7 марта 1997 года миру стало известно о знаменитой овечке Долли. Сам клон появился на свет 5 июля 1996 года, но понадобилось время, чтобы получить патент и поэтому об удачном эксперименте долго не объявляли. Долли стала первым успешным клонированным организмом в истории, что значительно повлияло на биологические исследования. За прошедшие годы человечество освоило клонирование домашних животных в коммерческих целях, провело дискуссии об этичности клонирования и смогло восстановить виды вымирающих животных. Так что же сейчас происходит в мире клонирования?
Краткая история клонирования
Клон — это организм, ДНК которого идентична ДНК другого организма. Применение клонирования как научного метода началось в 1952 году, когда ученые впервые перенесли клеточное ядро головастика в яйцеклетку и получили его копии. В 1995 году биолог Крейг Вентер секвенировал геном бактерии Haemophilus influenzae — первого живого организма, чьи гены были расшифрованы. Однако массовый интерес к клонированию возник в 1997 году с рождением овечки Долли.
Она была создана биологом Яном Уилмутом и его коллегами из Рослинского института в Шотландии. Всего ученые предприняли 277 попыток для создания клона, из которых получилось 29 эмбрионов, лишь один из которых прожил более шести дней. Лаборатория хранила тайну о рождении Долли в течение семи месяцев, чтобы новость совпала с публикацией научной статьи, где был описан эксперимент создания клона. По сообщениям Рослинского института, в ту неделю к ним поступило три тысячи звонков со всего мира.
Эксперимент с Долли стал важным событием в науке, так как для клонирования использовалась революционная технология: соматическая клетка (SCNT), взятая от взрослого животного, а не половая (репродуктивная). К сожалению, в 2003 году овечку Долли пришлось усыпить из-за прогрессирующего заболевания легких. Всего животное прожило шесть лет, что вдвое меньше средней продолжительности жизни овцы — 10−12 лет. Кроме того, клон страдал от артрита.
Другие случаи клонирования были зафиксированы:
- В 2004 году, когда впервые клонировали питомца. За 50 тысяч долларов (4,58 миллиона рублей) женщина из Техаса заказала частной лаборатории копию своего покойного кота. Научное сообщество и защитники животных неоднозначно отнеслись к такому применению новой технологии.
- В 2018 году в Китае по методу, с помощью которого появилась Долли, удалось впервые клонировать длиннохвостых макак. Ученые адаптировали несколько новых методов и провели успешный эксперимент. Эта работа вызвала этические дебаты из-за возможности использования подобной техники для клонирования людей.
- В 2018 году китайский ученый Хэ Цзянькуй заявил, что использовал технологию редактирования генома CRISPR для изменения гена человеческого эмбриона перед его имплантацией в матку, делая детей устойчивыми к ВИЧ. Однако он не опубликовал результаты исследований в научных журналах и не предоставил доказательства произошедшего.
Где и как применяется клонирование сегодня
Сохранение исчезающих видов
В 2009 году бразильская сельскохозяйственная корпорация и Зоологический сад Бразилии начали собирать и замораживать кровь, сперму и клетки пуповины диких животных, погибших на дорогах и других местах. Цель заключалась в сохранении генетической информации диких зверей, находящихся под угрозой исчезновения. К 2013 году было собрано не менее 420 образцов тканей.
В 2020 году в Техасе родился здоровый клон лошади Пржевальского — последнего представителя диких лошадей. Жеребенка по имени Курт клонировали, используя клетки 40-летнего жеребца, чьи гены плохо представлены в современной популяции — его ДНК была заморожена еще в 1980 году.
В 2020 году родился клонированный черноногий хорек, находящийся под угрозой исчезновения в США. Для создания клона использовали генетический материал самки хорька, умершей в 1988 году. Ее ткани хранились в криобанке Zoo Global в Сан-Диего.
Несмотря на удачные эксперименты, экологи считают, что клонирование пока не является эффективным способом сохранения видов. Оно не решает основных причин исчезновения — браконьерство и разрушение среды обитания — и сам процесс не учитывает тот факт, что существующие методы клонирования недостаточно эффективны.
Возрождение вымерших видов
Восстановить динозавров пока невозможно из-за потери их ДНК, но теоретически можно возродить шерстистого мамонта. В 2015 году международный коллектив ученых расшифровал полный геном одного из последних мамонтов, живших около четырех тысяч лет назад, а в 2021-м биологи восстановили ДНК трех мамонтов из сибирской вечной мерзлоты, возраст которых превышал миллион лет.
С использованием современных технологий ученые научились извлекать и анализировать ДНК вымерших животных, включая шерстистых носорогов и древних волков. По мнению некоторых из них, возрождение мамонтов поможет восстановить экосистему, которая была нарушена после их вымирания 10 тысяч лет назад. Мало кто знает, но мамонты играли ключевую роль в обработке снега, чтобы холодный воздух достигал почвы и поддерживал вечную мерзлоту.
Повышение производительности сельскохозяйственных животных
В сельском хозяйстве клонирование может применяться для создания животных с повышенной устойчивостью к заболеваниям и наилучшими данными. Традиционные методы спаривания в сельском хозяйстве не всегда эффективны, поэтому искусственное оплодотворение становится все более востребованным.
Однако, согласно оценке FDA, телята и ягнята-клоны могут родиться с аномалиями, отклонениями, болезнями и иметь более высокую вероятность смертности. В российской компании «Артэмбриоген» (резидент «Сколково») была разработана технология «генетического лифта», которая позволяет проводить ускоренную генетическую селекцию и создавать племенные стада сельскохозяйственных животных с улучшенной генетикой и высокими производственными показателями.
Но из-за того, что клонирование все еще не получило широкого распространения в сельском хозяйстве из-за отсутствия законодательной базы и готовности системы к масштабным инновациям, это направление и его внедрение в любую сферу запрещено.
Почему клонирование человека вызывает опасения
Хотя клонирование открывает широкие перспективы, эта технология часто подвергается критике. Одним из важных вопросов, связанных с этичностью клонирования, является продолжительность жизни клонированных животных. Клоны млекопитающих также часто сталкиваются с серьезными проблемами здоровья, такими как ожирение, нарушения иммунной системы, деформации конечностей, ранняя смерть и другие отклонения.
Несмотря на это ученые считают, что клонирование здорового человека вполне возможно. Однако опираясь на опыт, нельзя предсказать, какие проблемы здоровья может иметь клон при рождении. Кроме того, для одной успешной беременности потребуется создать множество эмбрионов, что вызывает этические вопросы.
Такой эксперимент может быть использован в терапевтических целях, например, для клонирования эмбриональных клеток, трансплантации органов или лечения поврежденных нервов. Можно также поднять вопрос о репродуктивном клонировании, когда используются соматические клетки для создания полноценного организма.
Клонирование человека часто осуждается из-за психологических, социальных и физиологических рисков. Поскольку клонированный эмбрион переносят в матку, необходимо провести тщательное молекулярное исследование для подтверждения его здоровья перед трансплантацией. Важно отметить, что невозможно клонировать личность человека. Можно создать копию с тем же генотипом, но не фенотипом — с уникальными характеристиками организма.
Во многих странах клонирование человека не допускается. ЮНЕСКО в 1997 году запретила клонирование человека для «воспроизводства человеческой особи» и предписала строгий контроль за экспериментами в этой области. В России с 2002 года действует закон о временном запрете на клонирование человека, запрещается также ввоз и вывоз клонированных эмбрионов.
В Китае запрещено клонирование человека, однако генетическое редактирование жизнеспособных эмбрионов не является прямо запрещенным. В США же с 2009 года разрешено исключительно терапевтическое клонирование.
Олеся Маевская