От Долли к копии человека: неизбежная атака клонов
Валерий Спиридонов, первый кандидат на пересадку тела, рассказывает о том, как зародились современные технологии клонирования живых организмов, и рассуждает о последствиях их появления для человечества.
Ключ жизни
Начало исследований альтернативного биовоспроизводства относят к 1885 году, когда немецкий ученый Ханс Дриш (Hans Driesch) стал изучать методы репродукции, экспериментируя на морских ежах и других животных с крупными яйцеклетками. В 1902 году ему удалось вырастить двух полноценных морских ежей, разделив один эмбрион на две половины на первых стадиях его роста.
Принципиально новый метод клонирования был разработан в 1940-х годах советским эмбриологом Георгием Лапшовым. Он выделил ядро неполовой клетки и ввел его в яйцеклетку с предварительно извлеченным ядром. Этот метод клонирования получил название "перенос ядра".
Аналогичные опыты в дальнейшем удалось провести американским эмбриологам с головастиками лягушек. А в 1996 году весь мир облетела новость об успешном клонировании овечки Долли. Это было первое млекопитающее, клонированное из клеток взрослой особи.
В дальнейшем ученые пытались клонировать еще многих животных: мышей, свиней, коз, коров, лошадей, крыс и других. Параллельно с этим были созданы новые методики генной инженерии, позволяющие менять ДНК эмбриона во время клонирования и совершать другие фантастические вещи, являющиеся сегодня обыденными для науки и медицины.
Однако целью подобных экспериментов являлось не только воссоздание популяции редких видов животных, но и в первую очередь апробирование технологий и методов клонирования для создания копии человека или его отдельных тканей.
Копии вне закона. Законодательное регулирование в России и мире
В большинстве стран мира на клонирование введен временный запрет. Он обусловлен прежде всего вопросами этики, а также несовершенством имеющихся технологий. Когда ученые осуществляют процесс клонирования, они одновременно создают сотни эмбрионов, большая часть которых не доживает до стадии имплантации.
Кроме того, наблюдения за длиной теломер, концевых участков ДНК, показывают, что клоны должны иметь меньшую продолжительность жизни, чем их "родители", что, однако, пока не проявляется в ходе наблюдений за реально живущими клонами, несмотря на более короткие теломеры, чем у животных аналогичного возраста, зачатых естественным путем.
В России с 19 апреля 2002 года действует федеральный закон "О временном запрете на клонирование человека", сроки действия которого истекли в 2007 году. Затем мораторий был продлен в 2010-м на неопределенный срок до вступления в силу закона, устанавливающего порядок использования технологий в этой области. При этом законом не запрещено клонирование клеток в научно-исследовательских целях или для трансплантации.
Несмотря на сопротивление политиков и общественности, первые лабораторные исследования и эксперименты на человеческих эмбрионах были недавно проведены в Китае, США, Великобритании и Нидерландах. В других государствах мира (к примеру, во Франции, Германии и Японии) подобные опыты пока остаются за гранью закона.
Если же рассматривать данный вопрос с точки зрения религии, то тогда можно говорить, что любой вид клонирования является неприемлемым для представителей почти всех конфессий мира.
На настоящий момент не существует достоверной информации о проведенных экспериментах по клонированию человека. Национальный институт генома человека США, один из ведущих научно-исследовательских центров, ведущих работу в данном направлении, выделяет три типа клонирования: генное, репродуктивное и терапевтическое.
Генное клонирование
Клонирование генов или сегментов ДНК, в соответствии с определением Университета штата Небраска, представляет собой процесс, в рамках которого из клеток извлекается ДНК, разрезается на части, и затем одна из этих частей, содержащая в себе тот или другой ген, вставляется в геном другого организма.
Как правило, в его роли выступают различные микробы, чьей ДНК манипулировать гораздо проще, чем геномом человека или других многоклеточных живых существ, у которых генетический материал упакован внутри ядра, изолированного от всей остальной клетки.
Получив несколько сотен таких микробов с "клонированной" чужеродной ДНК, ученые наблюдают за тем, как изменилась их жизнедеятельность, и отбирают те бактерии, которые содержат в себе интересные гены, способные, к примеру, сделать растения неуязвимыми для атак различных болезнетворных грибков или защитить их от посягательств вредителей.
Аналогичным образом "клонирование" человеческих генов в ДНК микробов позволяет молекулярным биологам искать причины развития различных генетических болезней и создавать генные терапии, способные бороться с ними.
Терапевтическое клонирование
Эмбриональные стволовые клетки и их аналоги, изготовленные из "перепрограммированных" клеток кожи или соединительной ткани, могут превращаться практически в любые типы клеток в организме. Эта их особенность позволяет воссоздавать ткани и органы, совместимые с иммунной системой реципиента.
В России этот процесс называют клеточным размножением. Он похож на репродуктивное клонирование, но сроки роста культуры в данном случае ограничены двумя неделями. Через 14 дней процесс их размножения прерывается, и клетки используются в лабораторных условиях. К примеру, для замены пораженных тканей. Они также могут служить для тестирования терапевтических препаратов.
Таким методом в Великобритании уже выращивают искусственную кожу, а в США создают полноценные мочевые пузыри.
Репродуктивное клонирование
Клонирование в перспективе могло бы полностью решить проблему бесплодия - ярким примером этого как раз была знаменитая овечка Долли.
Источником генетического материала послужили клетки умершей овцы, донором яйцеклеток стала другая овца, а третье животное играло роль суррогатной матери. Из 277 клеток лишь 29 развились до состояния эмбриона, всего один из которых выжил.
Несмотря на уникальность эксперимента и научный прорыв для того времени, его результаты подверглись критике.
Основная причина - что эксперимент не был чистым с точки зрения генетики. Помимо ядерной ДНК, часть генома содержится внутри так называемых митохондрий, клеточных "энергостанций". В данном случае Долли унаследовала митохондрии не от своей "генетической" матери, а от донора яйцеклеток, из-за чего ее нельзя назвать стопроцентным клоном. Возникает вопрос - возможно ли в принципе создание идеальной копии какого-либо человека или животного?
Абсолютных клонов не бывает?
Даже если клон будет изначально генетически идентичен оригиналу, его сходство с ним будет неизбежно уменьшаться с течением времени. Это отразится как на внешних, так и на внутренних характеристиках.
В частности, в геноме человека и животных постоянно возникают новые случайные мутации, благодаря чему клон и оригинал станут непохожими уже в первые секунды своего "раздельного" существования. Даже природные "клоны", однояйцевые близнецы, изначально имеют по несколько десятков разных мутаций, и их число постепенно растет после их появления на свет.
Более того, если мы вспомним физику, то заметим, что сами законы квантовой механики запрещают существование идеальных копий любых объектов.
Неопределенное будущее
Тем не менее наука не стоит на месте, и за последние десятилетия методики клонирования как генов, так и организмов стали гораздо более безопасными и надежными, что позволяет снизить вероятность неудачного клонирования или появления ошибок при трансплантации ДНК в чужеродный организм.
К примеру, появление методик "перепрограммирования" клеток позволяет ученым сегодня получать большие количества стволовых клеток и даже выращивать полноценные эмбрионы, не жертвуя ради этим другими зародышами. Пока такие клетки используются только в лабораториях, однако в будущем они могут найти свое место в лечении болезней Паркинсона, Альцгеймера, последствий инсультов, слепоты и многих других проблем со здоровьем.
Совершенствование биотехнологий и накопление научных знаний в сфере генной инженерии открывает новые возможности для человека. Устранение генетических заболеваний, биосовместимая трансплантология, альтернативное решение проблем бесплодия и, возможно, рождение детей с заданными параметрами.
