Клонирование (биология)
Содержание:
- Содержание
- Плюсы и минусы клонирования растений
- Недостатки клонирования
- Этические вопросы клонирования
- Естественное клонирование (в природе) у сложных организмов
- Клонирование взрослых млекопитающих.
- Клонирование многоклеточных организмов
- Растения клонируют сами себя
- Тема клонирования в культуре и искусстве
- Клонирование на службе у садоводства
- История клонирования
- Значение
- Молекулярное клонирование
- Открывающиеся перспективы.
- Примечания
- Использование, фактическое и потенциальное
- Клонированные животные[ | ]
Содержание
Плюсы и минусы клонирования растений
Увеличение числа растений посредством клонирования имеет как преимущества, так и недостатки. Для клонирования мы отбираем образцы с самыми высокими качественными характеристиками. Например, будем отбирать усики тех кустов клубники, на которых зреет самая крупная и сладкая ягода. Или выберем луковицы самых ярких и устойчивых к холодам тюльпанов.
Каждый дачник может привести множество примеров клонирования растений на своем огороде. Как доказала практика, популяция растений, выращенных с помощью клонирования намного чище и плодовитее, чем популяция, выращенная из семян. Но существуют и темные стороны клонирования, из-за которых часто страдает качество клонов.
Недостатки клонирования
Как и каждая монета имеет две стороны, клонирование также имеет свою обратную сторону. Хотя клонирование может творить чудеса в генетике, оно имеет некоторые потенциальные недостатки. Клонирование, как вы знаете, копирует или реплицирует биологические признаки в организмах. Таким образом, это может уменьшить разнообразие в природе. Представьте себе несколько живых существ, абсолютно идентичных друг другу! Еще один конфликт – неясно, сумеем ли мы воплотить в жизнь все потенциальные возможности клонирования. Кроме того, есть большой вопрос, сможет ли обычный человек использовать технологии в свою пользу.
Этические вопросы клонирования
Опробовав технологии клонирования на животных, специалисты задумались, какую пользу этот метод может принести людям. Если положительные результаты терапевтического клонирования, позволяющего получать стволовые клетки, способные вылечить многие тяжёлые заболевания, очевидна, то возможные последствия репродуктивного клонирования, в ходе которого появятся «копии» людей, остаются неясными.
«В клонировании людей проблем никаких нет: эта технология хорошо отработана. Но возникнет ли необходимость в клонированных людях? Думаю, они могут быть нужны, когда по медицинским показаниям пара не может иметь генетически идентичного наследника — тогда технология клонирования человека важна», — заявил в беседе с RT доктор биологических наук, заведующий лабораторией эпигенетики Института общей генетики им. Н.И. Вавилова Сергей Киселёв.
- Reuters
Кандидат философских наук, завкафедрой философии образования философского факультета МГУ Елена Брызгалина рассматривает вопрос клонирования с точки зрения биоэтики — социального института нового типа, который анализирует последствия применения новых технологий в связи с активным развитием биомедицины.
«Результат возможного репродуктивного клонирования представителей вида Homo sapiens, с которым может столкнуться человечество, с точки зрения биоэтики недостижим, — сказала в комментарии RT Брызгалина. — Дело в том, что, когда речь идёт о репродуктивном клонировании, подразумевается не только получение точной генетической копии кого-либо из представителей Homo sapiens, но формирование некоторых востребованных личностных свойств, которые, безусловно, зависят не только от генетики, но и от воздействия социальной среды, которая неповторима».
Также по теме
Учёные впервые получили стволовые клетки путём клонирования человека
Важнейшее для медицины открытие записали себе в актив сотрудники Университета здоровья и науки штата Орегон. По сути, они разработали…
При этом речь идёт не только об этических рисках, возникающих при применении технологий клонирования, например об увеличении риска мутаций. Главная проблема, по словам Брызгалиной, заключается в невозможности воспроизвести целостного индивида с совокупностью всех генетически запрограммированных и формируемых при воздействии социума характеристик.
«Биоэтика негативно относится к вопросам репродуктивного клонирования, поскольку это противоречит таким ключевым принципам, как, например, автономия личности. Этот принцип учёный может нарушить не только при клонировании, но и при любых манипуляциях с ДНК человека, — полагает эксперт. — А кроме того, возможно возникновение конфликта между интересами ныне живущих людей и будущими поколениями человечества».
Она отметила, что до сих пор не определено, каким будет социальный статус гипотетически возможных клонов человека.
«Никак не решён вопрос о статусе новых объектов, в частности отношения родительства, родства, их взаимоотношения с «оригинальной личностью». Не очерчены правовые вопросы, а также вопросы собственности. Возникновение таких ситуаций сильно ограничивает перенос передовых, разработанных на естественнонаучном уровне технологий в сферу социальной практики», — добавила Брызгалина.
Что касается терапевтического клонирования, то оно, по словам Киселёва, не имеет никаких технических ограничений и может быть востребовано. «Но сегодня появилась более простая и дешёвая технология репрограммирования, которая приводит к такому же результату. У каждого живущего человека можно взять какую-либо его клетку (например, кожи) и репрограммировать её до того же самого эмбрионального состояния, к которому приводит и технология клонирования», — пояснил учёный.
Естественное клонирование (в природе) у сложных организмов
Основная статья: Бесполое размножение
Основная статья: Партеногенез
Клонирование широко распространено в природе у различных организмов. У растений естественное клонирование происходит при различных способах вегетативного размножения. У животных клонирование происходит при амейотическом партеногенезе и различных формах полиэмбрионии. Так, среди позвоночных известны клонально размножающиеся виды ящериц, состоящие из одних партеногенетических самок. У человека естественные клоны — монозиготные близнецы. У некоторых видов броненосцев в норме рождается от четырёх до девяти монозиготных близнецов. Широко распространено клональное размножение среди ракообразных и насекомых. Уникальный вариант естественного клонирования открыт недавно у муравьёв — малого огненного муравья (Wasmannia auropunctata), самцы и самки которого клонируются независимо, так что генофонды двух полов не смешиваются. У этого вида рабочие особи развиваются из оплодотворённых яиц, матки — из неоплодотворённых диплоидных яиц. В некоторых яйцах, оплодотворённых самцами, все хромосомы матери разрушаются, и из таких гаплоидных яиц развиваются самцы.
Клонирование взрослых млекопитающих.
По мере роста и развития животного соответствующие его гены «включаются» и «выключаются» в строго определенное время, что обеспечивает гармоничное формирование и функционирование всех частей сложного организма. У взрослой особи гены, регулирующие процессы в специализированных (дифференцированных) клетках, должны работать без сбоев, выполняя характерную именно для этой части тела программу: малейшее нарушение здесь чревато болезнью, а то и гибелью всей особи. Следовательно, если вырезать кусочек, скажем, уже сформировавшегося подбородка, нос из него не разовьется. Правда, клетки могут терять специализацию (дедифференцироваться), что наблюдается при возникновении раковых опухолей. Таким образом, клонирование животных из их взрослых клеток путем перепрограммирования последних на нормальное эмбриональное развитие представляет собой хотя и выполнимую теоретически, но крайне сложную задачу, которую многие специалисты считали неразрешимой.
В 1997 шотландский эмбриолог Ян Уилмат со своими сотрудниками сообщил об успешном клонировании ягненка из дифференцированной клетки молочной железы шестилетней овцы. Культивируя клетки этого типа на т.н. минимальной (содержащей лишь минимум необходимых для поддержания жизни веществ) питательной среде, не позволявшей им выполнять свои «взрослые» функции, удалось добиться их дедифференцировки до эмбрионального состояния. Затем такую клетку слили с энуклеированной (лишенной ядра) яйцеклеткой другой овцы и имплантировали начавший развитие эмбрион в матку третьей самки. В результате исходная клетка молочной железы повторила и самостоятельно отрегулировала все этапы, которые в норме проходит оплодотворенное яйцо, превращаясь во многие миллиарды специализированных клеток взрослого млекопитающего. Через некоторое время эти исследователи сообщили о клонировании овцы с введенным в нее человеческим геном, а специалисты из США заявили о создании клонов взрослых коров.
Важно подчеркнуть, что особи получаемых описанным способом клонов не достигают того уровня идентичности друг другу, который свойствен однояйцовым близнецам. Во-первых, развитие их происходит в разных ооцитах, каждый из которых сохраняет некоторое количество собственной ДНК в митохондриях (органеллах дыхания)
Во-вторых, эмбрионы вынашиваются различными «приемными матерями», и, наконец, после рождения каждый детеныш попадает в условия среды, неизбежно являющиеся в той или иной степени уникальными.
Клонирование многоклеточных организмов
Наибольшее внимание учёных и общественности привлекает клонирование многоклеточных организмов, которое стало возможным благодаря успехам генной инженерии.
Создавая особые условия и вмешиваясь в структуру ядра клетки, специалисты заставляют её развиваться в нужную ткань или даже в целый организм. Допускается принципиальная возможность воспроизведения даже умершего организма, при условии сохранения его генетического материала.. Различают полное (репродуктивное) и частичное клонирование организмов
При полном воссоздаётся весь организм целиком, при частичном — организм воссоздаётся не полностью (например, лишь те или иные его ткани).
Различают полное (репродуктивное) и частичное клонирование организмов. При полном воссоздаётся весь организм целиком, при частичном — организм воссоздаётся не полностью (например, лишь те или иные его ткани).
Репродуктивное клонирование предполагает, что в результате получается целый организм. Кроме научных целей оно может применяться для восстановления исчезнувших видов или сохранения редких видов.
Одно из перспективных применений клонирования тканей — клеточная терапия в медицине. Такие ткани, полученные из стволовых клеток пациента, могли бы компенсировать недостаток и дефекты собственных тканей организма и не отторгаться при трансплантации. Это так называемое терапевтическое клонирование.
Терапевтическое клонирование предполагает, что в результате намеренно не получается целый организм. Его развитие останавливают заранее, а получившиеся эмбриональные стволовые клетки используют для получения нужных тканей или других биологических продуктов. Эксперименты показывают, что терапевтическое клонирование может быть с успехом применено для лечения некоторых заболеваний, считавшихся неизлечимыми.
Клонирование человека
Основная статья: Клонирование человека
К 2015 году около 70 стран запретили законодательно клонирование человека.
В РФ принят федеральный закон № 54-ФЗ от 20 мая 2002 г. «О временном запрете на клонирование человека».
Растения клонируют сами себя
Пример черенкования смородины может привести к мысли о том, что клонирование – явление не естественное, ведь это человек отделяет веточку и ставит ее в воду, а не само растение. Но давайте посмотрим, насколько клонирование распространено в природе. Многие примеры могут вас удивить своей неожиданностью.
Самый известный «любитель» клонирования – садовая земляника (Fragaria ananassa). Каждый год она образует несколько длинных побегов, называемых столонами (усами). На концах усов развиваются новые кустики – розетки, которые быстро укореняются.
До тех пор пока молодая розетка связана с материнской, она фактически является ее веткой, но это состояние временное. Молодая розетка становится самостоятельным растением на следующий год, когда ус, соединявший ее с материнской розеткой, отмирает. Так вполне естественно происходит клонирование в природе.
Слева – растение земляники садовой с усами и молодыми розетками-клонами (пример естественного клонирования). Справа – клонирование земляники в искусственных условиях
Может показаться, что клонирование не слишком распространено в природе и является исключением, а не правилом. Однако это всего лишь видимость: среди окружающей нас растительности можно обнаружить множество примеров естественного клонирования.
Сходным способом создания своих копий, которым пользуется земляника, обладают лапчатка гусиная (Potentilla anserina) и лютик ползучий (Ranunculus repens). Эти растения также образуют усы с розетками листьев на концах. Поселяясь на участках, сорняки могут серьезно докучать хозяевам сада из-за такого способа размножения.
Цветение лапчатки – сорняка с удивительным потенциалом клонирования, хорошо известного всем садоводам
Растения, которые охотно себя клонируют сами. Слева – тиарелла с длинным побегом-усом, который уже дал корни. Справа – всем известный комнатный хлорофитум с новым молодым растением на длинном цветоносе
Многие растения прибегают к другой, хотя и похожей тактике клонирования. Лесная черника (Vaccinium myrtillus) также является отличным специалистом по собственному клонированию. Все начинается с одного кустика, выросшего из семени. Он образует два типа побегов: вертикальные, несущие листья, и горизонтальные, подземные. Горизонтальные побеги, стелясь в толще лесной подстилки, радиально расходятся в разные стороны, ветвятся и формируют боковые побеги. Так образуются весьма внушительные по площади черничники.
Несколько лет все кусты черники остаются связанными друг с другом породившими их горизонтальными побегами. Со временем в центре расширяющегося «горизонтального куста» самые старые кустики отмирают. Такой черничник начинает напоминать так называемые «ведьмины кольца» – круги, образуемые грибами различных видов при разрастании грибницы.
С этого момента связь между кустиками черничника прерывается, и они становятся самостоятельными растениями. Так черника создает сразу множество своих копий, то есть клонирует себя.
Молодой кустик черники
Тема клонирования в культуре и искусстве
Во многих литературных произведениях, фильмах и компьютерных играх затрагиваются темы клонирования человека и животных.
Литература
- Мы (роман) () — Е. И. Замятин
- Геном (роман) () — Сергей Лукьяненко
- Люди и слепки — З. Ю. Юрьев
- О дивный новый мир () — О. Хаксли
- Паломничество Ланселота — Юлия Вознесенская
- Не отпускай меня — Кадзуо Исигуро
- Сага о Форкосиганах — Лоис Буджолд
- Девять жизней — Урсула Ле Гуин
- Завтра война — Александр Зорич
- Облачный Атлас — Дэвид Митчелл
- Из воспоминаний Ийона Тихого III — Станислав Лем
Фильмы
- Мальчики из Бразилии (1978)
- Через тернии к звёздам (1980)
- Парк Юрского периода (1993)
- Судья Дредд (1995)
- Чужой 4: Воскрешение (1997)
- Звериные Войны — мультипликационный
- Шестой день (2000)
- Репликант (2001)
- Точная копия (2004)
- Динокрок (2004)
- Остров (2005)
- Эон Флакс (2005)
- Футурама (мультипликационный)
- Звёздные войны (1997—1999)
- Трансформеры (2008—2009) — мультипликационный
- Луна 2112 (2009)
- Универсальный солдат 3: Возрождение (2010)
- Клон (сериал) (2001)
- Чрево (фильм) (2010)
- Не отпускай меня (фильм) (2010)
- Обитель зла 3 (2007)
- Доктор Кто (1963-н.д.)
- Закрытая школа (сериал)
- Дети шпионов 4D (фильм) (2011)
- Облачный атлас (2013)
- Обливион (2013)
- Последняя репродукция (2007)
- Темное дитя (2013—2015)
- Престиж (2006)
Клонирование на службе у садоводства
Можно сказать, что природа в какой-то степени превзошла человека в искусстве клонирования, и это явление вовсе не чуждо естественному ходу вещей. Человек давно взял на вооружение этот способ тиражирования копий интересных для него организмов, и в первую очередь – растений. Способов клонирования или, как его принято называть в отношении растений – вегетативного размножения, немало. Это черенкование, отделение усов (например, у земляники), отводки, прививки, разделение кустов.
В начале XX века наука подарила садоводству новый метод размножения – in vitro (ин витро), или культуру изолированных тканей и органов растений. Суть метода в том, что части органов или отдельные органы (обычно небольшого размера) растений стерилизуют и помещают в изолированные стерильные условия, где проходит их выращивание на искусственной питательной среде. В качестве изолированных условий обычно выступают герметично закрытые пробирки или иные прозрачные сосуды.
Контейнеры с клонированными растениями, готовые к продаже
Логичным будет вопрос: зачем помещать часть растения в изолированные стерильные условия? Ведь, например, оторванный листик сенполии – это отдельный орган и его можно запросто выращивать в стаканчике с водой.
Дело в том, что в 1920-х годах ученые-биологи подошли вплотную к необходимости ответить на вопрос: какова минимальная часть растения, способного вырасти в целый организм? Пытаясь выращивать отдельные органы и их части, взятые от разных растений, ученые столкнулись с существенным препятствием: чем меньше был изолированный фрагмент растения, тем большей опасности поражения бактериями и грибами он подвергался. Попытки культивировать стерильные фрагменты растений в изолированных условиях показали, что даже очень маленький кусочек растения, если он свободен от спор бактерий и грибов, может долго оставаться живым и даже расти!
Эксперимент позволил добиться регенерации из отдельных клеток целого растения, способного к цветению. Ведь чтобы из маленького кусочка, состоящего всего из нескольких сотен или десятков клеток, вырастить полноценный организм, в котором сотни тысяч клеток, требуется значительный объем питания и энергии.
История клонирования
Первый успешный проект клонирования млекопитающего – овечки Долли – датирован 05.07.1996 г. Его реализовали в Шотландии. Но первые клоны-зародыши были получены в 1892 году, когда Ганс Дрейш сумел разделить двуклеточный эмбрион морского ежа на две отдельные клетки, и повторил опыт с четырехклеточным. Все ежи выросли. Но Долли первое млекопитающее, выращенное из ДНК взрослой особи, а не эмбриона. Еще одно отличие овечки, она первое животное, созданное при вмешательстве в ядерную структуру клетки.
Прорыв Яна Вильмута «создателя» Долли в том, что он проводил эксперименты не с зародышами или молодыми особями, а воспользовался генетическим материалом взрослой 6-летней овцы. Он взял клетки с неизмененной нативной структурой ДНК из молочной железы. Подождал прекращения деления и извлек из них ядро. Затем поместил их в яйцеклетку другой особи. Для опыта использовали 277 оплодотворенных клеток, выжила только одна. За вклад в науку Вильмут получил рыцарское звание, присвоенное королевой Елизаветой II.
На сегодня генной инженерией клонированы:
| Год | Животное |
| 1970 | Лягушка |
| 1985 | Рыба |
| 1986 | Мышь из клеточного материала эмбриона |
| 1996 | Овца из клеточного материала взрослой особи |
| 1998 | Корова |
| 1999 | Коза |
| 2000 | Обезьяна, свинья с органами пригодными к трансплантации человеку |
| 2001 | Кошка, с 2005 начато воспроизводство в коммерческих целях |
| 2002 | Кролик |
| 2003 | Олень, бык, мул |
| 2004 | Собака, с 2008 начато воспроизводство в коммерческих целях |
| 2004 | Бантенг, исчезнувший вид азиатских диких быков |
| 2006 | Хорек |
| 2009 | Верблюд |
| 2009 | Букардо, исчезнувший вид горного пиренейского козла |
| 2011 | Койот |
| 2018 | Макаки |
В 1999 году главная тема ученого бомонда – самочувствие овечки Долли. Изучение ее организма давало неутешительные прогнозы: организм с самого рождения, по неподтвержденным данным, был излишне состарен. Идея использовать клонированные объекты для лечения наследственных заболеваний или рака отходит на задний план.
С 2000 года значение понятия «клон» трансформируется в генетического близнеца, отсроченного по времени. В Японии проведен эксперимент появления клона животного из генов, ранее созданного клона. В Канаде с 2000 ведутся работы по выращиванию клонированного человеческого органа.
14.02.2003 года мир узнал об умерщвлении овечки Долли, причина прогрессирующее заболевание легких. Ученые разделились на 3 лагеря в установлении причин болезни клонированного животного:
- Часто овцы, живущие в неволе, страдают подобными заболеваниями.
- Неспособность теломеров, концевых участков хромосом, соединяться.
- Клонирование стало причиной ускоренного старения.
Чучело овцы было выставлено в музее Шотландии.
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 трансгенозом 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.
Молекулярное клонирование
Молекулярное клонирование (англ. Molecular cloning, Gene cloning) — клонирование молекул ДНК (в том числе генов, фрагментов генов, совокупностей генов, ДНК-последовательностей, не содержащих гены), другими словами — наработка большого количества идентичных ДНК-молекул с использованием живых организмов.
Благодаря фундаментальным биологическим открытиям XIX—XX веков, а именно: открытию клеточного строения тканей, открытию структуры клеточного ядра, хромосом, ДНК, генов, — стало возможным то, что ныне носит название молекулярного клонирования. Это технология клонирования наименьших биологических объектов — молекул ДНК, их частей и даже отдельных генов. Для молекулярного клонирования ДНК (обычно тем или иным способом изменённую) вводят в вектор (например, бактериальную плазмиду или геном бактериофага). Размножаясь, бактерии и фаги многократно увеличивают количество введенной ДНК, в точности сохраняя её структуру. Чтобы затем выделить большое количество такой ДНК, необходимо отделить бактерии или фаги, которые её содержат, от всех остальных, для чего и применяют клонирование, то есть выделение и размножение бактериального или фагового клона, содержащего необходимые молекулы ДНК. Для облегчения селекции бактериальных клонов в плазмиды обычно вводят ген резистентности к антибиотику, чаще всего ампициллину, в присутствии которого погибают все бактерии, не имеющие клонируемой плазмиды. Такое клонирование необходимо для изучения биологических молекул, их идентификации, решения вопросов клонирования тканей и др.
Открывающиеся перспективы.
Работы Уилмата и других биологов служат основой для новых исследований, которые могли бы значительно расширить наши представления о функционировании генов в ходе нормального развития, а также при воздействии на них ряда лекарственных веществ и стрессовых факторов. Это позволило бы усовершенствовать медицинское обслуживание путем создания и применения новых недорогих инструментов ранней диагностики и лечения. Если бы таким путем удалось разработать методы генной терапии, т.е. «исправления» аномальных генов, ответственных за опасные для жизни врожденные нарушения, человечество смогло бы избавиться от некоторых наследственных заболеваний, серьезно снижающих трудоспособность и сокращающих жизнь людей.
О ценности клонирования для создания трансгенных и элитных животных уже говорилось. При его широком применении можно было бы накапливать в замороженном виде неограниченные количества эмбрионов и другого материала, сохраняя таким образом ныне существующую «зародышевую плазму» во всем ее разнообразии.
Примечания
- 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.
- Gurdon, JB (1962) The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cells of feeding tadpoles. J Embryol Exp Morphol 10: 622-40
- ↑ Chaĭlakhian LM, Veprintsev BN, Sviridova TA (1987). «Electrostimulated cell fusion in cell engineering». Biofizika 32 (5): viii–xi.
- 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
- 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
- ↑
- ↑
Использование, фактическое и потенциальное
Лечение стволовыми клетками
Работа над методами клонирования продвинула наше базовое понимание биологии развития человека. Наблюдение за плюрипотентными стволовыми клетками человека, выращенными в культуре, дает глубокое понимание развития человеческого эмбриона , которое иначе невозможно увидеть. Ученые теперь могут лучше определять этапы раннего развития человека. Изучение передачи сигналов вместе с генетическими манипуляциями в раннем эмбрионе человека может дать ответы на многие заболевания и дефекты развития. Многие специфические для человека сигнальные пути были обнаружены путем изучения эмбриональных стволовых клеток человека. Изучение путей развития у людей дало биологам-биологам больше доказательств гипотезы о том, что пути развития сохраняются у всех видов.
ИПСК и клетки, созданные с помощью SCNT, полезны для исследования причин заболеваний, а также в качестве модельных систем, используемых при открытии лекарств .
Клетки, полученные с помощью SCNT или ИПСК, в конечном итоге могут быть использованы в терапии стволовыми клетками или для создания органов, которые будут использоваться при трансплантации, известной как регенеративная медицина . Терапия стволовыми клетками — это использование стволовых клеток для лечения или предотвращения заболевания или состояния. Трансплантация костного мозга — широко используемый вид терапии стволовыми клетками. Никакие другие формы терапии стволовыми клетками в настоящее время не используются в клинической практике. В настоящее время ведутся исследования, чтобы потенциально использовать терапию стволовыми клетками для лечения болезней сердца , диабета и травм спинного мозга . Регенеративная медицина не входит в клиническую практику, но ее потенциальное применение активно исследуется. Этот тип лекарств позволяет проводить аутологичную трансплантацию, тем самым устраняя риск отторжения трансплантата органа реципиентом. Например, человеку с заболеванием печени потенциально может быть выращена новая печень с использованием того же генетического материала и трансплантирована для удаления поврежденной печени. В текущих исследованиях человеческие плюрипотентные стволовые клетки были обещаны как надежный источник для генерации человеческих нейронов, демонстрируя потенциал регенеративной медицины при повреждениях головного мозга и нервов.
Клонированные животные[ | ]
В начале пути |
- 1826 год — открытие яйцеклетки млекопитающих русским эмбриологом Карлом Бэром.
- 1883 год — открытие сущности оплодотворения (слияния пронуклеусов) немецким цитологом Оскаром Гертвигом.
- 1943 год — сообщение в журнале «Science» об успешном оплодотворении яйцеклетки «в пробирке».
- 1962 год — клонирование профессором зоологии Оксфордского университета Джон Гёрдоншпорцевых лягушек (более доказательные опыты — в 1970 г.).
- 1978 год — рождение в Англии Луизы Браун, первого ребёнка «из пробирки».
- 1985 год, 4 января — рождение девочки у миссис Коттон — первой в мире суррогатной матери в одной из клиник северного Лондона (девочка зачата не из яйцеклетки миссис Коттон).
- 1987 год — клонирование мыши из клетки эмбриона с использованием метода электростимулируемого слияния клеток в СССР в лаборатории Бориса Николаевича Вепринцева (Л. М. Чайлахян и др.).
- 1987 год — разделение клеток человеческого зародыша и клонирование их до стадии тридцати двух клеток (бластомеров) специалистами Университета имени Дж. Вашингтона, использовавшими специальный фермент.
Первые успешные опыты по клонированию животных были проведены в 1960-е годы английским эмбриологом Дж. Гёрдоном (J. Gurdon) в экспериментах на шпорцевой лягушке. Для пересадки использовались ядра клеток кишечника головастиков. Опыты были подвергнуты критике, так как в кишечнике головастиков могли сохраниться первичные половые клетки.
Клонирование млекопитающих возможно с помощью экспериментальных манипуляций с яйцеклетками (ооцитами) и ядрами соматических клетокживотныхin vitro и in vivo. Клонирование взрослых животных достигается в результате переноса ядра из дифференцированной клетки в неоплодотворённую яйцеклетку, у которой удалено собственное ядро (энуклеированная яйцеклетка) с последующей пересадкой реконструированной яйцеклетки в яйцевод приёмной матери.
https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru
Однако долгое время все попытки применить описанный выше метод для клонирования млекопитающих были безуспешными. Одними из первых успешное клонирование млекопитающего (домовой мыши) осуществили советские исследователи в 1987 г. Они использовали метод электропорации для слияния энуклеированной зиготы и клетки эмбриона мыши с ядром.
Значительный вклад в решение этой проблемы был сделан шотландской группой исследователей из Рослинского института и компании «PPL Therapeuticus» (Шотландия) под руководством Яна Вильмута (Wilmut). В 1996 году появились их публикации по успешному рождению ягнят в результате трансплантации ядер, полученных из фибробластов плодаовцы, в энуклеированные ооциты.
В окончательном виде проблема клонирования животных была решена группой Вильмута в 1996 г., когда родилась овца по кличке Долли — первое млекопитающее, полученное из ядра взрослой соматической клетки: собственное ядро ооцита было заменено на ядро клетки из культуры эпителиальных клеток молочной железы взрослой лактирующей овцы.
В дальнейшем были проведены успешные эксперименты по клонированию различных млекопитающих с использованием ядер, взятых из взрослых соматических клеток животных (мышь, коза, свинья, корова), а также взятых у мёртвых, замороженных на несколько лет, животных
Появление технологии клонирования животных вызвало не только большой научный интерес, но и привлекло внимание крупного бизнеса во многих странах
В 2004 году американцы начали коммерческое клонирование кошек, а в апреле 2008 года Южнокорейские таможенники приступили к дрессировке семи щенков, клонированных из соматических клеток лучшего корейского розыскного пса породы канадский лабрадор-ретривер. По мнению южнокорейских учёных 90 % клонированных щенков будут удовлетворять требованиям для работы на таможне, тогда как лишь менее 30 % обычных щенков проходят тесты на профпригодность.
В Китае фирмой «BGI» уже производится в промышленных масштабах клонирование животных для медицинских исследований. Предполагается, что подобная методика в будущем будет использована для выращивания в свиньяхзапасных органов для трансплантации человеку.