Теломеры — концевые участки хромосом. Последовательности некодирующей ДНК, чья главная функция заключается в обеспечении стабильной работы хромосом.
Однако в 1997 году успех рождения Долли доказал, что ДНК взрослой клетки может перепрограммироваться или, как минимум, быть перепрограммированной, став частью яйцеклетки.
Очевидно, что реакция СМИ на клонирование Долли оказала влияние на выводы и мнение участников ток-шоу, обозревателей со всего мира и любого жителя любой точки земного шара в частности. Посмотрим, можно ли клонировать овец… может, и людей можно… Такая возможность всегда казалась угрозой человечеству (и виной этому в большей степени научная фантастика). Вопреки необоснованным страхам, параноидальным теориям и домыслам, эксперименты с клонированием животных активно продолжаются по сей день. Реальность такова: информация об эксперименте с Долли была повсеместно опубликована, потому что он увенчался успехом после сотен неудачных попыток. И несмотря на технический прогресс, достигнутый с 1997 года, успех продуктивного клонирования зависит от многих факторов, большую часть которых очень сложно контролировать. Именно поэтому процент неудачных попыток в образовании жизнеспособных клонов все еще очень высок.
Зигота — клетка, сформированная вследствие слияния двух гоноцитов (сперматозоида и яйцеклетки). Также может быть сформирована путем введения ядра взрослой клетки в яйцеклетку, ядро которой было заранее извлечено.
Кроме того, к сложностям самого процесса ядерной пересадки нужно добавить проблемы, связанные с имплантацией эмбриона в матку. На самом деле Долли была единственным удовлетворительным результатом из 277 попыток, что, в конечном итоге, дает очень низкий процент (0,36 %) в сравнении с естественным путем оплодотворения.
На конференции по эпигенетике в Кистоуне в феврале 2002 года «отец» Долли Иэн Уилмут перечислил трудности, связанные с клонированием млекопитающих. Действительно, клонирование животных было опробовано на овцах, коровах, мышах, козах и обезьянах, но во всех случаях была констатирована низкая эффективность этого метода.
С другой стороны, даже в случае успеха оказались неизбежны проблемы, которые проявляются у клонированных особей в виде дыхательной недостаточности, сердечно-сосудистых заболеваний, иммунодефицита и короткой продолжительности жизни по сравнению с «нормальными» особями соответствующей породы. Необходимо заметить, что эти пороки поражают и животных, полученных обычным образом, хотя у них уровень заболеваемости гораздо ниже.
В целом весь этот список трудностей связан с техническими вопросами, которые еще не решены. Известно (и здесь мы возвращаемся к началу этой главы), что большая часть технических сложностей, которые необходимо устранить, возникает из-за эпигенетических дефектов.
Мурашки по коже, правда?
А сейчас несколько фактов, чтобы параноики могли спать спокойно
Последствия «пропуска» оплодотворения
Доказано, что многие клонированные животные рождаются с проблемами, даже с серьезными аномалиями. Причина кроется в том, что у нормальных особей, не клонированных, в сперматозоидах происходит удлинение теломер (концевых участков хромосом, которые укорачиваются по мере старения) в течение первых этапов эмбрионального развития. В клонированных же организмах длина теломер взрослой клетки остается неизменной: она не увеличивается, что отражается на развитии таких аномалий, как преждевременное старение и рак. Из этого можно заключить, что как минимум до того момента, как наука сможет продвинуться в этом вопросе, пропуск этапа оплодотворения будет сказываться на особях, созданных или рожденных, так сказать, нетрадиционным способом.
Почему в лабораторных условиях невозможно воспроизвести не только геном, но и эпигенетику?
Геном организма практически одинаков во всех клетках (отличается он в гаметах и В- и Т-лимфоцитах). Однако каждая клетка организма будет располагать разной эпигенетической информацией в зависимости от ее типа, функции, этапа развития, пролиферации, активности и т. д. Поэтому в настоящее время воспроизвести все эпигенетические модификации клетки в определенный момент — задача невыполнимая.
Какие именно факторы отвечают за то, что клонирование животных не всегда проходит успешно?
Процесс репродукции приводит к сильному стрессу клеток, которые в нем участвуют. Кроме того, для репродукции используются сложные технологии, которые оказывают влияние как на клетки, так и на их ядра, так что коэффициент результативности, как мы убедились, довольно низкий.
Вспомним еще раз, что в случае овечки Долли клонирование прошло успешно после неудачного использования 277 яйцеклеток. Так что до сих пор поставить клонирование млекопитающих на поток, как в одном из эпизодов «Звездных войн», не получается.
Спокойно, обитатели Галактики, сегодня войны клонов возможны только благодаря магии кино.
Если вдруг кто-то не верит, вот данные по клонированию людей
В прессе недавно было объявлено, что получилось клонировать стволовые клетки человеческого эмбриона. Неужели мы приблизились к клонированию людей? Нет, потому что, как мы уже говорили, проблема этого метода в том, что в процессе клонирования используются уже специализированные клетки взрослых организмов, в которых теломеры состарились (то есть укоротились), что и является главным препятствием для клонирования человека.
Конечно, мы также не должны забывать о совершенно закономерно возникающих в отношении клонирования этических и законодательных ограничениях.
Для особо настойчивых, которые до сих не верят: даже если, несмотря на все препятствия, о которых мы упомянули (среди которых законодательный запрет на клонирование), все же найдутся желающие клонировать людей без оплодотворения, теоретически они смогли бы добиться успеха (так же, как смогли клонировать овечку Долли). Однако — и это очень важно — даже если клонирование удастся, клоны будут подвержены серьезным заболеваниям, вызванным преждевременным старением клеток в процессе эмбрионального развития.
После того как мы предельно ясно обрисовали возможные варианты создания человеческого клона, перейдем к научной теории и соотнесем все, что знаем о клонировании, с интересующей нас областью — эпигенетикой, чтобы раскрыть, до какой степени эта наука необходима в нашем развитии. Мы стремимся доказать, что на самом деле именно она является основным препятствием на пути клонирования.
Как получаются эмбриональные клетки? Как они используются?
Существует два метода получения эмбриональных клеток.
С одной стороны, метод собственно клонирования, который заключается в том, что извлекается ядро оплодотворенной яйцеклетки и в нее помещается ядро взрослой соматической клетки. В результате получается эмбрион-клон человека — донора соматического ядра. В процессе эмбрионального развития появляется возможность отделить эмбриональные клетки. Это вызывает неизбежные этические противоречия, так как эмбрион таким образом разрушается и используется как источник для стволовых клеток, хотя мог бы превратиться в живого человека, если бы ученые не препятствовали его развитию.
Другой метод состоит в том, чтобы взять взрослую клетку и способствовать ее «перепрограммированию» в эмбриональную клетку, то есть, например, превратить клетку кожи или крови в эмбриональную плюрипотентную клетку Таким образом мы можем избежать этических вопросов, потому что не трогаем никакие эмбрионы ни на каком этапе. Необходима только группа клеток с плюрипотентными свойствами, чтобы воспроизвести любой тип ткани. Проблема этого метода заключается в том, что перепрограммирование клеток влечет за собой появление тератом (опухолей эмбрионального происхождения, сформированных зародышевыми плюрипотентными клетками) с прогрессивным прорастанием.
