1996 Первое официальное клонирование животных*
1996
Первое официальное клонирование животных*
Человек разводит животных на протяжении многих тысячелетий, и его воображение, видимо, не раз поражали редко возникающие, исключительные, выдающиеся по хозяйственной ценности экземпляры – быстроногие лошади, коровы с высокими удоями, овцы с большим настригом шерсти и хорошие куры-несушки. Вероятно, человеку не однажды приходила в голову смелая мысль сделать таких удивительных животных «бессмертными» путем воспроизводства их в следующих поколениях в виде совершенно идентичных копий. В действительности же рекордисты заканчивали свой жизненный путь, оставив после себя потомков, которые никогда не были полностью идентичны ни одному из своих родителей.
«Тиражировать» млекопитающих оказалось можно, так сказать, «хирургическим» способом. Он основан на замене гаплоидного ядра яйцеклетки на диплоидное ядро, взятое из еще не дифференцированных клеток эмбрионов. Пока у эмбриона не началась закладка органов, ядра его клеток без осложнений заменяют функцию диплоидного ядра только что оплодотворенной яйцеклетки. Таким методом в США (1952) У.Р. Бриггс и Т. Дж. Кинг получили генетические копии лягушки, а швейцарский ученый К. Ильмензее – генетических двойников мыши.
Чучело овечки Долли
И вот, наконец, последовал триумф: в 1996 г. шотландец И. Уилмут получает хирургическим путем знаменитую овечку Долли – генетическую копию взрослой овцы. Для этого из клеток ее вымени было взято ядро для пересадки в яйцеклетку другой овцы. Успеху способствовало то, что взамен инъецирования нового ядра применялись воздействия, приводящие к слиянию лишенной ядра яйцеклетки с обычной (неполовой) клеткой. После этого яйцеклетка с замененным ядром развивалась как оплодотворенная. Насколько совершенен метод клонирования и каковы перспективы его улучшения, судить по единичным попыткам пока рано. Несколько настораживали сообщения о неблагополучии с ее печенью и ранней гибели ее сестер. Очень важно, что этот метод позволяет взять ядро клонируемой особи в зрелом возрасте, когда уже известны важные для человека хозяйственные признаки.
Таким образом, возможность клонирования приблизилась вплотную к человеку. Это взбудоражило общественность, вызвало острые дискуссии о правомочности столь радикального вмешательства в природу человека, позволительного-де лишь одному Богу. Конечно, для решения проблемы клонирования человека надо будет пройти долгий и трудный путь; он чреват рядом биологических, вероятно, нелегко преодолимых барьеров. И все же идея клонировать выдающихся гениев человечества представляется не менее заманчивой, чем клонирование сельскохозяйственных животных. Не нужно отметать ее с порога. Полученные результаты обширных работ на тутовом шелкопряде, тщательное изучение литературных сведений об однояйцевых близнецах и собственные наблюдения за ними заставили многих ученых переменить точку зрения на клонирование человека.
Считается, что человечество уже давно не подвергается ни естественному, ни искусственному отбору. Насчет естественного вопрос спорный, а вот искусственный, наверное, невозможен по целому ряду этических и чисто биологических причин. Несомненно, искусственный отбор на интеллект привел бы к поразительным успехам. Но нет гарантии, что сверхинтеллектуальные индивидуумы не будут ущербны в каком-либо другом отношении, как это часто случается в селекции животных: переразвитие какого-либо одного хозяйственного признака снижает другие жизненно важные качества, например жизнеспособность. Поэтому человечеству нужно воспользоваться величайшими дарами природы – появлением ни в чем не ущербных гениев в результате редчайшего сочетания в их генотипе необходимых для этого генов. Воспроизводство их в виде генетических копий станет в ряду величайших достижений науки.
Разработка методов клонирования на человеке, конечно, должна быть запрещена до тех пор, пока на приматах не будет однозначно доказано, что хирургический метод клонирования не отражается на здоровье генетической копии. Ведь любые отрицательные отклонения в организме – это трагедия неудавшейся копии, которую не выбракуешь, как поступают с сельскохозяйственными животными.
Допустим, безупречный метод будет разработан, однако только этим проблемы клонирования не решатся. Останется без ответа не менее серьезный вопрос: а повторят ли точно копии гениальность оригиналов? Согласно закономерностям двух основных разделов генетики – наследственности и изменчивости, – становление любого признака происходит в результате взаимодействия генов и среды. Роль этих факторов не одинакова: в развитии качественных признаков влияние среды сказывается существенно меньше, чем в формировании количественных. В последнем случае доля участия среды устанавливается статистически.
Интеллект – особое свойство, тут математика не поможет, поэтому причинная зависимость уровня интеллекта была и по-прежнему остается предметом дискуссий. Подчас высказываются абсурдные суждения, мол, роль наследственности в формировании интеллекта чуть ли не сводится к нулю. Удивительно, что еще до рождения генетики А.П.Чехов в повести «Степь» устами старика Пантелея дал поразительно верную трактовку факторов, составляющих интеллект: «Одному человеку Бог один ум дает, а другому два ума, а иному и три… Один ум, с каким мать родила, другой от учения, а третий от хорошей жизни». Первый ум – наследственность – полностью повторяется в генетической копии. Роль обучения неоспорима, без него гениальные задатки остались бы невостребованными. А вот различное влияние среды (хорошей жизни) на оригинал и копию дает повод противникам клонирования человека утверждать, что гениальность не повторится в копии из-за разных условий жизни оригинала и копии. Но это не серьезно. Влияние факторов среды на интеллект, наоборот, только полезно, потому что, зная направленность дарования гения, можно организовать условия жизни так, чтобы они с раннего детства способствовали развитию именно этого дарования.
Изложенное, казалось бы, позволяет надеяться не только на полную повторяемость гениальности у копий, но даже на некоторое их превосходство над оригиналом при правильном воспитании. Но этот прогноз поколебали экспериментальные данные.
Выяснилось, что, несмотря на одинаковые генотипы и условия разведения, члены одного клона оказываются весьма разнообразными по целому ряду признаков: величине, продуктивности и плодовитости. В некоторых клонах это разнообразие бывает бо?льшим, чем в генетически разнородных популяциях. Судя по анализу, эта ранее не известная изменчивость есть следствие ошибок в построении отдельных органов и в итоге – всего организма. «Биологические изделия» не всегда соответствуют «чертежам», т. е. генотипу. Ошибки в построении органов случайны, но общее их число зависит от жизнеспособности организма, в свою очередь обусловленной качеством наследственности, способом размножения (естественным, искусственным) и условиями обитания. Чем они лучше, тем меньше ошибок. В силу случайности в генетически идентичных организмах возникает разное число ошибок, и это служит источником разнообразия. Такую изменчивость ученые назвали дефекто-онтогенетической. Она существенна не только в клональном потомстве, но и в обычном, полученном половым путем. Если учитывать ее в аналитических и экспериментальных исследованиях, то целый ряд явлений может получить более верное толкование.
Согласно теории вероятности, у большинства родителей и их копий накапливается некоторое среднее число ошибок. Поэтому копии чаще всего достаточно точно повторяют свои оригиналы. Если же у основателя клона в ходе развития (т. е. онтогенеза) возникло относительно много ошибок, то депрессированные ими свойства у потомков окажутся в среднем лучше, чем у родителя, и наоборот, у «малоошибочных» родителей копии будут в среднем хуже.
В свою очередь онтогенез клональных потомков также будет сопровождаться ошибками, число которых и степень их вредности сформируют среди копий разнообразие. Следовательно, отдельные особи в большей или меньшей мере отдалятся от оригинала. Насколько может быть велик этот разрыв, сейчас трудно сказать – мы еще не знаем, сколь «чувствителен» мозг к ошибкам в формировании как его самого, так и всего организма.
Ответ на этот вопрос опыты на животных не дадут. Однако совершенно безболезненно для человека проблема решается в сравнительных исследованиях однояйцевых близнецов, для чего можно привлечь уже имеющиеся данные, а лучше заново определить степень интеллектуального сходства с помощью изощренных тестов. Если между близнецами оно окажется большим, то копии гениев тоже не должны будут сильно отличаться от оригиналов. Важно то, что подобные исследования нужно проводить на близнецах-детях, когда еще не отложились отпечатки разного влияния среды. Выдающийся природный ум обнаруживается уже у маленьких детей, когда воспитание и учеба не сказались на нем. Это подтверждается огромным количеством фактов. Например, почти все выдающиеся шахматисты великолепно играли в 4–5?летнем возрасте, впоследствии они только доводили свое искусство до совершенства. Как известно, кожные узоры на подушечках пальцев и линии ладоней у однояйцевых близнецов одинаковы (неадаптивные признаки), а в строении мозга (адаптивный признак) и вовсе будет полнейшее сходство. Следовательно, на старте, по природному уму, близнецы равны.
Итак, совершенно не прибегая к драконовским экспериментам на человеке, можно получить ответ на вопрос о возможности воспроизводства в клонах его выдающихся способностей.
В настоящее время еще нет результатов по клонированию высших млекопитающих мужского пола, поставляющих гениев чаще, чем женский пол. Для этого в принципе пригоден только хирургический метод. Чтобы получать мужские копии, сначала нужно подобрать ткань, ядра клеток которой, как ядра клеток вымени овцы, будучи пересаженными в яйцеклетку, развивались бы в организм.
Если на пути клонирования человека не возникнут биологические преграды, то проблема будет упираться в возражения этического, юридического и криминального характера. Но совсем недавно с таким же ожесточением возражали против искусственного осеменения. В ряде стран оно и сейчас запрещено, в то время как в других уже принесло счастье огромному числу бесплодных людей. Клонирование по своей природе или принципам технологии мало чем отличается от искусственного осеменения. Однояйцевые близнецы – точный прототип будущих генетических копий человека, разве что первые появляются на свет один за другим, а копии – примерно через 20 лет после оригинала.
В печати настойчиво высказывались опасения, что диктаторы-злодеи, пользуясь своей властью, смогут тиражировать себе подобных. Если удалось запретить применение ядерного и химического оружия, то почему этого нельзя сделать и в отношении клонирования? Нужно лишь образовать международную комиссию, которая с величайшей ответственностью выбирала бы кандидатуры для клонирования. Получение копий ни в коем случае не должно стать массовым.
Истинных гениев не так уж и много, но их величайший интеллект принес бы человечеству небывало мощный прогресс в науке, искусстве и организационной деятельности.
В феврале 1997 г. из шотландского Института Рослина пришло известие о нормальном развитии первого млекопитающего, полученного путем переноса клеточного ядра, или, проще говоря, клонирования, – овечки Долли. Пожалуй, это событие произвело эффект разорвавшейся бомбы.
Внешне она не отличалась от сородичей. Казалось бы, что необычного в самой обычной овце? Ведь сообщения о клонировании, то есть получении при помощи генетического материала соматической клетки идентичного организма, впервые появились в пятидесятых годах минувшего века, когда путем пересадки ядра клетки головастика в икринку лягушки был получен новый головастик, то есть принципиальная возможность «обратной» дифференцировки клеток уже была доказана. Да и получение генетических копий высших млекопитающих тоже не являлось великим новаторством. В том же Институте Рослина путем переноса ядер клеток ранних овечьих эмбрионов в неоплодотворенные яйцеклетки овцы к тому времени уже была клонирована пара овечек, именовавшихся Меган и Морган.
Однако эти эксперименты такого отклика не вызывали. В то время неоднократно говорилось, что лягушка – это одно, а человек – совсем другое; или велись серьезные дискуссии о том, можно ли считать пересадку эмбрионального генетического материала настоящим клонированием, дающим возможность получения генетически идентичных взрослых особей. И вот появилась Долли.
Непосредственно клонирование осуществлялось при помощи технологии ядерного переноса, которая использовалась и при клонировании животных из эмбриональных клеток. В процессе переноса используются две клетки. Реципиентная клетка представляет собой неоплодотворенную яйцеклетку, отобранную у животного непосредственно после овуляции. Эта клетка обрабатывается особым образом так, что она останавливается в своем развитии до того момента, как деление будет индуцировано специальными веществами. Донорская клетка отбирается у клонируемого животного.
Затем с использованием мощного электронного микроскопа и тончайших инструментов из клетки-реципиента удаляется ДНК (на этой стадии развития яйцеклетки ее хромосомы не организованы в выделенное ядро). Затем донорская клетка, содержащая ядро с хромосомной ДНК, соединяется с лишенной генетического материала яйцеклеткой. После этого некоторые из слитых клеток начинают делиться, а затем, после помещения их в матку суррогатной матери, развиваться в полноценный эмбрион.
При получении Долли в качестве донорской клетки использовались зрелые, дифференцированные фибробласты (один из типов клеток соединительной ткани) из нижней части вымени овцы, находившейся на четвертом месяце беременности. Беременное животное было выбрано из-за того, что при беременности клетки вымени овцы активно делятся и, следовательно, хорошо выживают в культуре. Кроме того, такие фибробласты содержат стабильные по физической структуре хромосомы, что позволяет надеяться на сохранность всей генетической информации.
По сообщениям специалистов Института Рослина и биотехнологической компании PPL Therapeutics, совместно с которой проводился эксперимент, все полученные ими рекомбинантные яйцеклетки начали нормально делиться и развиваться. Однако при подсадке их суррогатной матери по непонятным причинам лишь немногие зиготы стали развиваться в овечьи эмбрионы. Помимо этого, после рождения клонов были отмечены определенные патологии. Так, некоторые из новорожденных были ненормально велики, что, по мнению исследователей, было связано с опозданием в подсадке развивающихся эмбрионов в матку суррогатной матери. Таким образом, подтвердились статистические данные предыдущих исследований по переносу ядра, согласно которым нормально развивается лишь один из тридцати полученных эмбрионов.
В итоге в Институте Рослина был оставлен один из нескольких рожденных клонированных ягнят – та самая Долли. Куда делись еще несколько – неизвестно. Появление на свет Долли тщательно скрывалось в течение нескольких месяцев, до сих пор даже неизвестна точная дата ее рождения.
Долли стала самой известной овцой в мире. Как настоящую «звезду», ее окружали самые разнообразные слухи и домыслы. Самым популярным среди них была непонятно откуда взявшаяся информация о ее редкостной агрессивности, вплоть до весьма правдоподобных рассказов о разбитых фотокамерах и покусанных репортерах. На самом же деле характер Долли мало чем отличался от ее флегматичных сородичей, пасущихся на склонах шотландских гор. Впрочем, даже самый спокойный человек стал бы агрессивным после тех научно-медицинских истязаний, которые пришлось перенести овечке.
Второй слух, ставший распространяться с неимоверной скоростью чуть ли не с момента объявления о существовании Долли, заключался в том, что клонированная овца стареет в несколько раз быстрее своих «нормально рожденных» родственников. Этот слух, как оказалось, во многом соответствовал действительности. Вероятнее всего, феноменально быстрое старение происходило в силу запрограммированного ограничения количества делений и продолжительности жизни каждой клетки высших организмов. По одной из версий, это определяется длиной концевых участков плеч хромосом – теломерных повторов. При каждом делении клетки их длина уменьшается, что и определяет оставшееся разрешенное клетке время жизни. Поскольку в качестве донорской при создании Долли использовалась клетка уже взрослого животного, которая претерпела до этого по крайней мере несколько делений, теломеры ее хромосом к тому времени были несколько укорочены, что и могло «состарить» клонированный организм. Но этот, пожалуй, единственный, явный дефект Долли никак не свидетельствует о провале эксперимента, а скорее подтверждает извечную истину о том, что природа далеко не так проста и однозначна, как это может показаться.
Разговоры о нарушениях репродуктивных способностей у Долли вообще не имеют под собой никаких оснований, поскольку она как минимум дважды благополучно разрешилась от бремени, родив своего первенца Бонни на втором году жизни, а еще год спустя – троих здоровых ягнят.
Овечка Долли прожила всего 6 лет, хотя обычно овцы живут 11–12 лет. В 2002 г. у нее развился ревматический артрит; по мнению некоторых ученых, болезнь суставов явилась прямым следствием клонирования. А в феврале 2003 г. Долли вынуждены были усыпить из-за подхваченной ею легочной инфекции.
Но наибольший общественный резонанс вызвал даже не сам успешный научный эксперимент с Долли, а его этические аспекты. Человечество было поражено возникновением принципиальной возможности клонировать не только животных, но даже людей и в общем-то такой возможности испугалось. Эта тема широко освещалась и обсуждалась в разнообразных средствах массовой информации. В ходе бурных дискуссий высказывались диаметрально противоположные взгляды на существующую проблему, некоторые церковные лидеры предупреждали человечество о скором наступлении Апокалипсиса, а отдельные ученые радостно предвещали начало новой эпохи генной медицины. Дело доходило даже до семейных скандалов и публичного рукоприкладства в прямом телеэфире.
Собственно говоря, проблема заключается всего лишь в одном вопросе: «Этично и нужно ли создавать новые организмы, в частности копии человека?» Ответов на этот вопрос может быть множество, и каждый из них в чем-то будет обоснованным и логичным. Сторонники генной терапии станут долго и интересно рассказывать об огромных возможностях, открывающихся для медицины при использовании стволовых клеток, полученных из клонированных эмбрионов (забывая, правда, о том, что стволовые клетки можно получить из взрослого организма без его клонирования). Приверженцы классической науки совершенно справедливо заметят, что с точки зрения фундаментальной науки клонирование высших организмов, включая человека, не представляет никакого интереса, поскольку принципиальная возможность обратной дифференциации клеток уже доказана рядом экспериментов, в том числе и появлением на свет Долли. И все они будут по-своему правы, но вряд ли когда-либо придут к компромиссу.
Другой вопрос вытекает из предыдущего: «Запрещать ли клонирование человека?» Вообще запрещать что-либо в науке бессмысленно. Запреты могут быть эффективны лишь при их наложении на определенные технологические процессы, основанные на результатах научных исследований. Проще говоря, исследовать можно, производить – нельзя.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.