Millistest rakkudest ei saa kloonida? Meditsiin ja kloonimine

Inimese embrüo (6 päeva pärast viljastamist)

Inimese nabanööri verest pärinevad pluripotentsed sugurakud

Tüvirakud luuüdi inimene (elektronmikroskoopia)

Punased verelibled on esimesed spetsiaalsed rakud, mis on saadud inimese tüvirakkudest

Diferentseerumata inimese embrüonaalsete tüvirakkude kolooniad 20-kordse suurendusega

Oktoobris 2001 ettevõte Täiustatud rakutehnoloogia(AST, USA) õnnestus esimest korda saada 6 rakust koosnev kloonitud inimese embrüo. See tähendab, et embrüote kloonimine meditsiinilistel eesmärkidel (nn terapeutiline kloonimine) on kohe nurga taga.

Sellise kloonimise eesmärk on saada inimese blastotsüstid (umbes 100 rakust koosnevad õõnsad sfäärilised struktuurid), mis sisaldavad sisemist rakumassi. Pärast eemaldamist blastotsüstidest sisemised rakud võib areneda kultuuris, muutudes tüvirakkudeks, mis omakorda võivad muutuda mis tahes diferentseerunud inimrakkudeks: närvi-, lihas-, vereloome-, näärmerakkudeks jne.

Meditsiinilised rakendused tüvirakud on väga paljulubavad ja uskumatult mitmekesised. Neid saab kasutada näiteks diabeedi raviks, taastades insuliini tootvate surnud või kahjustatud pankrease rakkude populatsiooni. Neid saab kasutada ka asendamiseks närvirakud vigastustega peas või selgroog. Sel juhul ei ole siirdamise ja muu tagasilükkamise ohtu soovimatud tüsistused, kaasas tavalised toimingud rakkude, kudede ja elundite siirdamiseks.

Viimasel ajal on mõistet “terapeutiline kloonimine” kasutatud ka naise emakasse siirdamiseks mõeldud embrüote kloonimiseks, kes võib seejärel sünnitada kloonitud lapse. See on põhjendatud asjaoluga, et selline kloonimine võimaldab viljatutel paaridel lapsi saada. Sellel pole aga raviga kui sellisega mingit pistmist. Seetõttu usub enamik meditsiinilistel eesmärkidel kloonimisega tegelevaid teadlasi, et "reproduktiivse" kloonimise aeg ei ole veel saabunud - paljud keerulised bioloogilised, meditsiinilised ja eetilised probleemid vajavad veel lahendamist.

Kloonimine tähendab embrüo tootmist kas munaraku tuuma asendamise teel somaatilise raku tuumaga või partenogeneesi teel, s.o. viljastamata munaraku jagunemise ajal. Mõlemal juhul on kloonimiseks vaja elujõulisi mune, mida on võimalik saada ainult doonoritelt.

Firma ACT kuulutusele vastasid paljud naised kloonimise valdkonna teadusuuringuteks materjali hankimise sooviga, kellest 12 doonorit valiti pärast põhjalikku tervise ja vaimse seisundi uurimist. Huvitav on see, et enamus potentsiaalsed doonorid teatasid, et nad keelduvad osalemast reproduktiivse kloonimise katsetes.

Doonoritele tehti spetsiaalsed hormoonsüstid, et ovulatsiooni ajal ei vabaneks mitte üks, vaid umbes 10 munarakku. Fibroblaste kasutati tuumade allikana munadesse siirdamiseks. Fibroblastid saadi anonüümsete doonorite, sealhulgas patsientide nahabiopsiatest suhkurtõbi, samuti seljaaju vigastustega patsiendid. Pärast fibroblastide eraldamist saadi neist rakukultuurid.

Esimestel katsetel kasutati fibroblastide tuumasid. Kuid pärast tuuma siirdamist, kuigi munarakk hakkas jagunema, lõppes protsess kiiresti ja isegi kahte eraldi rakku ei tekkinud. Pärast mitmeid ebaõnnestumisi otsustasid Ameerika teadlased kasutada T. Wakayama ja R. Yanagimachi lähenemist (nn Hawaii meetod), millega saadi esimene kloonitud hiir.

See meetod seisneb terve munasarjaraku siirdamises somaatilise raku (fibroblasti) tuuma asemel munarakku. Munasarjarakud varustavad arenevat munarakku ja on sellega nii tihedalt seotud, et jäävad selle pinnale ka pärast ovulatsiooni. Need rakud on nii väikesed, et tuuma asemel saab kasutada tervet rakku.

Sel juhul tekkisid aga märkimisväärsed raskused. Kulus rohkem kui 70 katset, enne kui saadi jagunev muna. 8 munast, millesse munasarjarakud sisestati, moodustasid kaks neljarakulise embrüo ja üks kuuerakulise embrüo. Pärast seda nende jagunemine peatus.

Partenogeneetiline lähenemine põhineb sellel, et munarakk ei muutu haploidseks kohe, vaid üsna hilises küpsemise staadiumis. Kui sellist peaaegu küpset munarakku saaks aktiveerida, st. stimuleeritud jagunema, võis saada blastotsüste ja tüvirakke. Selle lähenemisviisi puuduseks on see, et saadud tüvirakud on ainult munarakudoonoriga geneetiliselt seotud. Teistele inimestele on sel viisil tüvirakke võimatu hankida – vajalik on tuumade siirdamine munarakku.

Varem üritati edukalt aktiveerida hiirte ja küülikute mune erinevate ainete või elektrivoolu abil. Veel 1983. aastal sai E. Robertson partenogeneetilisest hiireembrüost tüvirakud ja näitas, et need võivad moodustada erinevaid kudesid, sealhulgas lihas- ja närvikude.

Inimembrüo puhul osutus kõik keerulisemaks. 22 keemiliselt aktiveeritud munast moodustasid vaid 6 viie päeva pärast midagi blastotsüstide sarnast. Nendes blastotsüstides aga sisemist rakumassi ei olnud...

Imetajate kloonimist on kolme tüüpi: embrüonaalne kloonimine, küpse DNA kloonimine (reproduktiivne kloonimine, Roslini meetod) ja terapeutiline (biomeditsiiniline) kloonimine.

Kell embrüonaalne kloonimine viljastatud munaraku jagunemisel tekkivad rakud jagunevad ja arenevad edasi iseseisvateks embrüoteks. Nii saad ühesügootsed kaksikud, kolmikud jne. kuni 8 normaalsetes organismides arenevat embrüot. Seda meetodit on pikka aega kasutatud loomade kloonimiseks. erinevat tüüpi, kuid selle rakendatavust inimestele ei ole piisavalt uuritud.

DNA kloonimine seisneb somaatilise raku tuuma ülekandmises viljastamata munarakku, millest on eelnevalt eemaldatud tema enda tuum. Sellise rakuoperatsiooni viis esimest korda läbi geneetik G. Spemann 1920. aastatel.

Pärast tuuma eemaldamist muna erinevatel viisidel sunnitud sisenema rakutsükli G0 staadiumisse. Selles olekus on rakk puhkeolekus, mis on väga oluline selle ettevalmistamisel uue tuuma siirdamiseks. Tuumaülekanne teostatakse kas siirdamise teel, nagu ülalpool kirjeldatud, või munaraku liitmise teel teise rakku, mis sisaldab tuuma.

Iga labor kasutab nendest oma modifikatsioone ühised lähenemisviisid. Tuntuim on Roslini meetod, mille abil saadi lammas Dolly.

Tuuma siirdamise operatsiooni õnnestumiseks on oluline sünkroniseerida rakutsüklid doonorrakud ja munarakud. Selle meetodi töötasid välja ja kasutasid I. Wilmut ja K. Campbell. Kõigepealt pandi doonorrakud (lammaste kloonimisel udarast) söötmesse, kus nad hakkasid jagunema. Seejärel valiti neist üks välja ja pandi ammendatud söötmesse, mille tulemusena sattus nälginud rakk rakutsükli G0 staadiumisse. Pärast tuuma eemaldamist munarakust asetati see kohe doonorraku kõrvale ning 1–8 tunni pärast kutsuti elektriimpulsi abil esile rakkude liitmine ja embrüo arengu aktiveerumine.

Kuid ainult vähesed rakud elavad selle protseduuri üle. Ellujäänud rakk asetati lamba munajuhasse ja lasti areneda ligikaudu 6 päeva, seejärel viidi see emakasse, kus embrüonaalne areng jätkus. Kui kõik läheb hästi, sünniks lõpuks kloonitud lammas – selle lamba täpne geneetiline koopia, kellelt doonorrakk võeti.

Sest kõrge riskiga geneetiliste defektide ja vähi arengu tõttu on paljud teadlased ja avaliku elu tegelased selle meetodi kasutamise vastu inimeste kloonimisel. Enamikus riikides on inimese reproduktiivne kloonimine keelatud.

Uus ja tõhusaim on ülalmainitud Hawaii reproduktiivse kloonimise meetod. 1998. aasta juunis õnnestus Hawaii ülikooli teadlaste rühmal esimest korda hiir kloonida, saades kolm põlvkonda geneetiliselt identseid kloone. Hoolimata asjaolust, et hiirerakkude geneetikat ja struktuuri on paremini uuritud kui teistel loomadel, oli hiire kloonimine keeruline ülesanne. See on tingitud asjaolust, et hiire muna hakkab jagunema peaaegu kohe pärast viljastamist. Seetõttu pole juhus, et Roslin kasutas kloonimiseks lammast: selle munarakk hakkab jagunema alles paar tundi pärast viljastamist.

Wakayama ja Yanagimuchi suutsid sellest raskusest üle saada ja said hiirekloonid veelgi suurema saagikusega (3 katset 100-st) kui Wilmut (1 katse 277-st). Wakayama lähenes rakkude sünkroniseerimise probleemile erinevalt kui Wilmut. Wilmuti kasutatud udararakud tuli kunstlikult G0 faasi sundida. Wakayama kasutas algusest peale kolme tüüpi rakke – Sertoli rakke, ajurakke ja munasarjarakke –, mis ise on kas alati G0 faasis (kaks esimest rakutüüpi) või peaaegu alati G0 või G1 faasis. Lisaks kasutati doonorrakke mõne minuti jooksul pärast hiirest eraldamist, mitte kultuuris hoidmist.

Pärast seda, kui tuum oli munarakust eemaldatud, süstiti sellesse doonorraku tuum. Umbes 1 tunni pärast hakkas rakk uue tuumaga normaalselt funktsioneerima. Veel 5 tunni pärast pandi rakk spetsiaalsesse söötmesse, mis stimuleeris raku pooldumine sarnaselt sellele, kuidas see juhtub loodusliku viljastamise ajal. Samal ajal sisaldas sööde spetsiaalset ainet - tsütokalasiin B -, mis takistas polaarkehade teket. Selle tulemusena arenes munarakust embrüo, mida sai seejärel lapseootel ema emakasse siirdada.

Kloonide elujõulisuse tagamiseks hankis Wakayama kloonide kloonid, aga ka kloonivanematelt normaalsed järglased ning avaldamise ajaks oli ta saanud üle 50 klooni.

Biomeditsiiniline kloonimine eespool kirjeldatud. See erineb reproduktiivsest kloonimisest ainult selle poolest, et siirdatud tuumaga munarakk areneb tehiskeskkonnas, seejärel eemaldatakse blastotsüstist tüvirakud ja preembrüo ise sureb. Tüvirakke saab paljudel juhtudel kasutada kahjustatud või puuduvate elundite ja kudede taastamiseks, kuid nende saamise protseduur tekitab palju moraalseid ja eetilisi probleeme ning paljudes riikides arutavad seadusandjad biomeditsiinilise kloonimise keelustamise võimalust. Sellest hoolimata jätkuvad uuringud selles valdkonnas ja tuhanded lõplikult haiged patsiendid (Parkinsoni ja Alzheimeri tõbi, diabeet, hulgiskleroos, reumatoidartriit, vähk, aga ka seljaaju vigastustega inimesed) ootavad oma positiivseid tulemusi.

Tänapäeval, kui on juba ilmselge, et niisama ja kloonide armee - identsete alaminimeste - kiire välja kloppimine ei toimi, on olukord inimeste kloonimisega nii-öelda lahenenud. Mingeid erilisi sensatsioone pole vaja oodata, aga siiski...

Ausalt öeldes eksisime 2001. aasta detsembris, kui eeldasime, et esimene inimese kloon ilmub 9 kuu pärast. Ja kuigi me hiljem selle riskantse oletuse eemaldasime, ei takistanud see lugejat foorumis küsimast: „9 kuud on möödas. Lugupeetud toimetus, kus on lubatud inimene? Tõesti, ja kus?

Lühidalt öeldes on asjade seis selline, et kloonimisteave on nüüd jagatud kolme voogu. Esimene on see, et teadlased kaitsevad võimude ees tüvirakkude kloonimise võimalust meditsiini tuleviku nimel. Siin on mõned huvitavad punktid.

Teine - häbiväärne teadlaste kolmik, kes on kõike isegi tahtmata salastanud, teevad oma salalaborite sügavustest avaldusi nagu "esimene inimkloon on sündimas". Keegi ei usu neid tegelikult, kuid nad kuulavad mureliku huviga.

Kolmas suund on üsna heterogeenne ja võib-olla kohati pisut igav: eksperdid hoiatavad, vaidlevad või kuulutavad välja otsuse, et kogu see kloonimine on lootusetu, võimatu, kuid vältimatu. Nr 3 on täielik ilma õnnetu lamba Dollyta kloonide taustal, kes surevad nagu kärbsed.

— Dr Belchmani süüdistatakse inimese kloonimises. Mis on žürii otsus? - Ei ole süüdi.

Kõigi nende kolme voolu kohal lehvib tiibu lehvitades nn eetiline küsimus, mis koosneb: "Inimest ei saa kasvatada nagu taime", "Te ei saa kasvatada kloone tapmiseks, neid lahti võtta", "Kloonimine on hävitamine". geenifondist”, „Kloonid teevad koletisi, friike, aga ka alaminimesi, orje ja nii edasi”. See on kõik – ja nii edasi.

Tavateadvuses jääb aga püsima mõte, et see on teoreetiliselt võimalik, nagu näiteks " Tähtede sõda: Kloonide rünnak” - võimalikult lühikese aja jooksul, neetivad mõtlematud alluvad, kartmatud ja identsed.

Tavainimesi ei häbene see, et isegi suuna nr 2 ekstreemteadlased mainivad naissoost vabatahtlikke, kes väidetavalt kannavad kloone samamoodi nagu tavalised lapsed. Täpselt nagu tavaliselt, jälle väidetavalt, sünnitavad nad need kloonid. Lihtsalt mingi kunstlik viljastamine - see on tõesti kõik. Veelgi enam, salaja - te ei saa seda kontrollida, te ei saa seda mõõta.

Järjekorras järgmine. Niisiis, esimene punkt on tüvirakkude kasvatamine, meditsiini ja teaduse areng. Mingist inimese kloonimisest siin juttu pole – vastupidi, teadlased püüavad end sellest kuumast teemast võimalikult kaugele eemale hoida. Kuid komistuskiviks sai embrüonaalsed rakud ettekäändel, et see on võimatu ja kõik. See on keelatud.

Suurim lärm on USA-s, kus president Bush andis range korralduse embrüoid, ükskõik kui lootusetud nad ka poleks, puudutada. Jah, ütleb ta alternatiivseid viise- platsenta, nabanöör või mis iganes - võtke see ja töötage oma tüvirakkudega tervise nimel. Bush – ta on üldiselt igasuguse kloonimise vastu. Väljaspool kahju.

Senaator Deborah Ortiz otsustas minna vastuollu Bushi poliitikaga.

Ameerika teadlased võtsid alguses direktiivi kuulekalt vastu ja hakkasid lubatud materjaliga katsetama, kuid millegipärast hakkas asi halvasti välja kukkuma - see pole hea, neil on vaja embrüonaalseid. Kuid seadus on karm ja seetõttu toimub Ameerikast ajude väljavool: teadlased, kes ei taha sellega peatuda, valitsuse toetusest ilma jäänud, tormasid USA-st sinna, kus saavad ja kus on raha. Näiteks Bombays.

Kuid 8. oktoobril 2002, vastavalt ABC raportile, murdus California demokraatlik senaator Deborah Ortiz ja esitas USA presidendile otse riigikoja ees väljakutse: "Minu seadusandlus vabastaks California Bushi tüvirakkude uurimise poliitikast."

Senaator ei esita väga sageli presidendile vastuväiteid, kuid siin on olukord eriline: kolm aastat tagasi kaotas Deborah Ortiz oma ema, kes suri vähki, nii et võitlus onkoloogilised haigused Senaator peab seda oma elutööks.

Ühesõnaga, Ortizi seaduseelnõu kohaselt hakkab California osariik Bushi keeldudest põrmugi andmata tüvirakkude uurimist rahaliselt toetama ning kolme-nelja osariigi võimud on valmis seda eeskuju järgima. Loomulikult toimuvad arutelud, konverentsid ja nii edasi. Siin.

Räägime nüüd häbiväärsetest kloonitegijatest, keda, nagu üldiselt teada, on meil kolm: Panayiotis Zavos, Severino Antinori ja Brigitte Boisselier. 8. oktoobril 2002 laekus nende tegevuse kohta hulk teateid. Näiteks on see .

RMX2010 on Clonaidi kloonimismasin.

Seekord tähendab see, et nende esimene kloonitud inimene sünnib kas 2002. aasta lõpus või 2003. aasta alguses.

Kõige häälekam on Clonaidi direktor Boisselier. Meie riigis lamavad naised tema sõnul alates 2002. aasta märtsist kloonitud embrüotega ja mitu rasedust on üsna elujõuline.

Clonaidil on ka imeklonomasin – RMX2010.

Pean ütlema, et Boisselier'ga üldiselt Raske juhtum: Ta on Raeli kultuse liige, mis usub, et inimesed olid tulnukate kloonimise katsete tulemus, ja usub ka, et Jeesus sündis uuesti kloonimise kaudu. Seetõttu võtavad vähesed inimesed Clonaid’i tõsiselt.

Brigitte Boisselier lubab inimese klooni paljundada hiljemalt 2003. aasta alguses.

Mis puudutab ülejäänud kahte - Zavosit ja Antinorit, siis InoPressa viidatud Hispaania ajalehe El Mundo andmetel on nad üksteise ja Boisselier'ga pidevas kontaktis, püüdes samal ajal tagada oma kontaktide maksimaalset salastatuse taset. tööd.

2002. aasta oktoobri alguses teatas Zavos, et tema juhitud teadlaste rühm teeb aasta lõpus naisele esimese kloonitud embrüo siirdamise: „Ma ei ole Frankenstein ega hakka looma. koletised,” rõhutas Zavos.

"Kui otsustame oodata, teevad seda meie eest tõenäoliselt teised." Astudes sammu edasi, tegutseme võimalikult ettevaatlikult. Võin teile kinnitada, et minu rühmal on kloonimise Michael Jordans.

No jah, ja ka Žores Alferovid korvpalli vallas. Vahepeal vaikib itaallane Severino Antinori. Nad ütlevad, et see töötab. Üldiselt ootame uudiseid ja uusi lubadusi – mis siis?

Kõik kolm häbistatud kloonitegijat koos. Vasakult paremale: Antinori, Zavos, Boisselier.

Kolmanda ala jaoks, millel on tähis “Mitmesugused”, tuleb märkida teade 10. septembrist 2002. Tuletagem talle meelde: Cambridge'i Whiteheadi biomeditsiiniuuringute instituudi genoomiuuringute keskuse teadlased on jõudnud järeldusele, et loomade kloonimise tulemuseks on peaaegu alati ühe või teise kõrvalekaldega olend.

Seega selgus uuringust nende hinnangul enneolematu selgusega, et inimeste paljundamine kloonimise teel on äärmiselt halb mõte.

Rudolf Jaenisch ja tema kolleegid teatasid ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences, et kloonimisprotsess kahjustab looma geneetilise struktuuri terviklikkust.

Uuriti 10 tuhat geeni, millest sai selle valdkonna suurim uuring. Selgus, et kloonitud hiirte platsentas esineb kõrvalekaldeid ühel geenil 25-st.

Raamatu kaas, mida saab osta Clonaidi veebisaidi kaudu hinnaga 19,95 dollarit.

Kloonitud hiirte maksas toimusid vähem tõsised geneetilised muutused. Kõik see viitab sellele, et kloone ähvardavad nii või teisiti kopsupõletik, maksaprobleemid, kiire vananemine ja enneaegne surm – sellised tulemused võivad olla viimane nael potentsiaalse inimese kloonimise kirstu.

Teadlased teatasid, et nende uuring tõestab, et olenemata sellest, kui normaalne kloonitud loom sünnib, muutuvad terviseprobleemid tulevikus lumepalliks. Seega on inimese loomise eesmärgil kloonimine väga ohtlik ja ebaeetiline.

Ülaltoodud sõnum, mis muide lõppes, sisaldab minu arvates ka vastust mainitud inimestele: kloonid ei saa olla täpne koopia sellest, kelle rakke kasutati.

See pole nael kirstus, kuid 10. septembril 2002, üks Dolly „isadest”, Alan Colman, kohtudes väliskorrespondentide ühingu liikmetega, ütles, et inimeste kloonimine on vältimatu – tema sõnul on varane või on hilja, aga nad kloonivad, siis näete.

Severino Antinori hoidub seni sensatsiooniliste avalduste tegemisest, mida ta on aga juba päris palju teinud.

Samal ajal ei unustanud Coleman muidugi mainida, et Antinori ja firma siiski ei õnnestu: „Kahtlemata on üle maailma teadlaste rühmitusi, kes õige raha olemasolul veavad. inimeste kloonimine. Minu meelest on palju rahaga inimesi, kes on piisavalt targad, et sellise projekti jaoks raha anda.“

Huvilistele on siin aruanne korrespondentide kohtumisest Colemaniga. Nüüd proovime teha kokkuvõtte, mis meil täna inimeste kloonimise kohta on. Selgub, et see on midagi võimatuse ja paratamatuse vahepealset – nagu varemgi.

Mõnele tundub kloonimise protsess just nii.

Kujutagem ette, et mõni Boisselier või ükskõik, keda meile teles näidatakse vastsündinu süles ja ta ütleb: "Siin ta on – esimene kloonitud inimene!"

Ja mida? Loomulikult ei usu nad teda ja paluvad lapsel läbivaatust.

Kui ta sellest loobub, kiusavad nad seda “klooni” viimseni taga ja kui teda katsetega hauda ei too, siis ta sureb, jumal andke andeks, mingisse nakkusesse – kes teab, mis toimub. salajastes laborites kanalisatsiooniga.

Pealegi pole erilist põhjust mitte uskuda aruannet kahjustatud kloonide geenide kohta – kuid selleks võib kuluda aastaid.

Ja siis, pagan, me mäletame, mis esimene pannkook juhtub...

Ameerika Ühendriikide teadlased on jõudnud järeldusele, et inimeste kloonimine pole tõenäoliselt teostatav. Pärast mitmesaja katse läbiviimist ahvidega leiti, et primaatide munade struktuur, mille hulka kuuluvad ka inimesed, muudab nende kloonimise peaaegu võimatuks. Siiani pole ühtegi ahvi kloonitud. Inimeste kloonimine ei pruugi olla teostatav, teatab BBC. Selle põhjused peituvad bioloogias.

SELLEL TEEMAL

Jõudsime järeldusele, et kloonimine on võimatu USA teadlased. Nende sõnul on sajad ahvi klooni loomise katsed ebaõnnestunud. Fakt on see, et primaatide, sealhulgas inimeste munade struktuur muudab nende kloonimise peaaegu võimatuks, väidavad teadlased.

Mõned loomad, näiteks hiired ja lambad, on edukalt kloonitud, kuid üha rohkem ilmsed märgid asjaolu, et kõiki liike ei saa kunstlikult paljundada.

Ajakirjas Science avaldatud uuring lisab argumendi neile, kes ei usu Clonaidi väiteid, et ta on loonud esimesed inimkloonid.

Meenutagem, et see raeliitide ufoloogilise kultuse järgijate loodud ettevõte andis teada inimeste kloonimisest, kuid ei esitanud veenvad tõendid see.

Enamik teadlasi nõustub, et katsed luua inimkloon on ohtlikud ja moraalselt küsitavad. Paljud loomakloonid sündisid ühe või teise kõrvalekaldega. Nad sündisid harva tervetena.

Pittsburghi ülikooli meditsiinikooli teadlased üritasid kloonida reesusahvi, kasutades tehnoloogiat, mida kasutati kuulsa lamba Dolly klooni loomiseks.

Pärast sadu katseid ei olnud neil kordagi õnnestunud klooni kandjast rasedust saavutada. Ka teistel teadlaste rühmadel ei õnnestunud ahve kloonida.

Primaatide puhul näib, et kui kloonitud rakud jagunevad, ei kandu DNA uutesse rakkudesse korralikult üle. Mõned rakud saavad kas liiga palju või liiga vähe DNA-d ja ei ole elujõulised.

Teadlased usuvad, et katsed kloonida teisi primaate, sealhulgas inimesi, näivad olevat määratud läbikukkumisele.

"See kinnitab tõsiasja, et inimeste kloonimisest teatanud šarlatanid ei mõistnud kunagi rakubioloogiat piisavalt hästi, et edu saavutada," ütles meeskonna juht dr Gerald Schatten ajakirjale Sceince.

Testimine teemal “Valik”

1. Outbreding on:

1) sama liigi sõltumatute isendite ristamine;

2) erinevate liikide ristamine;

3) sugulusaretus;

4) õiget vastust pole.

2. Erinevate liikide ristamisel tekkinud hübriidid:

1) mida iseloomustab viljatus;

2) mida iseloomustab suurenenud viljakus;

3) toovad omasugustega ristamisel viljakaid järglasi;

4) on alati naine.

3. Polüploidsus koosneb:

1) üksikute kromosoomide arvu muutus;

2) kordne muutus haploidsed komplektid kromosoomid;

3) muutused kromosoomi struktuuris;

4) muutused üksikute geenide struktuuris.

4. Päritolukeskus kultuurtaimed Arvesse võetakse valdkondi, kus:

1) selle liigi sorte on avastatud kõige rohkem;

2) avastati selle liigi suurim kasvutihedus;

3) seda liiki kasvatasid esmakordselt inimesed;

4) õiget vastust pole.

5. Sugulusaretust kasutatakse järgmistel eesmärkidel:

1) hooldus kasulikud omadused keha;

2)elujõu suurendamine;

3) polüploidsete organismide saamine;

4) väärtuslike omaduste kinnistamine.

6. Heteroosi täheldatakse, kui:

1) sugulusaretus;

2) kaugemate liinide ületamine;

3) vegetatiivne paljundamine;

4) kunstlik viljastamine.

7. Rakutehnoloogias kasutatakse hübridiseerimiseks järgmisi rakke:

1) seksuaalne;

2) somaatiline;

3) diferentseerumata embrüonaalne;

4) kõik ülaltoodu.

8. Valik põhineb:

1) loodusliku valiku juhtimine

2) kunstlik valik

3) loodusliku valiku stabiliseerimine

4) olelusvõitlus

9. Kunstlikku mutageneesi kasutatakse:

1) koerte valik 2) inimeste kohtlemine

3) mikroorganismide valik 4) veiste valik

10. Kloonimine ei ole võimalik rakkudest:

1) lehtede epidermis 2) porgandijuur

3) lehma sügoot 4) inimese erütrotsüüt

11. Mängiti kultuurtaimede päritolukeskuste õpetust oluline roll V:

1) mutatsiooniprotsessi uurimine

2) pookimismeetodi väljatöötamine

3) taimede kodustamine

4) kultuurtaimede taksonoomia arendamine

12. Sees varajased staadiumid taimede ja loomade kodustamist kasutati:

1) kunstlik valik 2) mentormeetod

3) teadvuseta valik 4) ristumine

13. Kartuli töötlemine kolhitsiiniga toob kaasa:

1) polüploidsus 3) hübridisatsioon

2) geenimutatsioonid 4) heteroos

14. Üks puhaste liinide valmistamisega kaasnev mõju valikul on:

1) heteroos 2) järglaste viljatus

3) järglaste mitmekesisus 4) elujõulisuse vähenemine

15. Esimest korda õnnestus välja töötada viise, kuidas liikidevaheliste hübriidide viljatusest üle saada:

1)K.A. Timirjasev; 2)I.V. Michurin;

3)G.D. Karpetšenko 4) N.I. Vavilov

16. Inimese loodud homogeenset majanduslikult väärtuslike omadustega taimerühma nimetatakse:

1) liik 2) tõug;

3) sort; 4) tüvi

17. Kunstliku mutageneesi kasutamise näide aretuses on:

1) nisuseemnete kiiritamine röntgenikiirgusega

2) õunapuu metsiku vormi pookimine kultuurpuu külge

3) geeni siirdamine bakteritesse

4)ilutaimede aretus

18. Enamik tõhus meetod loomakasvatus on:

1) kaughübridisatsioon 2) polüploidsus

3) kunstlik mutagenees 4) ristamine ja selektsioon

19. “Inimese tahtest juhitud evolutsiooni” võib N. Vavilovi sõnadega nimetada:

1) muudatuste muudatuste vastuvõtmine

2)uute tõugude ja sortide aretamine

3) looduslik valik

20. Nähtust, mis on kõrge saagikusega kaughübriidide tootmise aluseks, nimetatakse:

1) sugulusaretus 3) heteroos

2) isetolmlemine 4) polüploidsus

21. Kultiveeritud tomati päritolukeskus:

1) Lõuna-Ameerika; 2) Lõuna-Aasia troopiline;

3) Vahemere; 4) Kesk-Ameerika

22. Nähtust, mille korral genoomis esineb kromosoomide arvu mitmekordne suurenemine, nimetatakse:

1) polüploidsus 2) polümeer

3) polüvalentsus 4) polügaamia

23. Koeratõugude mitmekesisus on tingitud:

1) looduslik valik 2) tehislik valik

3) mutatsiooniprotsess 4) modifikatsiooni varieeruvus

24. Polüploidsus esineb tavaliselt:

1) inimene 2) kõik elusolendid

3) loomad 4) taimed

25. Biotehnoloogilistes protsessides kasutatakse kõige sagedamini:

1) selgroogsed 2) bakterid ja seened

26. Heteroos tekib siis, kui:

1) sugulusaretus

2) vegetatiivne paljundamine

3) kaugemate joonte ületamine

4) mutagenees

27. Taimede, nagu viinamarjad, oliivid, kapsas, läätsed, päritolukeskus asub:

1) Ida-Aasia 2) Kesk-Ameerika

3) Lõuna-Ameerika 4) Vahemeri

28. Suguaretus on:

1) erinevate liikide ristamine

2) lähedaste organismide ristamine

3) erinevate puhaste joonte ületamine

4) kromosoomide arvu suurenemine hübriidisendil

29. Koeratõug on:

1) perekond 2) liik

3) looduslik populatsioon 4) tehisasustus

30. Maisi päritolukeskus:

1) Abessiinia 2) Kesk-Ameerika

3) Lõuna-Aasia 4) Ida-Aasia

31. Kõige sagedamini kasutatavad mikroorganismide selektsiooni meetodid on:

1) kunstlik mutagenees

2) liikidevaheline hübridisatsioon

3) kunstlik polüplodisatsioon

4) sugulusristid

32. Teadus uurib meetodeid uute taime- ja loomatõugude sortide loomiseks:

1) valik; 2) tsütoloogia;

3) embrüoloogia; 4) geneetika

33. Väljapaistev koduteadlane ja aretaja, kes tegeles uute viljapuusortide väljatöötamisega:

3)G.D. Karpetšenko; 4) eKr. Pustovoit

34. Rajati kultuurtaimede mitmekesisuse ja päritolu keskused:

1) N.I. Vavilov; 2)I.V. Michurin;

3)B.L. Astaurov; 4)G.D. Karpetšenko

35. Valiku põhiülesanne:

1) kultuuri struktuuri ja elutegevuse uurimine

taimed ja koduloomad;

2) tunnuste pärilikkuse mustrite uurimine;

3) organismide ja nende elupaiga vaheliste suhete uurimine;

4) uute taimesortide ja loomatõugude aretamine

36. Taimedes puhaste joonte saamisel väheneb isendite elujõulisus, kuna

1) retsessiivsed mutatsioonid muutuvad heterosügootseks

2) domineerivate mutatsioonide arv suureneb

3) retsessiivsed mutatsioonid muutuvad domineerivaks

4) retsessiivsed mutatsioonid muutuvad homosügootseks

37. Tõuaretuses kasutatakse sugulusaretust

1) soovitud omaduste koondamiseks

2) sümptomite parandamiseks

3) heterosügootsete vormide suurendamiseks

4) kõige produktiivsemate loomade valimiseks

38. Rakkude liitumisel põhinevate hübriidide saamine erinevad organismid tegeleb erimeetoditega

1) rakutehnoloogia 2) mikrobioloogia

3) taksonoomia 4) füsioloogia

39. Teatud geeni või geenirühma eraldamine mis tahes organismi DNA-st, selle viiruse lisamine DNA-sse, mis suudab tungida läbi bakterirakku nii, et see sünteesib soovitud ensüümi või muud ainet.

1) rakutehnoloogia 2) geenitehnoloogia

3)taimede valik 4)loomade valik

40. Meetod uute taimesortide saamiseks, eksponeerides keha ultraviolett- või röntgenikiirgusele

kiiri nimetatakse

1) heteroos 2) polüploidsus

3) mutagenees 4) hübridisatsioon

41. Aretajate poolt puhaste kultuurtaimede liinide loomise aluseks on protsess

1) homosügootide osakaalu vähendamine järglastes

2) polüploidide osakaalu vähendamine järglastes

3) heterosügootide osakaalu suurendamine järglastes

4)homosügootide osakaalu suurendamine järglastes

42. Suur tähtsus avastas N.I. kultuurtaimede mitmekesisuse ja päritolu keskused. Vavilov eest

1) valik 2) evolutsioon

3) taksonoomia 4) biotehnoloogia

43. Majandusharu, mis toodab erinevaid aineid mis põhineb mikroorganismide, rakkude ja

teiste organismide koed -

1) bioonika 2) biotehnoloogia

3) tsütoloogia 4) mikrobioloogia

O. V. SABLINA,

Bioloogiateaduste kandidaat, SUSC NSU

LOOMADE KLOONIMINE

Võib-olla pole ükski bioloogiateaduse saavutus tekitanud ühiskonnas sellist kirge nagu imetajate kloonimine. Kui osa inimesi, nii biolooge kui ka “eluteadustega mitteseotud” inimesi, võtsid entusiastlikult vastu tekkiva, vähemalt teoreetilise inimese kloonimise võimaluse ja on valmis homme kloonima, siis enamik mittespetsialiste reageeris sellele võimalusele pehmelt öeldes. , väga ettevaatlik.

Meedias tuline debatt massimeedia põhjustas elanikkonna hulgas laialt levinud arvamuse selliste uuringute äärmise ohtlikkuse kohta. Seda hõlbustasid suuresti ilukirjanduse ja kinoga "asustanud" "kloonid". Mitu aastat tagasi teatas üks pseudoteaduslikest rühmitustest oma kavatsusest kloonida Hitler, et ta kuritegude eest üles puua. See omakorda tekitas kartusi, et Hitleri-sugused diktaatorid võivad oma võimu põlistada, kandes selle üle oma kloonidele. Enamiku nende ideede kohaselt on inimkloonid "võltsinimesed", rumalad ja kurjad ning kloonitud loomad ja taimed ähvardavad hävitada kogu biosfääri. Siinkohal tuleb eriti märkida, et inimesed ajavad sageli segamini kloonimise ja transgeneesi, samas kui need on täiesti erinevad asjad. Tõepoolest, kloonimist kasutatakse transgeensete hulkraksete loomade saamiseks, kuid sel juhul pole kloonimine eesmärk, vaid vahend. Kloonimine ilma transgeneesita on tehnika, mida kasutatakse laialdaselt erinevate eesmärkidega projektides.

Kui õigustatud on need hirmud ja lootused? Tundub väga oluline kujundada rahulik ja tasakaalustatud otsus nende uuringute väljavaadete ja võimalike tagajärgede kohta. Selleks tuleb vastata mitmele põhiküsimusele, mida me ka teha püüame.

Mis on siis kloonimine? Kuidas loomi kloonitakse? Miks teadlased seda teevad? Milleks saab loomade kloonimise tehnikat kasutada? Kas inimese kloonimine on vastuvõetav?

MIS ON KLOON?

Kreeka sõna κλ w n tähendab tulistada, tulistada. Nüüd on kloonid aseksuaalse paljunemise teel saadud loomade või taimede isendid, kellel on täiesti identsed genotüübid. Kloonid on taimede seas väga levinud – kõik vegetatiivselt paljundatud kultuurtaimede sordid (kartul, puuvilja- ja marjataimed, gladioolid, tulbid jne) on kloonid. Praegu väljatöötatud mikropaljundamise tehnika võimaldab saada lühikest aega tohutul hulgal isegi taimede geneetiliselt identseid isendeid, mis on looduslikud tingimused ei paljune vegetatiivselt.

Loomadel on seda tüüpi paljunemine palju vähem levinud. Sellegipoolest on teada üle 10 000 liigi hulkrakseid loomi, kes paljunevad ühe organismi jagamisel kaheks või isegi mitmeks osaks (autofragmentatsioon), millest kasvavad täisväärtuslikud organismid. Need uued organismid on samuti kloonid. Looduslikud kloonid, mis tekivad osa keharakkude eraldamisest ja nendest täisväärtusliku isendi arenemisest, on iseloomulikud mitte ainult sellistele primitiivsetele loomadele nagu käsnad või õpikuhüdra. Isegi neist piisab Kindlasti võivad kõrgelt organiseeritud loomad, nagu meritähed ja ussid, paljuneda jagunemise teel. Selgroogsetel või putukatel aga see võime puudub. Küll aga tekkinud kloonid loomulikult, leidub isegi imetajatel.

Looduslikud kloonid on nn monosügootsed kaksikud, kes pärinevad samast viljastatud munarakust. See juhtub siis, kui embrüo jaguneb lõhustumise varasimates staadiumides eraldi blastomeerideks ja igast blastomeerist areneb iseseisev organism. Näiteks Ameerika üheksarealine vöölane sünnitab alati neli ühesügootset kaksikut. Embrüo jagunemine nelja blastomeeri staadiumis iseseisvateks embrüoteks on selle imetaja jaoks normaalne nähtus.

Sellised kaksikud on nagu ühe organismi eraldiseisvad osad ja neil on sama genotüüp, s.t nad on kloonid.

Inimeste monosügootsed (või identsed) kaksikud on samuti kloonid. Suurim teadaolev inimesele sündinud monosügootsete kaksikute arv on viis. Kaksikute sündimise tõenäosus inimesel on väike – Euroopa ja Põhja-Ameerika valge elanikkonna seas on see keskmiselt umbes 1%. Kõige haruldasem kaksikute sündimuskordaja on Jaapanis. Aafrika jorubade hõimus on kaksikute esinemissagedus 4,5% kõigist sündidest ja mõnes Brasiilia piirkonnas kuni 10%, kuid ainult väike osa neist on monosügootsed. On ka perekondi, kus on geneetiline eelsoodumus kaksikute sünniks, aga ka ainult kahetaolisi.

Samaaegset ovulatsiooni põhjustab teatud hormonaalsüsteemi talitlushäire, mis võib olla oma olemuselt geneetiline. Põhjus, miks embrüo jaguneb ja inimestel tekivad monosügootsed kaksikud, pole teada. Selle nähtuse esinemissagedus on kõigis inimpopulatsioonides umbes 0,3%.

Väga harva juhtub, et mingil teadmata põhjusel ei jagune embrüo täielikult. Siis sünnivad ühtesulanud (õigemini jagamatud) nn siiami kaksikud. Umbes veerand kõigist ühemunakaksikutest on “peegelkaksikud”, näiteks üks kaksikutest on vasakukäeline, teine ​​on paremakäeline, ühel on pea ülaosas juuksed päripäeva, teisel vastupäeva, üks on süda vasakul ja maks paremal, teisel on vastupidi. Teadlased usuvad, et kaksikute "peegeldamine" on embrüo jagunemise tagajärg. hiline staadium arengut.

Seega on loomade ja inimeste kloonid normaalsed loodusnähtus. See asjaolu võimaldab meil kohe vastata mõnele inimese kloonimisega seotud küsimusele: kloonid on täiesti normaalsed, täisväärtuslikud inimesed, erineb kõigist teistestteised inimesed ainult sellepärast, et neil on geneetiline kaksik. Need on iseseisvad, autonoomsed organismid, kuigi neil on identsed genotüübid. Seetõttu on igasugused lootused kloonimise teel surematust saavutada täiesti alusetud. Samal põhjusel ei saa kloonid kanda mingit vastutust nende "geneetilise algupärase" toime pandud tegude eest.


LOOMADE EKSPERIMENTAALNE KLONIMINE

Kloonimine on loomsete kloonide kunstlik tootmine (taimede kloonimise puhul kasutatakse sageli mõisteid vegetatiivne paljundamine ja meristeemkultuur). Kuna kõrgemad loomad ei saa vegetatiivselt paljuneda, saab klooni saamiseks põhimõtteliselt kasutada kolme meetodit:


kahekordistage viljastamata munaraku kromosoomide kogum, saades seeläbi diploidse munaraku, ja sundige see arenema ilma viljastamata;
saada kunstlikult monosügootseid kaksikuid, jagades arenema hakanud embrüo;
eemaldage tuum munast, asendades selle somaatilise raku diploidse tuumaga, ja sundige ka selline "sügoot" arenema.


Teadlased on kasutanud kõiki neid kolme võimalust loomade kloonimiseks.

Esimest meetodit ei saa rakendada kõikide loomade puhul. Tagasi 30ndatel. XX sajand B.L. Astaurov suutis termiliste efektide abil aktiveerida viljastamata siidiusside muna arenguks, blokeerides samal ajal esimese meiootilise jagunemise läbipääsu. Loomulikult jäi tuum diploidseks. Sellise diploidse muna areng lõpeb vastsete koorumisega, mis kordavad täpselt ema genotüüpi. Loomulikult saadi ainult emased. Kahjuks ei ole emasloomade aretamine majanduslikult tasuv, kuna suurema toidutarbimisega toodavad nad kehvema kvaliteediga kookoneid. V.A. Strunnikov täiustas seda meetodit, töötades välja meetodi ainult isastest isenditest koosnevate siidiusside kloonide saamiseks. Selleks viidi munatuum gammakiirguse ja kõrge temperatuuri kätte. See muutis tuumad viljastumisvõimetuks. Sellisesse munarakku tunginud spermatosoidi tuum kahekordistus ja hakkas jagunema. See viis isa genotüübi väljakujunemiseni, kes kordas isa genotüüpi. Tõsi, saadud kloonid ei sobi tööstuslikuks kasvatamiseks, kuid neid kasutatakse aretuses heteroosiefekti saavutamiseks. See võimaldab märkimisväärselt kiirendada ja hõlbustada silmapaistvalt produktiivsete järglaste saamist. Nüüd kasutatakse neid meetodeid Hiina ja Usbekistani serikultuuris laialdaselt.

Edu siidiussiga on paraku erand – teistelt loomadelt pole sel viisil kloone võimalik saada. Teadlased püüdsid viljastatud munarakust eemaldada ühte pronukleusi ja kahekordistada teise kromosoomide arvu, töödeldes neid ainetega, mis hävitavad spindli mikrotuubuleid. Saadud diploidsed rakud olid kõigi geenide suhtes homosügootsed (sisaldasid kas kahte ema või kahte isa genoomi). Sellised sügootid hakkasid fragmenteeruma, kuid areng peatus varajases staadiumis ja imetajate kloonide saamine sel viisil osutus võimatuks. Ühest viljastatud munarakust teise on üritatud siirdada esituumi. Selgus, et sel viisil saadud embrüod arenesid normaalselt ainult siis, kui üks protuum oli munaraku tuum, teine ​​aga seemnerakk. Need katsed näitasid, et normaalne areng Imetajate embrüod vajavad kahte erinevat genoomi – ema ja isa. Fakt on see, et sugurakkude moodustumise ajal toimub genoomne jäljendamine - DNA lõikude metüülimine, mis viib metüleeritud geenide väljalülitamiseni. See seisak jääb eluks ajaks. Kuna meeste ja naiste sugurakkudes on erinevad geenid välja lülitatud, on organismi normaalseks arenguks vaja mõlemat genoomi – geenist peab olema üks töötav koopia.

Teine meetod on embrüo jagamine varajased staadiumid purustamist on embrüoloogias kasutatud väga pikka aega, kuigi peamiselt selleks merisiilikud ja konnad. Just sel viisil saadi andmeid embrüost eraldatud blastomeeride võime kohta tekitada täisväärtuslik organism. Imetajate monosügootsete kaksikute kloonid saadi palju hiljem, kuid embrüote kunstlikku eraldamist ja hilisemat siirdamist “surrogaatemadeks” kasutatakse juba põllumajandusloomade valikul, et saada eriti väärtuslikelt vanematelt suur hulk järglasi. 1999. aastal klooniti seda meetodit kasutades ahv. Viljastamine viidi läbi in vitro. Kaheksarakuline embrüo jagati neljaks osaks ja iga kaherakuline osa implanteeriti erineva ahvi emakasse. Kolm embrüot ei arenenud, kuid neljandast sündis ahv, kes sai nimeks Tetra (Kvartal).

Tuntuim kloonitud loom, lammas Dolly, klooniti kolmanda meetodi abil – somaatilise raku geneetilise materjali ülekandmine munarakku, millel puudus oma tuum.
Tuumaülekande meetod töötati välja 40ndatel. XX sajand Vene embrüoloog G.V. Lopashov, kes töötas konnamunadega. Tõsi, täiskasvanud konni ta ei saanud. Hiljem õnnestus inglasel J. Gurdonil sundida võõra tuumaga konnamunadest arenema täiskasvanud isenditeks. See oli silmapaistev saavutus – siirdas ta ju täiskasvanud organismi diferentseerunud rakkude tuumad munarakku. Ta kasutas ujumismembraanirakke ja sooleepiteelirakke. Kuid mitte rohkem kui 2% sellistest munadest arenes täiskasvanuks ja nendest kasvanud konnad olid oma tavaliste eakaaslastega võrreldes väiksema suurusega ja väiksema elujõulisusega.

Tuuma siirdamine imetaja munasse on palju keerulisem, kuna see on umbes 1000 korda väiksem kui konnamuna. 1970. aastatel meie riigis, Novosibirski tsütoloogia ja geneetika instituudis, püüdis seda hiirtel teha suurepärane teadlane L.I. Korotškin. Kahjuks tema tööd finantseerimisraskuste tõttu ei jätkatud. Välisteadlased jätkasid uurimistööd, kuid tuumasiirdamise operatsioon osutus hiiremunade jaoks liiga traumeerivaks. Seetõttu valisid katsetajad teistsuguse tee - nad hakkasid lihtsalt munarakku, millel puudus oma tuum, liitma terve terve somaatilise rakuga.

Šotimaa Rosslyni instituudi teadlaste rühm eesotsas J. Wilmutiga, kes kloonis Dolly, kasutas rakkude kokkusulatamiseks elektrilist impulssi. Nad eemaldasid küpsetest munadest tuumad, seejärel kasutasid mikro pipetid viidi muna membraani alla lamba piimanäärmest eraldatud somaatilise raku. Elektrilöögi abil rakud ühinesid ja neis stimuleeriti jagunemist. Seejärel, pärast 6-päevast kasvatamist kunstlikes tingimustes, siirdati morula staadiumis arenema hakanud embrüo spetsiaalselt ettevalmistatud erinevat tõugu (geneetilise materjali doonorist tublisti fenotüüpiliselt erineva) lamba emakasse. Lamba Dolly sünd sai tohutuks sensatsiooniks ja mõned teadlased kahtlesid, kas ta on tõepoolest kloon. Spetsiaalsed DNA uuringud on aga näidanud, et Dolly on tõeline kloon.

Seejärel täiustati imetajate kloonimise tehnikat. Honolulu ülikooli teadlaste rühmal eesotsas Riuzo Yanagimachiga õnnestus enda leiutatud mikropipeti abil viia somaatilise raku tuum otse munarakku. See võimaldas neil hakkama saada ilma elektriimpulsita, mis polnud elusrakkudele kaugeltki ohutu. Lisaks kasutasid nad vähem diferentseerunud rakke - need olid kummulakud (muna ümbritsevad somaatilised rakud ja temaga kaasas käimine läbi munajuha). Tänaseni on selle meetodiga kloonitud teisi imetajaid – lehm, siga, hiir, kass, koer, hobune, muula, ahv.

MIKS LOOMAD KLOONIDA?

Vaatamata tohututele edusammudele on imetajate kloonimine endiselt keeruline ja kulukas protseduur. Miks teadlased neid katseid ei peata? Esiteks sellepärast, et see on... huvitav. Ja see pole lihtsalt uudishimulik, kas see õnnestub või mitte, on juba selge, mis juhtub. Imetajate kloonimine on alusteaduse jaoks äärmiselt oluline. See on ainulaadne tööriist, mis võimaldab uurida üht kõige keerulisemat ja intrigeerivamat bioloogia küsimust – kuidas ja mil viisil realiseerub DNA nukleotiidide järjestuse kaudu salvestatud informatsioon täiskasvanud ainulaadses organismis, kuidas tuhandete inimeste täpne koostoime. geenid viiakse läbi, millest igaüks on "sisse lülitatud" ja "välja lülitatud" "täpselt sel ajal ja rakus, kus seda vajatakse. On teada, et mõned embrüogeneesi varases staadiumis töötavad geenid lülituvad rakkude edasise arengu ja diferentseerumise käigus pöördumatult välja.

Kuidas see juhtub? Kas diferentseerunud rakku on võimalik sundida läbima vastupidist diferentseerumist? Viimasele küsimusele on üldiselt võimatu ilma kloonimata vastata. Asjaolu, et imetajate kloonimine on edukas, näib viitavat sellele, et vastupidine diferentseerimine on võimalik. Siiski pole kõik nii lihtne. Loomad kloonitakse sageli diferentseerumata embrüonaalsetest tüvirakkudest või kummulirakkudest. Muudel juhtudel võidi kasutada ka tüvirakke. Eelkõige klooniti lammas Dolly tiine lamba piimanäärmerakust ja tiinuse ajal hakkavad hormoonide mõjul piimanäärmete tüvirakud paljunema, seega on tõenäoline, et katsetajad võtavad täpselt tüvirakk, tõuseb. Arvatakse, et just nii juhtus Dollyga. See võib seletada ka kloonimise väga madalat efektiivsust – koes on ju vähe tüvirakke.

Kuid muidugi, kui kloonimismeetodil poleks selgelt nähtavaid praktilisi tulemusi, poleks uurimine nii intensiivne. Millist praktilist kasu võib kloonitud loomadest olla? Esiteks saab selle saamiseks kasutada kõrge tootlikkusega koduloomade kloonimist lühiajaline suurtes kogustes eliitlehmi, väärtuslikke karusloomi, sporthobuseid jne. Mõned teadlased usuvad, et kloonimist ei hakata loomakasvatuses kunagi laialdaselt kasutama, kuna protseduur on nii kallis. Lisaks on valiku tingimuseks alati olnud geneetiline mitmekesisus, samas kui kloonimine, replitseerides ühte genotüüpi, kitsendab seda mitmekesisust. Kuna aga seksuaalne paljunemine hõlmab tingimata rekombinatsiooni, mis hävitab alleelide kombinatsioonid, võib kloonimine aidata säilitada ainulaadseid genotüüpe. Kloonimist killustuma hakanud embrüote jagamise teel kasutatakse juba veisekasvatuses.

Teadlased panevad erilisi lootusi väljasuremisohus metsloomade kloonimisele. Juba luuakse "Külmutatud loomaaedu" - selliste loomade rakkude proovid, mida hoitakse külmutatult vedela lämmastiku temperatuuril (-196 ° C). Ameerikas on juba sündinud kaks metsikut bantengi pullvasikat, kes klooniti 1980. aastal surnud looma rakkudest. Tema rakud külmutati ja säilitati vedelas lämmastikus üle 20 aasta. Kloonitud on ka veel üks metspulli liik – gaur, euroopa metslambad ja metsikud Aafrika stepikassid.

Kasside kloonimine on eriti huvitav ja oluline eksperiment, mida viidi läbi Auduboni Loodusinstituudis (USA). Seal saadi kaks emast klooni ühelt doonorkassilt ja üks isane kloon kassilt nimega Jazz. Jazz omakorda kasvatati embrüost, mida hoiti 20 aastat vedelas lämmastikus külmutatuna, seejärel kandis see lõpuni ja sündis normaalselt. kodukass. 2005. aastal sünnitasid mõlemad kloonkassid koos kaheksa kassipoega. Kõigi kaheksa isa oli kloonkass Jazz. See kogemus näitas, et kloonid olid võimelised normaalseks paljunemiseks. Siiski tuleb mõista, et kloonimine tõenäoliselt väljasurnud liigi "ellu äratab". Küll aga võib aidata genofondi säilitada, kui saadud kloone kasutatakse ristamises loomaaedades peetavate loomadega. Selline kloonide kasutamine võib aidata vältida negatiivsed tagajärjed sugulusaretus, mis on paratamatu, kui liikide arv on väike.

Siinkohal tuleks öelda lootuste kohta kloonida juba väljasurnud loomi - mammutit, Tasmaania kukkurhunti, quagga sebrat. Optimistid viitavad sellele, et on võimalik kasutada nende loomade DNA-d, mis on säilinud kas igikeltsas või säilinud koes. Katse kloonida Tasmaania marsupiaalset hunti, kelle viimane isend suri loomaaias 1936. aastal, aga ebaõnnestus. See pole üllatav, kuna teadlaste käsutuses polnud elusrakke, vaid ainult alkoholis hoitud koeproove. DNA eraldati neist, kuid see osutus liiga kahjustatud ja praegu ei võimalda olemasolevad meetodid loomi kloonida.") piisav kogus elusrakud. Samal põhjusel on ebatõenäoline, et mammut kunagi kloonitakse. Igal juhul ebaõnnestusid kõik katsed kasvatada aastatuhandeid igikeltsa lebanud mammutirakke. Lisaks tuleb meeles pidada, et isegi kui oleks võimalik saada ja kasvatada üks mammuti või quagga kloon, ei oleks see liigi elluäratamine. Liiki on võimatu saada ühest või isegi mitmest isendist. Arvatakse, et liigi jätkusuutlikuks eksisteerimiseks ja paljunemiseks on vaja vähemalt mitusada isendit. Seetõttu on fossiilne DNA või alkoholis säilinud kudede DNA analüüsiks või isegi transgeneesiks piisav, kuid mitte piisav kloonimiseks. Kuigi on teada juhtumeid, kus liik jäi pärast arvukuse katastroofilist vähenemist ellu. Üks selline liik on gepard. Geneetiline analüüs näitab, et selle ajaloos oli hetk, mil selle populatsioon oli 7-10 isendit. Kuigi gepardid jäid ellu, jäid sugulusaretuse tagajärjed alles – sagedane viljatus, surnultsünnid ja muud paljunemisraskused. Teine selline liik on inimene. Inimese evolutsioonilises ajaloos oli vähemalt kaks läbimise episoodi järsk kukkumine liikide arv ja Ameerika indiaanlaste jaoks - veelgi rohkem (Ameerika asustus tuli Ida-Siberist mööda Beringi maakitsust väga väikeste rühmadena - 7-10 inimest). Seetõttu on inimese geneetiline mitmekesisus väike, mille tulemuseks on fenotüübiline mitmekesisus – paljud geenid on homosügootses olekus.

Loomulikult on kloonimine asendamatu meetod transgeensete loomade saamiseks. Kuigi kasutatakse ka teisi transgeensete loomade tootmise meetodeid, võimaldab just kloonimine saada praktilisteks vajadusteks soovitud omadustega loomi. Samast Roslini instituudist Edinburghis, kus Dolly sündis, saadi kloonitud lambad Polly ja Molly. Nende kloonimiseks kasutati geneetiliselt muundatud rakke, mida kasvatati kunstlikud tingimused. Need rakud kandsid lisaks tavalistele lamba geenidele inimese verehüübimisfaktori IX geeni.

Geneetiline konstruktsioon sisaldas piimanäärmerakkudes ekspresseeritud promootorit. Seetõttu eritus selle geeni poolt kodeeritud valk piima. Polly oli esimene transgeenne imetaja, kes klooniti. Tema sünd avas uusi väljavaateid teatud inimeste haiguste ravis. Lõppude lõpuks on paljud haigused seotud teatud valgu - hüübimisfaktori või hormooni - puudumisega. Seni sai selliseid ravimeid hankida ainult annetanud verd. Kuid hormooni hulk veres on väga väike! Lisaks on veretoodete kasutamine täis nakkushaigusi - mitte ainult AIDS-i, vaid ka viiruslik hepatiit, mis pole vähem ohtlikud. Ja transgeenseid loomi saab hoolikalt valida ja testida ning hoida neid kõige puhtamatel alpikarjamaadel. Teadlased on välja arvutanud, et kõigi (!) hemofiiliahaigete ravimiseks Maal on vaja mitte liiga suurt karja transgeenseid loomi - 35-40 lehma. Samal ajal on vaja läbi viia ainult kahe looma - emase ja isase - transgenees ja kloonimine ning nad edastavad looduslikult paljunedes soovitud geeni oma järglastele. Veelgi enam, kuna isastel ei tööta piimanäärmes olev geen üldse ja emastel ainult laktatsiooni ajal ning toode eritub organismist kohe koos piimaga, ei põhjusta see võõrgeen loomadele ebamugavusi ega soovimatuid tagajärgi. . Nüüd kasutatakse selliste bioreaktoritena lambaid, kitsi, küülikuid ja isegi hiiri. Tõsi, lehmad annavad oluliselt rohkem piima, kuid paljunevad ka palju aeglasemalt ja hakkavad hiljem lakteerima. Transgeensete kloonide kasutamiseks nii teaduslikel kui praktilistel eesmärkidel on ka teisi võimalusi, kuid me ei võta seda siin arvesse.

IMETAJATE KLOONIMISEL TEKITAVAD RASKUSED JA PROBLEEMID

Vaatamata muljetavaldavatele õnnestumistele ei saa veel öelda, et kloonimisest on saanud tavaline laboritehnika. See on ikkagi väga keeruline protseduur, mis ei vii kuigi sageli oodatud tulemuseni. Millised raskused tekivad loomade kloonimisel?
Esiteks on see kloonimise madal efektiivsus. Imetajate kloonimisel kasutatavad protseduurid on rakkude jaoks väga traumaatilised. Kõik rakud ei suuda neid ohutult ellu jääda. Mitte kõik embrüod, mis hakkavad arenema, ei ela sündimiseni. Seega tuli Dolly saamiseks opereerida 40 lammast munade eraldamiseks (vt joonis 5). 430 munast saadi 277 diploidset "sügooti", millest ainult 29 hakkas arenema ja siirdati "surrogaatemadele". Neist vaid üks embrüo jäi sünnini ellu – Dolly. Kloonitud hobuse Promethea saamiseks see oli Umbes 840 embrüot oli "konstrueeritud", millest ainult 17 arenes piisavalt, et neid "emadele" siirdada. Neist neli hakkas arenema, kuid ainult üks Promethea elas sünnini.

Teine suur murekoht on sündinud kloonide tervis. Reeglina rõhutatakse teise klooni sünnist teatamisel selle suurepärast tervist. Tõepoolest, paljud kloonitud loomad, kes olid sündides täiesti terved, jäid täiskasvanuks ja sünnitasid normaalseid poegi. Kuid hiljem näitasid nad rikkumisi erinevad süsteemid elundid. Niisiis, Dolly sündis tervena ja sünnitas mitu tervet talle, kuid siis hakkas ta kiiresti vananema ja elas poole kauem kui tavaline lammas. Transgeensed Polly ja Molly, samuti Roslyni Instituudis kloonitud, elasid veelgi lühemalt. Kloonitud stepikassid on edukalt paljunenud. Tõsi, nende oodatava eluea kohta andmed veel puuduvad. Kuid gauripull, kes tundus ka sündides terve, elas soolehaiguse tõttu vaid kaks päeva. Kloonide tervise küsimust ei saa veel lõplikult lahendatuks lugeda – erinevate teadlaste tulemused on vastuolulised. Mõnede aruannete kohaselt on paljudel kloonidel nõrk immuunsus, on vastuvõtlikud külmetus- ja seedetraktihaigustele ning vananevad 2-3 korda kiiremini kui nende geneetilised vanemad. Jaapani teadlaste uuringud on näidanud, et umbes 4% geenide funktsioneerimine kloonitud hiirtel on tõsiselt häiritud.

Kuid võib-olla kõige häirivam oli see, et kloonid võivad olla originaalidest üsna erinevad. Samuti V.A. Strunnikov leidis siidiussi kasutades, et vaatamata samadele genotüüpidele on ühe klooni liikmed mitmete omaduste poolest erinevad. Mõnes kloonis osutus see mitmekesisus isegi suuremaks kui tavalistes, geneetiliselt heterogeensetes populatsioonides. Mõned aastad tagasi sündis USA-s teine ​​kloonitud kass, kes sai nimeks Sisi (Cs, CopyCat). Tema geneetiline ema oli kolmevärviline kass Rainbow (Rainbow). Sisi osutus oma emast erinevaks – kahevärviliseks. Kuid DNA analüüs näitas, et ta on tõepoolest Vikerkaare kloon. Erinevused tulenevad asjaolust, et punase värvi geen asub X-kromosoomis. Naistel inaktiveerub üks X-kromosoomidest varases embrüogeneesis. X-kromosoomid inaktiveeritakse juhuslikult; Heterosügootsel kassil on need rakud, kus "mittepunane" X-kromosoom on inaktiveeritud, punased. Kloon saadi ühest somaatilisest rakust, milles üks X-kromosoomidest oli juba inaktiveeritud. Sisi "punane" X-kromosoom osutus inaktiveerituks. Imetajatel sisaldab X-kromosoom umbes 5% kõigist geenidest ja kloonid võivad üksteisest erineda üsna paljude omaduste poolest. Muide, see nähtus on tuntud ka looduslike kloonide – monosügootsete kaksikute puhul. Kirjeldati kahte õde – monosügootseid kaksikuid, kellest üks oli terve ja teine ​​hemofiiliaga. On teada, et hemofiilia esineb naistel äärmiselt harva, ainult homosügootse ™ korral. Heterosügootides on ligikaudu pooled "tervetest" X-kromosoomidest inaktiveeritud, kuid ülejäänud pooled on normaalseks vere hüübimiseks piisavad. Mainitud kaksikud tekkisid ilmselt embrüo pooldumise tulemusena staadiumis, mil X-kromosoomid olid juba inaktiveeritud ja ühel õest oli normaalne kromosoom kõigis keharakkudes. Tulemuseks oli haiguse areng heterosügootil.

Kloonide erinevusel võib olla muid põhjuseid. Kõik kunstlikult toodetud kloonitud embrüod ei arene samadel tingimustel kui algsed. teised on surrogaatema vanus, tema hormonaalne seisund, toitumine jne Ja need tegurid on embrüogeneesi ajal väga olulised. Klooni ja originaali erinevuste põhjused võivad olla ka variatsioonid geenide fenotüübilises manifestatsioonis (ekspressiivsus ja penetrantsus), mitokondrite genoomi erinevused (kloonidel ei ole originaaliga sama mitokondrid), mustri erinevused. mõnede geenide inaktiveerimine (jäljendumine) embrüogeneesis, eemaldamatud erinevused somaatiliste ja sugurakkude tuumades (näiteks munaraku paigutatud somaatilise raku tuuma mittetäielik dediferentseerumine).

INIMESE KLOONIMISE PROBLEEM

Just inimese kunstliku kloonimise võimalus tekitas ühiskonnas tugevaid emotsioone. Kõige polaarsemate väidete arv (nende ulatus alates "järgmise sajandi lõpuks koosneb planeedi elanikkond kloonidest" kuni "mingi ulmeromaan, huvitav, kuid täiesti ebareaalne") on ettearvamatu. Mõned inimesed on juba tahtnud hoida oma rakke sügavkülmas, et pärast kloonimistehnika väljatöötamist saaks nad kloonina ellu äratada, tagades seeläbi endale surematuse. Teised mõtlevad viljatuse ületamiseks kloonimise või endale „varuosade” – siirdamiseks mõeldud elundite – kasvatamise teel. Teised aga tahavad inimkonnale kasu tuua, asustades selle geeniuste kloonidega. Kui õigustatud on need hinnangud ja püüdlused? Proovime rahulikult, "ilma viha ja eelarvamusteta" vastata mõnele küsimusele, mis kerkib seoses "inimese kloonimise" mõistega.

Esimene küsimus: kas inimese kloonimine on võimalik? Vastus on selge: jah, loomulikult on see tehniliselt võimalik.

Teine küsimus: miks kloonida inimest? Erineva realismi astmega vastuseid on mitu:

1. Isikliku surematuse saavutamine. Seda väljavaadet pole vaja tõsiselt arutada, nende lootuste absurdsust mainiti eespool.
2. Kasvavad säravad isendid. Peamine kahtlus on: kas need on hiilgavad? See tunnus on liiga keeruline ja kuigi geneetiline komponent selle kujunemisel on väljaspool kahtlust, võib selle komponendi suurus varieeruda ning keskkonnategurite mõju võib olla suur ja ettearvamatu. JA - oluline küsimus- kas nad on tänulikud neile, kes lõid oma duublid, rikkudes loomulikku inimõigust omaenda unikaalsusele? Lõppude lõpuks on monosügootsetel kaksikutel mõnikord selle aspektiga seotud probleeme.
3. Teaduslikud uuringud. On kaheldav, kas on teaduslikke probleeme, mida saaks lahendada ainult inimkloonide abil (selle eetilistest aspektidest lähemalt veidi hiljem).
4. Kloonimise kasutamine meditsiinilistel eesmärkidel. Just seda teemat tuleks tõsiselt arutada.

Eeldatakse, et kloonimist saab kasutada viljatuse ületamiseks – see on nn reproduktiivne kloonimine. Viljatus on tõepoolest äärmiselt oluline probleem, et paljud lastetud pered nõustuvad lapse saamise nimel kõige kallimate protseduuridega.

Kuid tekib küsimus – mida põhimõtteliselt uut võib kloonimine pakkuda võrreldes nt. in vitro viljastamine kasutades doonori sugurakke? Aus vastus poleks midagi. Kloonitud lapsel ei ole genotüüpi, mis on mehe ja naise genotüüpide kombinatsioon. Geneetiliselt on selline tüdruk tema monosügootne õde Tal ei ole oma ema ega isa geene. Samamoodi on kloonitud poiss oma emale geneetiliselt võõras. Teisisõnu, lastetu perekond ei saa kloonimise teel täiesti geneetiliselt “oma” last, nagu ka doonor-sugurakke kasutades (abikaasa enda sugurakkude abil saadud “katseklaasilapsed” ei erine geneetiliselt "tavalised" "lapsed). Ja miks antud juhul nii keeruline ja mis kõige tähtsam – väga riskantne protseduur? Ja kui mäletate kloonimise efektiivsust, siis kujutage ette, kui palju munarakke tuleb hankida, et sünniks üks kloon, mis pealegi võib olla haige, lühema elueaga, kui palju embrüoid on juba sündima hakanud. live sureb, siis muutub inimeste reproduktiivse kloonimise väljavaade hirmutavaks. Enamikus riikides, kus inimese kloonimine on tehniliselt võimalik, on reproduktiivne kloonimine seadusega keelatud.

Terapeutiline kloonimine hõlmab embrüo saamist, selle kasvatamist 14 päeva vanuseks ja seejärel embrüonaalsete tüvirakkude kasutamist meditsiinilistel eesmärkidel. Tüvirakkudega ravi väljavaated on vapustavad – paljude neurodegeneratiivsete haiguste (näiteks Alzheimeri tõbi, Parkinsoni tõbi) ravimine, kaotatud elundite taastamine ning transgeensete rakkude kloonimisega paljude pärilike haiguste ravi. Kuid olgem ausad: see tähendab tegelikult venna või õe kasvatamist ja seejärel nende tapmist, et kasutada oma rakke ravimina. Ja kui tapetakse mitte vastsündinud beebi, vaid kahenädalase embrüo, siis see olukorda ei muuda. Ja kuigi terapeutilise kloonimise piiratud kasutamine pole enamikus riikides keelatud, on ilmne, et inimkond seda teed tõenäoliselt ei järgi. Seetõttu otsivad teadlased muid võimalusi tüvirakkude saamiseks.

Inimese embrüonaalsete tüvirakkude saamiseks on Hiina teadlased loonud hübriidembrüoid, kloonides inimese naharakkude tuumasid küülikumunades. Saadi üle 100 sellise embrüo, mis arenesid tehistingimustes mitu päeva ja seejärel saadi neist tüvirakud. Paratamatult tekib küsimus, mis juhtuks, kui selline embrüo siirdataks surrogaatema emakasse ja annaks võimaluse areneda. Teiste loomaliikidega tehtud katsed näitavad, et elujõulise loote arenemine on ebatõenäoline. Teadlased loodavad, et selline tüvirakkude saamise meetod on eetiliselt vastuvõetavam kui kloonimine. inimese embrüod.

Kuid õnneks selgub, et embrüonaalseid tüvirakke saab kätte palju lihtsamalt, ilma eetiliselt küsitavate manipulatsioonideta. Igal vastsündinul on tema enda nabaväädiveres üsna palju tüvirakke. Kui need rakud eraldatakse ja seejärel säilitatakse külmutatult, saab neid vajaduse korral kasutada. Selliseid tüvirakupanku on praegu võimalik luua. Siiski tuleb meeles pidada, et tüvirakud võivad siiski esitada üllatusi, sealhulgas ebameeldivaid. Eelkõige on tõendeid selle kohta, et tüvirakud võivad kergesti omandada pahaloomulisi omadusi. Tõenäoliselt on see tingitud asjaolust, et kunstlikes tingimustes eemaldatakse need keha rangest kontrollist. Kuid keharakkude "sotsiaalse käitumise" kontroll pole mitte ainult range, vaid ka väga keeruline ja mitmetasandiline. Kuid loomulikult on tüvirakkude kasutamise võimalused nii muljetavaldavad, et selle valdkonna uuringud ning taskukohase tüvirakkude allika otsimine jätkub.

Ja lõpuks viimane küsimus: kas inimeste kloonimine on vastuvõetav?
Loomulikult on inimeste kloonimine kindlasti vastuvõetamatu seni, kuni pole ületatud kloonimise tehnilisi raskusi ja madalat efektiivsust ning kuni pole tagatud kloonide normaalne elujõulisus. Hoolimata asjaolust, et aeg-ajalt tuleb teateid, et kuskil on sündinud kloonitud lapsi, pole siiani olnud ühtegi dokumenteeritud usaldusväärset eduka inimese kloonimise juhtumit. Lõuna-Korea teadlase Woo-Suk Hwani sensatsiooniline raport inimembrüote väga suure tõhususega kloonimise kohta ei leidnud kinnitust tulemuste võltsimise kohta. On veel pikk tee minna, enne kui kloonimisest saab rutiinne ja ohutu protseduur. Küsimuse tähendus on erinev – kas inimese kloonimine on põhimõtteliselt lubatud? Millised tagajärjed võivad selle paljunemismeetodi kasutamisel olla?

Kloonimise üks väga reaalseid tagajärgi võib olla sugusuhte rikkumine järglastel. Pole saladus, et väga-väga paljud pered paljudes riikides tahaksid pigem poissi kui tüdrukut. Juba Hiinas on sünnieelse soodiagnostika ja rasestumisvastaste meetmete võimalus viinud olukorrani, kus mõnes piirkonnas on laste seas märkimisväärne poiste ülekaal. Mida need poisid teevad, kui tuleb aeg pere luua?

Veel üks negatiivne tagajärg lai rakendus kloonimine – inimese geneetilise mitmekesisuse vähendamine. See on juba väike – oluliselt vähem kui näiteks isegi sellistel väikestel liikidel nagu inimahvid. Selle põhjus - järsk langus liigi populatsiooni suurus, mis esines viimase 200 tuhande aasta jooksul vähemalt kaks korda. Tagajärg on suur hulk pärilikud haigused ja defektid, mis on põhjustatud mutantsete alleelide üleminekust homosügootsesse olekusse. Mitmekesisuse edasine vähenemine võib ohustada inimeste kui liigi olemasolu. Tõsi, ausalt öeldes tuleb öelda, et nii laialdast kloonimise levikut ei tohiks isegi kauges tulevikus oodata.

Lõpetuseks, me ei tohiks unustada tagajärgi, mida me ei oska veel ette näha.

Kokkuvõtteks pean ma seda ütlema. Bioloogia ja meditsiini kiire areng on inimese jaoks tekitanud palju uusi küsimusi, mida pole kunagi varem kerkinud ega saanud tekkida – kloonimise või eutanaasia lubatavus; elustamise võimalused tõstatasid küsimuse elu ja surma piirist; Maa ülerahvastatuse oht nõuab sündimuskontrolli. KOOS sarnased probleemid inimkond pole nendega kunagi kokku puutunud ega ole seetõttu välja töötanud mingeid eetilisi juhiseid. Seetõttu on praegu võimatu anda selgeid ja täpseid vastuseid selle kohta, mis on võimalik ja mis mitte. Peate olema teadlik veel ühest asjast: teatud teoseid võib ju seaduslikult keelata, aga inimloomus on selline, et kui miski (näiteks inimese kloonimine) on tehniliselt võimalik, siis varem või hiljem tehakse seda vaatamata igasugustele keeldudele. Seetõttu on vajalik laiaulatuslik arutelu sellistel teemadel, et kujundada teadlik suhtumine sellistesse probleemidesse, millele praegu ei ole võimalik üheselt vastata.


"Bioloogia koolilastele". - 2014. - nr 1. - lk 18-29.