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» путём 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 ещё не дифференцированных клеток эмбрионов. Пока у эмбриона не началась закладка органов, ядра его клеток без осложнений заменяют функцию диплоидного ядра только что оплодотворённой яйцеклетки. Таким методом в США (1952) У. Р. Бриггс и Т. Дж. Кинг получили генетические копии лягушки, а швейцарский учёный К. Ильмензее — генетических двойников мыши.

И вот, наконец, последовал триумф: в 1996 году шотландец И. Уилмут получает хирургическим путём знаменитую овечку Долли — генетическую копию взрослой овцы. Для этого из клеток её вымени было взято ядро для пересадки в яйцеклетку другой овцы. Успеху способствовало то, что взамен инъецирования нового ядра применялись воздействия, приводящие к слиянию лишённой ядра яйцеклетки с обычной (неполовой) клеткой. После этого яйцеклетка с заменённым ядром развивалась как оплодотворённая. Насколько совершенен метод клонирования и каковы перспективы его улучшения, судить по единичным попыткам пока рано. Несколько настораживали сообщения о неблагополучии с её печенью и ранней гибели её сестёр. 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 её с порога. Полученные результаты обширных работ на тутовом шелкопряде, тщательное изучение литературных сведений об однояйцевых близнецах и собственные наблюдения за ними заставили многих учёных переменить точку зрения на клонирование человека.

Считается, что человечество уже давно не подвергается ни естественному, ни искусственному отбору. Насчёт естественного вопрос спорный, а вот искусственный, наверное, невозможен по целому ряду этических и чисто биологических причин. Несомненно, искусственный отбор на интеллект привёл 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 серьёзный 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 остаётся предметом дискуссий. Подчас высказываются абсурдные суждения, мол, роль наследственности в формировании интеллекта чуть ли не сводится к нулю. Удивительно, что ещё до рождения генетики А. П. Чехов в повести «Степь» устами старика Пантелея дал поразительно верную трактовку факторов, составляющих интеллект: «Одному человеку Бог один ум даёт, 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 даёт повод противникам клонирования человека утверждать, что гениальность не повторится в копии из-за разных условий жизни оригинала и копии. Но это не серьёзно. 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 большим, 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», то есть 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 учёные назвали дефекто-онтогенетической. Она существенна не только в клональном потомстве, но и в обычном, полученном половым путём. Если учитывать её 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 (то есть 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 ещё 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 изощрённых 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 ещё не отложились отпечатки разного влияния среды. Выдающийся природный ум обнаруживается уже у маленьких детей, когда воспитание и учёба 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 своё 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 ещё 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 принёс бы человечеству небывало мощный прогресс в науке, искусстве и организационной деятельности.

В феврале 1997 года из шотландского Института Рослина пришло известие о нормальном развитии первого млекопитающего, полученного путём 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 путём 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 путём переноса ядер клеток ранних овечьих эмбрионов в неоплодотворённые 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 серьёзные 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 неоплодотворённую яйцеклетку, отобранную у животного непосредственно после овуляции. Эта клетка обрабатывается особым образом так, что она останавливается в своём 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 её хромосомы не организованы в выделенное ядро). Затем донорская клетка, содержащая ядро с хромосомной ДНК, соединяется с лишённой 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 четвёртом 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 определённые патологии.

Так, некоторые из новорождённых 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 рождённых клонированных ягнят — та самая Долли. Куда делись ещё несколько — неизвестно. Появление на свет Долли тщательно скрывалось в течение нескольких месяцев, до сих пор даже неизвестна точная дата её рождения.

Долли стала самой известной овцой в мире. Как настоящую «звезду», её окружали самые разнообразные слухи и домыслы. Самым популярным среди них была непонятно откуда взявшаяся информация о её редкостной агрессивности, вплоть до весьма правдоподобных рассказов о разбитых фотокамерах и покусанных репортёрах. На самом же деле характер Долли мало чем отличался от её 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 рождённых» 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 разрешённое 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 её 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 ещё год спустя — троих здоровых ягнят.

Овечка Долли прожила всего 6 лет, хотя обычно овцы живут 11–12 лет. В 2002 году у неё развился ревматический артрит; по мнению некоторых учёных, болезнь суставов явилась прямым следствием клонирования. А в феврале 2003 года Долли вынуждены были усыпить из-за подхваченной ею лёгочной 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 учёные 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 определённые технологические процессы, основанные на результатах научных исследований. Проще говоря, исследовать можно, производить — нельзя.


Чучело овечки Долли
Чучело овечки Долли

Мозг — самый демократичный из всех инструментов, которыми пользуются дизайнеры.

Дэниел Иток (р. 1975)

Буквы — своеобразные объекты, которые читатели способны воспринимать в единстве. Можно создать буквы такой формы, что по отдельности их никто не узнает, но можно будет прочесть их, если поставить рядом друг с другом.

Эрик ван Блокланд (р. 1967)

Сколько себя помню, мне всегда нравилось что-то мастерить. Я делала книжки раскраски, бумажных кукол, диорамы, однажды я попробовала создать собственный парфюм, бросив лепестки розы в детское масло... Когда мне было 12 лет, вместе с лучшей подругой мы даже сделали своими руками журнал. Подругу, как и меня, звали Дебби, и мы назвали свой журнал «Дебютантка». Мы очень им гордились.

Дебби Миллман (р. 1961)

Двигатель спортивного автомобиля
Двигатель внутреннего сгорания
Паровые машины играли колоссальную роль в промышленной революции, но у паровых ...
Белл демонстрирует работу телефона
Телефонное сообщение
Изобретатель из Бостона Александер Грейам Белл был не первым, кому пришла в ...