, что она захочет и посчитает нужным, но вторгаться в такие области, как наука и образование ни в коем случае нельзя. Я не сторонник сделать из Церкви какую-то резервацию, каждый человек имеет право на свои религиозные убеждения, но не стоит пытаться каким-то образом навязать это мнение другим. Тем более научному сообществу. Когда Церковь пытается что-либо запрещать или влиять на процессы в государственных масштабах нужно напоминать о Конституции. Ученые должны заниматься наукой, а священники и Церковь должны заниматься тем, к чему они призваны», – заключил Денис Батарчук.

Правовая ситуация

В настоящее время во всем мире существует широкий консенсус в отношении того, что клонирование в целях воспроизводства следует объявить вне закона и запретить. С другой стороны, существует ожесточенный спор о допустимости терапевтического клонирования, который даже велся в ООН. Там юридический комитет не смог согласовать конвенцию о запрете клонирования, потому что около 60 штатов под руководством Коста-Рики и США хотели совместить это с всемирным запретом на терапевтическое клонирование. Противоположное предложение Бельгии также не нашло необходимого большинства в две трети голосов, чтобы оставить регулирование терапевтического клонирования отдельным государствам. Декларация, не имеющая обязательной силы, была составлена ​​8 марта 2005 г., что оставляет этот спор на балансе.

В Германии репродуктивное клонирование с использованием эмбриональных стволовых клеток в соответствии с Разделом 6 и терапевтическое клонирование в соответствии с Разделом 1 (2) и Разделом 2 (1) Закона о защите эмбрионов наказуемо, поскольку удаление эмбриональных стволовых клеток из молодого эмбриона в vitro не приводит к сохранению эмбриона, используется по назначению. Однако репродуктивное клонирование с помощью индуцированных плюрипотентных стволовых клеток вместо эмбриональных стволовых клеток не подпадало бы под этот запрет.

Однако это не означает, что эта форма клонирования недопустима навсегда, поскольку законодательные органы (Бундестаг и Бундесрат) могут внести соответствующие изменения в Закон о защите эмбрионов. Это было бы исключено только в том случае, если терапевтическое клонирование также нарушило человеческое достоинство эмбриона in vitro.

Этот вопрос об основном правовом и биоэтическом статусе эмбриона in vitro перед имплантацией в матку является горячо спорным и до сих пор не прояснен. Преобладающее мнение предполагает, что при слиянии пронуклеусов яйцеклетки и сперматозоидов, образующих главное ядро ​​зиготы, развивается человеческая жизнь, которая с тех пор продолжает развиваться как человеческое существо и, следовательно, также имеет защиту человеческого достоинства в соответствии с к статье 1 ГГ. Этот самый ранний момент времени, с которого защита жизни кажется оправданной в любом случае, также является основой основной идеи Закона о защите эмбрионов.

Однако и в Германии продвигается точка зрения, согласно которой защита жизни в Основном законе может быть реализована с помощью nidation , то есть имплантации эмбриона в материнский организм. Об этом говорят выводы медицинской антропологии, согласно которым взаимодействие между эмбрионом и телом матери необходимо для того, чтобы эмбрион вообще мог развиться в человека. Без этого импульса, без побуждения человек никогда не появляется, зародыш как бы превращается в ничто. Этой точке зрения соответствует нынешняя правовая ситуация в Великобритании .

Институт международного и международного уголовного права Макса Планка составил обзор правовой ситуации в отношении клонирования в отдельных странах Европейского Союза .

Значение

Создание животных и растений с заданными качествами всегда было чрезвычайно заманчивым потому, что это означало создать организмы уникальнейшие и нужнейшие, устойчивые к болезням, климатическим условиям, дающие достаточный приплод, необходимое количество мяса, молока, плодов, овощей и прочих продуктов.
Использование технологии клонирования предполагает уникальную возможность получать фенотипически и генетически идентичные организмы, которые могут быть использованы для решения различных теоретических и прикладных задач, стоящих перед биомедициной и сельским хозяйством. В частности, использование клонирования могло бы способствовать изучению проблемы тотипотентности дифференциированных клеток, развития и старения организмов, злокачественного перерождения клеток.
Благодаря технологии клонирования предполагается появление ускоренной генетической селекции и тиражирования животных с исключительными производственными показателями. В сочетании с трансгенезом клонирование животных открывает дополнительные возможности для производства ценных биологически активных белков для лечения различных заболеваний животных и человека.
Клонирование животных, возможно, позволит проводить испытания медицинских препаратов на идентичных организмах.

Клоны не повторяют ваш характер

Еще один небольшой нюанс: удивительно, но многие думают, что копия повторяет свой оригинал на все 100% – и мыслит так же, и черты характера те же. Но при всем при этом, души у него нет (в отличие, конечно же, от первоначального образца). Однако доказать существование души, как и ее отсутствие, ученые пока не смогли.

– Есть мнение, что клон абсолютно повторяет свой оригинал, как генотип, так и фенотип.

На развитие организма влияет очень много факторов: как факторы внутриутробного развития (какие-то врожденные свойства, но генетически не обусловленные), так и весь социальный и культурный опыт, который получает человек во время воспитания. Все его навыки, знания – это то, что он приобретает, а не то, что заложено в нем от рождения. Поэтому, как мы знаем, даже однояйцевые близнецы, которые генетически идентичны, могут сильно отличаться характером. Один может быть математиком, а другой антропологом. Точно так же и с клоном – он не будет точной копией своего родителя (оригинала), хотя стоит отметить, что генетически клон будет ближе, чем собственный ребенок. Если бы люди начали размножаться клонированием, то дети были бы сильнее похожи на своих родителей, чем при половом размножении, где присутствует комбинация генов (генетического материала) от двух родителей.

– То есть чисто теоретически с помощью клонирования можно вывести «чистую» расу без болезней и изъянов?

Есть много разной фантастики, посвященной выведению чистой расы. Конечно, все это очень далеко от того, что реально может происходить. Хотя клонирование может быть интересной опцией в тех случаях, когда у людей возникают проблемы с размножением. Но клонированию все равно будет сложно вытеснить популярность классического способа размножения, здесь опасаться не стоит.

– Влияет ли клонирование на здоровье? Говорят, что бедную овечку Долли сгубило клонирование.

В человеческом организме существует такая особенность: при каждом делении клетки участок ДНК на краю хромосомы-теломера укорачивается. А для клонирования мы берем клетку взрослого организма. И была такая мысль, что раз там теломеры уже укорочены, то, соответственно, у клеток становится меньше потенциала для деления. Но, как мы видим, когда ядро оказывается внутри яйцеклетки и начинает развиваться в эмбриональных условиях, начинает действовать фермент – теломераза, который эти кончики хромосом и достраивает. Это происходит и у нас. Каждый из нас является продуктом делящихся клеток – дети не рождаются более старыми, чем их родители. Поэтому у нас сейчас нет опасений по поводу того, что если мы клонируем человека, то он быстро состарится или у него будут нетипичные для людей болезни.

Все исследования и эксперименты — череда издевательств над животными

Группы активистов требуют прекратить опыты над животными и задействовать компьютерные модели. На самом деле за животными-клонами и особями, используемых для экспериментов, следят особо тщательно, за ними ухаживают с особой заботой и они ни в чем не нуждаются, да и компьютерные модели не могут предоставить полной картины. Опять же, государственные органы тщательно проверяют исследовательские учреждения. Однако активисты проводят агрессивную политику, вплоть до избиения ученых и преследования их семей, что вынудило ФБР рассматривать их действия как террористические угрозы. В борьбе за права животных, которые ничуть не ущемляются, люди готовы идти на прямое нарушение прав своих сограждан! В США государство встает на защиту биомедицинских исследований, жестко карая тех, кто незаконными методами препятствует этому.

О запрете клонирования и мамонтах

1 марта 2001 года вступил в силу Дополнительный Протокол к Конвенции о защите прав человека и человеческого достоинства, запрещающий клонирование человека. Его подписало 24 государства из 43 стран-членов Совета Европы. И, хотя Россия официально не присоединилась к этому Протоколу, на клонирование наложен мораторий (ФЗ № 54-ФЗ от 20 мая 2002 г. «О временном запрете на клонирование человека»).

– И все-таки – почему клонирование запрещено?

Во-первых, существуют технические сложности: если взять ту же овечку Долли, то можно увидеть, что для ее получения было использовано очень много и яйцеклеток, и взрослых клеток. Многие эмбрионы не произвелись, потому что клонирование – это очень сложная процедура, требующая высококвалифицированных навыков, хорошей науки, которая бы подробно изучила репродуктивную систему клонируемого вида. Что касается людей, то здесь есть ощущение, что мы очень близки к клонированию. Уже существуют технологии искусственного оплодотворения, создания детей от трех родителей, где тоже есть перенос ядра из эмбриона. То есть родители создают эмбрион, берут из него ядро, переносят в яйцеклетку другой женщины, которая его вынашивает.

Значит, детей от трех родителей получают, переносить ядра человеческих клеток в яйцеклетки умеют, имплантировать их могут. Поэтому технических проблем остается мало и остаются… не столько этические, насколько, на мой взгляд, религиозные. Для многих верующих клонирование – это вмешательство человека в жизнь, ведь обычно дети получаются от взаимодействия двух родителей, а тут какая-то процедура. Получается, что генетически у ребенка только один родитель, а на самом деле, если вспомнить, что предыдущий организм получился в результате обычного полового процесса, можно считать, что родители исходного оригинала являются биологическими родителями и клона. Это поднимает некоторые религиозные вопросы, и может быть, поэтому некоторая часть общества, которая далека от науки и близка к религии, оппозиционно к этому относятся.

– Вариант того, чтобы создавать клонов в качестве инкубаторов донорских органов, исключен?

Использование клонов в качестве инкубаторов донорских органов это не только неэтично, но также и не целесообразно. На данный момент существует очень большой прогресс в области выращивания отдельных органов. Конечно, еще много предстоит сделать, но когда технологии будут доведены до ума, вырастить любой орган будет быстрее, проще и дешевле, нежели чем вырастить отдельного клона. Уже были эксперименты на мышах, в которых выращивалась поджелудочная железа крысы и наоборот. Есть попытки создать свиней, в которых растили поджелудочную железу человека, пока что не до конца удачные, но к успеху приближаются.

– А можно ли клонировать уже вымершие виды? Например, мамонтов?

Клонирование мамонтов гипотетически возможно. Есть очень серьезные ученые, которые рассматривают вероятность клонирования мамонтов. В частности, Джордж Чёрч – известный генный инженер, автор нескольких очень важных методов молекулярной биологии, один из которых позволяет быстро читать геномы ДНК разных организмов и т.д. Он серьезно разбирает вариант клонирования мамонта. Идея такая: у нас есть геном мамонта, который прочитан, мы знаем, чем мамонт отличался от слона, и можем методами генной инженерии одну за другой вносить мутации в ДНК клетки слона, чтобы она генетически стала похожа на клетку мамонта. Потом можно использовать технологию клонирования, перенести ядро в яйцеклетку слонихи и дальше слониха родит мамонтенка. Такой сценарий, мне кажется, вполне может быть реализован в ближайшие лет 20.

В каких целях могут использоваться технологии клонирования

У генной терапии есть возможности для исправления определенных генетических мутаций путем введения вирусов-векторов, содержащих здоровые копии мутированных генов в клетки организма-донора. Дополнительные гены способны улучшать вкусовую и питательную ценность продуктов или создавать устойчивость к различным видам болезней у сельскохозяйственных культур.

Посредством репродуктивного клонирования можно воссоздавать популяции исчезающих животных или животных, которых трудно выращивать. В 2001 году появился на свет первый клон исчезающего дикого животного, получивший кличку Гор. Этот дикий бык умер от инфекционного заболевания через 48 часов после рождения. В том же году итальянские ученые сообщили об успешном клонировании здорового детеныша муфлона, исчезающего дикого козла. Клонированный муфлон живет сейчас в Центре дикой природы в городе Сардиния. В числе исчезающих видов, потенциальных кандидатов на клонирование, — африканская антилопа Бонго, тигр с острова Суматра и гигантская панда. Клонирование вымирающих видов животных представляет собой еще более сложную задачу для ученых, так как яйцеклетка и суррогат, необходимые для создания эмбриона, будут взяты у других видов животных.

В будущем технологию терапевтического клонирования будут использовать для производства целых органов из единичных клеток или создания здоровых клеток для замещения больных при таких тяжелых заболеваниях, как болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона. Но предстоит много работы, прежде чем терапевтическое клонирование сможет стать реальной возможностью для лечения заболеваний.

История коммерческого клонирования

У дочки пилота Адама Гибсона погибает пёс Оливер. Мужчина решает оживить любимчика и отправляется в ветеринарную клинику. Но после разговора с менеджером отказывается от затеи. Так начинается триллер «Шестой день» с Арнольдом Шварценеггером.

Коммерческое клонирование животных уже не фантастика. В 2003 году на свет появился мейн-кун Литл Ники. Котёнок стал клоном умершей кисы Ники. Счастливая хозяйка заплатила 50 тысяч долларов за вторую жизнь любимицы.

2008 год – американская фирма BioArts International начала клонировать собак. Учёные создали Мисси – помесь бордер-колли с хаски. В тот же период национальный университет Сеула объявил о рождении пяти клонированных щенков бультерьера.

Их имена Бугер Бернанн, Бугер Ра, Бугер Ли, Бугер Хонг, Бугер Панк. Биологический отец малышей Бугер скончался от рака в 2006. Лидером отрасли является южнокорейская корпорация Sooam Biotech Research Foundation (Сооам Биотэч).

Первым достижением компании стал клон лабрадора, Ланцелот Энкор. Красавец родился в 2009. Сотрясали сферу и скандалы. В 2004 южнокорейский биолог Хван Усок объявил о создании клонированных стволовых клеток человека.

Информация оказалась недостоверной. Его приговорили к двум годам заключения условно. У Хвана есть и реальные достижения. Он вывел первую на земле собаку, зачатую так же, как овечка Долли. Это афганская борзая Снуппи.

Что изменило клонирование этих макак?

С 1996 года, когда на свет появилась Долли, биологи успешно клонировали 23 вида животных: коров, собак, свиней, крыс, кроликов, верблюдов и многих других, но любые попытки клонировать обезьян оканчивались неудачей. Технология производства при этом никогда кардинально не менялась. Ученые брали здоровую клетку, содержащую целостный генетически материал, помещали ее в яйцеклетку, а ту вживляли суррогатной матери, которая вынашивала и рожала детеныша. С приматами такой фокус не работал, поэтому китайские исследователи смешали «коктейль» из молекул РНК и нужных ферментов, который бы защитил белковую оболочку ДНК во время деления яйцеклетки. Их эксперимент сработал, и это уже повод для радости, но сам процесс клонирования давно перестал быть фантастикой и уверенно вошел в повседневную жизнь.