Что такое клонировать

Что изменилось в мире клонирования со времён овечки Долли

Что такое клонирование?

Какие бывают виды клонирования?

Каких животных уже клонировали?

Клоны правда быстрее стареют?

Могут ли клонировать вымерших животных?

Могут ли клонировать человеческие ткани и органы?

А что насчёт клонов целых людей?

Что мешает клонировать людей помимо технологий?

В перспективе это позволит заменять повреждённые клетки, но этический вопрос остаётся открытым.

Что такое клонирование?

Клонирование Cloning — это создание генетически идентичных копий живых организмов или их фрагментов. Можно клонировать разный биологический материал: отдельные клетки, ткани, органы и целые организмы.

Какие бывают виды клонирования?

Молекулярное клонирование

С помощью этого метода учёные выделяют Gene Cloning интересующие гены, вставляют их в плазмиду — молекулу ДНК бактерии, а затем создают популяцию таких бактерий. В зависимости от цели эксперимента можно остановиться на этом или вставить полученные плазмиды в клетки растений и животных.

Именно так выводят генетически модифицированные организмы: растения, устойчивые к вредителям, животных с иммунитетом к заболеваниям. Также с помощью технологии изучают заболевания и разрабатывают лекарства.

Терапевтическое клонирование

Учёные выращивают эмбрион клона в пробирке, но не дают ему развиться в полноценный организм. Для этого у животного или человека берут соматическую клетку — любую клетку тела, не принимающую участия в половом размножении, и достают из неё ядро. Также берут яйцеклетку другой особи того же вида и удаляют ядро.

Потом ядро вставляют в безъядерную яйцеклетку и запускают процесс деления. Когда клетка превращается в бластоциту — пузырёк с эмбриональными стволовыми клетками внутри, развитие останавливают.

Стволовые клетки (клетки‑предшественницы), которые пока не определились, в какие клетки превратиться, могут стать чем угодно. Их используют Tissue engineering, stem cells, cloning, and parthenogenesis: new paradigms for therapy для опытов, например, учёные исследуют мутации в генах или пытаются вырастить органы и ткани, которые можно будет имплантировать на замену повреждённым.

Репродуктивное клонирование

Этот вид позволяет Cloning создать генетически идентичную копию целого животного. Механизм тот же, что и в терапевтическом клонировании, только развитие эмбриона не прерывают на стадии бластоциты. Вместо этого его подсаживают в матку особи того же вида, где эмбрион развивается в полноценный организм.

Каких животных уже клонировали?

Долли — самый известный клон, но далеко не первый. История клонирования началась за целый век до рождения овечки.

В 1885 году Ханс Дриш разделил двухклеточный эмбрион морского ежа и получил двух идентичных близнецов. Затем в 1902 году Ханс Спеманн с помощью волоска разделил эмбрион саламандры и тоже получил двух клонов.

Опыты с переносом ядра в яйцеклетку начались 50 лет спустя. Сначала получилось вставить ядро клетки эмбриона в пустую яйцеклетку лягушки, чуть позже — вырастить головастика из клетки кишечника лягушки.

Потом настал черёд млекопитающих. В 1984 году Стин Вилладсен вставил The History of Cloning ядро эмбриона овцы в безъядерную яйцеклетку. Суррогатная мать‑овца выносила трёх клонов‑ягнят. Таким же образом — из клеток эмбрионов — успешно клонировали цыплят, овец и коров.

И, наконец, в 1996 году исследователи из Рослинского института в Шотландии впервые создали клона из клетки вымени шестилетней овцы. После 276 попыток эксперимент удался, и на свет появилась овечка Долли.

Чучело овечки Долли в Королевском музее Шотландии / Wikipedia

После Долли по этой технологии клонировали множество животных: корову, кошку, оленя, собаку, лошадь, мула, вола, свинью, кролика, крыс и мышей, козла, волка.

Учёные пытались клонировать и обезьян, но это оказалось не так просто. Только через 10 лет после Долли в пробирке вырастили стволовые клетки макаки‑резуса, а живых клонов удалось создать ещё спустя столько же. В 2018 году эксперимент китайских учёных закончился созданием Cloning of Macaque Monkeys by Somatic Cell Nuclear Transfer двух длиннохвостых макак: Зонг Зонг и Хуа Хуа.

Клоны правда быстрее стареют?

Да, по крайней мере некоторые. Учёные предполагают, что это происходит из‑за хромосом. Все клетки организма проходят Cloning через циклы деления, и концевые участки хромосом — теломеры — укорачиваются. Это часть естественного процесса старения.

У Долли хромосомы были короче, чем у одногодок, и прожила она в два раза меньше среднестатистической овцы: 6 лет вместо 12.

Однако теломеры укорачиваются Aging of Cloned Animals: A Mini‑Review не у всех клонов. Например, у крупного рогатого скота, собак и мышей теломеры клонов не меньше, а иногда и больше, чем у контрольных животных того же возраста, а вот у овец и волков, наоборот, почти всегда короче.

Преждевременное старение не касается козлов: клоны живут положенные природой 15 лет. Так же повезло клонам‑коровам, собакам и мышам. А вот клонированные овцы, свиньи и кошки живут меньше. Насчёт ближайших родственников человека, обезьян, пока нет таких данных. Поскольку первые клонированные макаки родились Cloning of Macaque Monkeys by Somatic Cell Nuclear Transfer недавно, остаётся только гадать, сколько они проживут.

Могут ли клонировать вымерших животных?

После фильма «Парк Юрского периода» многие надеются, что учёным удастся клонировать динозавра, но это навсегда останется фантастикой. Динозавры вымерли слишком давно, так что тканей с молекулами ДНК просто не осталось — одни окаменелые кости.

Более реальным представляется клонирование мамонтов и других животных ледникового периода, останки которых периодически находят в вечной мерзлоте. Однако на данный момент и это практически невозможно по нескольким причинам Mammoth Resurrection: 11 Hurdles to Bringing Back an Ice Age Beast :

  • Для клонирования нужно неповреждённое ядро с целой ДНК, а даже в самых хорошо сохранившихся останках генетический код разбит на множество частей. Учёным приходится собирать «буквы» генома, не зная точной последовательности и ориентируясь на ДНК ближайших родственников, так что нельзя предсказать, что получится в итоге.
  • Чтобы клонировать животное, нужна суррогатная мать. Ближайшими родственниками мамонтов являются азиатские слоны, поэтому донором яйцеклетки и суррогатной матерью для мамонтёнка может стать только самка этого животного. Процедура взятия яйцеклетки и её подсадки в матку будет очень сложна, но даже если всё пройдёт успешно, на свет родится не чистый вид, а гибрид мамонта и слона.
  • Учёные опасаются, что даже в случае успешного клонирования животным не хватит генетического разнообразия, чтобы создать новую популяцию.

Подобные проблемы препятствуют клонированию всех вымерших животных.

Могут ли клонировать человеческие ткани и органы?

В 2013 году учёным из Орегона под руководством Шухрата Миталипова (Shoukhrat Mitalipov) удалось Human Embryonic Stem Cells Derived by Somatic Cell Nuclear Transfer провести терапевтическое клонирование человека. Миталипов с коллегами взяли ядро соматической клетки ребёнка с редким генетическим заболеванием, поместили её в безъядерную яйцеклетку и вырастили бластоциту со стволовыми клетками.

В 2014 году методом терапевтического клонирования учёным удалось Human Somatic Cell Nuclear Transfer Using Adult Cells превратить клетки кожи мужчин 35 и 75 лет в стволовые клетки. В перспективе клетки‑предшественницы можно использовать для выращивания любой ткани и замены повреждённых участков и органов.

Однако у такого метода есть проблемы: стволовые и раковые клетки поразительно похожи Cloning . Некоторые исследования показывают, что после 60 циклов деления стволовые клетки могут накапливать мутации и приводить к возникновению рака.

Есть данные, что стволовые клетки из околоплодных вод и плаценты не образуют Stem cells derived from amniotic fluid: new potentials in regenerative medicine опухолей. Если для создания органов будут использовать эти клетки, отпадёт множество проблем, связанных с клонированием: от донорства яйцеклетки до этической стороны использования человеческих эмбрионов.

А что насчёт клонов целых людей?

В 2002 году члены секты раэлинов «Клонэйд» заявили Cloning о рождении первого клонированного человека — девочки Евы, а также 12 других клонов. Несмотря на многократные запросы от учёного сообщества и СМИ, «Клонэйд» не предоставили доказательств существования клонов.

В 2004 году учёные из Сеульского национального университета в Южной Корее заявили о создании клона человеческого эмбриона. Однако независимый научный комитет не обнаружил доказательств, и через два года исследование было отозвано.

Что мешает клонировать людей помимо технологий?

Репродуктивное клонирование человека вызывает немало Cloning опасений. Никто не знает, какие биологические и социальные последствия может иметь клонирование людей, которые жили ранее или живут до сих пор. Это может нарушить принципы ценности личности, права и свободы человека.

Также непонятно, как поступать с клонами, если получится их создать: смогут ли они стать частью общества и как оно воспримет их появление.

Пока все эти проблемы не найдут решения, репродуктивное клонирование человека запрещено Cloning: A Review on Bioethics, Legal, Jurisprudence and Regenerative Issues in Iran в 70 странах мира, включая Россию.

Согласно Федеральному закону Федеральный закон от 29 марта 2010 г. N 30‑ФЗ «О внесении изменения в статью 1 Федерального закона «О временном запрете на клонирование человека» , запрет будет действовать до тех пор, пока не появится закон, устанавливающий порядок клонирования организмов в целях клонирования человека.

Клонирование человека возможно, но может оказаться бесполезным. Дело не только в этике

Овечка Долли и Ян Вилмут – один из её создателей

Овечка Долли – не единственный удачный клон животного в истории. Учёные (гипотетически) уже способны клонировать человека. Что не так?

Возможности современной медицины увеличивают продолжительность жизни, но что если омолаживание организма и замена изношенных органов станет не сложнее ремонта машины? Отчасти эта идея раскрыта в художественном фильме Майкла Бэя “Остров” , по сюжету которого клонирование человека к 2019 году превратилось в бизнес. Заказывая себе клона, клиент инвестирует в здоровую и долгую жизнь.

В реальном 2019 году клонирование человека запрещено, но выращивание человеческих органов больше не считается научной фантастикой. Inforomburo.kz разбирается, что такое клонирование, как развивается отрасль и можно ли клонировать человека.

С чего всё началось?

Деление у одноклеточных организмов и вегетативное размножение у растений – тоже своего рода клонирование. Самый близкий пример из мира животных – однояйцевые близнецы, эмбрионы которых формируются в результате расщепления одной яйцеклетки. У них почти одинаковая структура ДНК, но точными копиями их не назовёшь из-за разного набора мутаций и эпигенетических факторов.

Молодая наука эпигенетика утверждает, что активностью генов, не затрагивающих структуру ДНК, управляет окружающая среда и внешние условия, будь то рацион матери во время беременности или температура в детской комнате. Допустим, в период формирования плод не дополучил нужного количества пищи, и у него изменился метаболизм, потому что организм стал запасать пищевые ресурсы. Если он столкнётся с той же проблемой после рождения, новая привычка поможет выжить, но при благоприятных условия возрастёт риск ожирения и диабета в старости. Выходит, что даже природа не способная создать абсолютно точную копию живого существа. Способен ли на это человек? Идея о клонировании тревожит учёных больше века, но точную копию пока создать не удавалось, и даже приснопамятная овечка Долли – лишь приближенная версия оригинала.

В 1885 году немецкий эмбриолог Ханс Дриш получил два идентичных организма, разделив клетки морского ежа. Позже в 1962 году оксфордский профессор Джон Гёрдон доказал, что со временем ядро клетки не меняется и может дать жизнь новому организму. Он заменил ядро незрелой яйцеклетки лягушки на зрелое из клетки кишечника. В результате появился головастик. Год спустя на базе этих исследований британский биолог Джон Холдейн применил к животным термин “клон”, который и вошёл в широкое употребление.

Благодаря открытию ядерного переноса , учёные смогли клонировать животных из эмбриональных клеток, но настоящим научным прорывом стало первое клонирование взрослой особи. В 1996 году шотландские эмбриологи Ян Вилмут и Кит Кэмпбелл “подсадили” соматическую (неполовую) клетку вымени взрослой овцы в яйцеклетку другого животного, предварительно удалив из неё ядро. Благодаря двойному набору генов, содержавшемуся в клетке “оригинала” полученная яйцеклетка не нуждалась в оплодотворении. Её просто подсадили в матку к третьей овце, которая и выносила плод. Так на свет появилась знаменитая овечка Долли. Для её создания учёным понадобилось 277 яйцеклеток, в которые были перенесены ядра клеток клонируемого животного, и только один из 29 эмбрионов не остановился в развитии.

В чём польза клонирования для человечества?

В науке распространены три вида клонирования: генетическое, репродуктивное и терапевтическое. В первом случае клонируются определённые гены или участки ДНК, а репродуктивное клонирование позволяет копировать животных, что уже превратилось в бизнес по созданию генетических копий домашних питомцев. Такая услуга обойдётся в 100-150 тысяч долларов, но не факт, что клонированное животное сохранит все качества и характеристике оригинала, даже цвет шерсти лишь отчасти зависит от ДНК.

Широкое применение репродуктивное клонирование может получить в животноводстве. В 2008 году в США управление по контролю за продуктами питания и лекарствами (FDA) признало мясо и молоко клонированных животных безопасным для человека. В Евросоюзе, напротив, в 2015 году ввели постоянный запрет на клонирование сельскохозяйственных животных и продажу пищевых продуктов из таких особей. Противники клонирования по обе стороны океана сомневаются в безопасности продукции из клонированных животных из-за недостаточной изученности технологии и её воздействия на организм клонов. Другой тормозящий фактор – дороговизна технологии.

Альтернативный вариант животного клонирования на благо общества придумали китайские власти. В 2019 году в Поднебесной клонировали полицейского пса с лучшими характеристиками для несения службы. Китайские учёные считают, что дрессировка его клона потребует меньше времени и затрат по сравнению с обычным щенком той же породы. Также технология помогла бы в сохранении редких видов животных, но не факт, что популяция клонов будет приспособлена к выживанию. В отличие от клонирования половое размножение обеспечивает обмен и создание новых генетических комбинаций, что поддерживает разнообразие и устойчивость видов в условиях непредсказуемой внешней среды.

Наибольший интерес представляет терапевтическое клонирование. В перспективе оно может упростить пересадку органов. Биологам уже удалось вырастить искусственную кожу и щитовидную железу, а эксперимент на мышах с дефицитом иммунитета показал, что иммунная система поддается восстановлению за счёт внедрения в организм эмбриональных столовых клеток. Этот строительный ресурс принимает форму клеток разных органов, тканей, крови и поддерживают иммунитет.

Читайте также:  Бордосская смесь применение осенью

Законно ли разрушение эмбриона в медицинских целях?

В основе терапевтического клонирования лежит принцип ядерного переноса, благодаря которому появилась овечка Долли. Донорская яйцеклетка, объединённая с ядром соматической клетки, делится и образует бластоцисту – пузырь с эмбриональными клетками, необходимыми для выращивания органов и тканей. Спустя несколько дней из него формируется зародыш. Терапевтическое клонирование допускает выращивание эмбриона до двух недель. Столько нужно на формирование зачатков нервной системы.

В 2017 году учёные впервые получили из человеческого эмбриона здоровые стволовые клетки. Исследованием руководил биолог Шухрат Миталипов. С середины 90-х годов он работает в США и сотрудничал с Китом Кэмпбелом – одним из создателей овечки Долли. В интервью порталу Meduza биолог отметил, что трансплантация клеточных ядер чаще всего проводится с целью перепрограммирования клеток. Например, из клетки кожи можно сделать нейрон. Для этого учёные условно “стирают” клетке память, что также её “омолаживает”.

“Мы брали клетку кожи, допустим, 70-летнего пациента, вынимали ядро и трансплантировали его в цитоплазму яйцеклетки. Свое ядро из яйцеклетки мы удаляли, но она все ещё “думала”, что у неё остается именно оно. Потом мы давали стимул, и яйцеклетка с чужим ядром развивалась в ранний эмбрион. Затем мы получали из этого эмбриона эмбриональные стволовые клетки. Получается, что вот эта старая 70-летняя клетка кожи стала ранней эмбриональной клеткой, которой якобы всего 5 дней от роду. В основном все это нужно, чтобы понять, как клетка стареет. Можно ли повернуть время вспять? И конкретно в этом случае – да, мы можем повернуть время вспять. Не для целого организма, но для одной клеточки. Но иногда и этого достаточно, чтобы получить клеточную линию и затем уже делать новые клетки. Нейроны, клетки сердца и другие. И все они будут молодые. Они будут расти в чашке Петри, а затем мы сможем заменить ими устаревшие или мёртвые клетки в теле пациента”, – рассказал в интервью Шухрат Миталипов.

В апреле 2019 израильские учёные первыми в мире напечатали живое сердце из человеческой ткани на 3D-принтере. Орган размером 2,5 сантиметра состоит из сосудов и клапанов, и будет пересажен животному в качестве эксперимента. Чтобы его напечатать, учёные преобразовали жировые клетки пациента в стволовые. Для сравнения, в 2015 году на МКС российский биопринтер напечатал щитовидную железу мыши, использовав эмбриональные клетки. Следующим шагом должна была стать печать человеческого органа, если бы в 2017 году в России не вступил в силу закон “О биомедицинских клеточных продуктах”. Он запретил любые разработки клеточных продуктов за счёт прерывания развития эмбриона, даже если он создан в лабораторных условиях. Подобные ограничения действуют еще в 70 станах, что откладывает клонирование органов человека на неопределённый срок.

Почему нельзя клонировать человека?

С технической точки зрения, создать клон человека не проблема. Но научное сообщество не пойдёт на это из этических соображений, подкреплённых протоколом о запрете клонирования в рамках Европейской конвенции о защите прав человека от 1998 года. В отличие от животных человек обладает разумом, и выращивание клонов из прагматизма противоречит человеческим ценностям. Идеи о клонировании как о попытке обмануть смерть тоже безосновательны. Генетическая идентичность не означает, что клон сохранит характер, привычки, воспоминания, опыт, убеждения и самосознание оригинала. Жизненный опыт невозможно передать через ДНК, а значит, клонированный индивид с его “исходником” будет объединять только внешность, и то в лучшем случае.

Читайте Informburo.kz там, где удобно:

Если вы нашли ошибку в тексте, выделите ее мышью и нажмите Ctrl+Enter

Забытое клонирование: почему о сенсации XX века не слышно в последнее время

Клонированию уже почти 4 миллиарда лет, а к нему до сих пор относятся с опаской. Первыми его освоили бактерии — у них создание клона и поныне остается основным способом размножения; затем — растения, которые с помощью своих частей могли вырастить точную копию самих себя. А вот у животных с клонированием, или, чтобы не путать, с бесполым размножением, сложнее: естественные клоны — это однояйцевые близнецы, получившиеся из одной оплодотворенной яйцеклетки. Размножаться представители животного царства предпочитают половым путем, но ученым всегда интересно попробовать что-то новое — например, создать генетически идентичные копии в пробирке. Так и началась история клонирования, о котором мы знаем из фильмов и новостей.

Первые попытки вырастить клона животного предпринимались уже более 150 лет назад, однако большинство из нас ошибочно полагает, что все началось с появления на свет овечки Долли в 1996 году. Это было не первое клонированное животное — почему же именно о ней так много пишут?

Уникальность Долли в том, что ее получили по абсолютно новой технологии — из соматической, а не половой клетки, да еще и взятой не у эмбриона, а у взрослой особи.

До 1996 года при клонировании использовали две яйцеклетки: в одной ядро убивали ультрафиолетом или химическими агентами и перемещали в нее ядро из другой. Затем предпринимались попытки пересадить соматические ядра из эмбриональных клеток — и они увенчались успехом: родились два ягненка.

В случае же с Долли применялся другой подход: ядро, где хранилась генетическая информация о ее «матери», получили из вымени взрослой особи. Клетки были заморожены, поскольку само животное уже умерло. Путь к рождению овечки-клона был непрост: в эксперименте использовали 277 яйцеклеток, в которые перенесли ядра из клеток вымени, из них развилось 29 эмбрионов. А родилась лишь одна Долли, остальные 28 возможных клонов остановились в развитии. Это был первый успешный опыт по пересадке «взрослого» ядра в яйцеклетку.С тех пор удалось создать клонов и других млекопитающих: свиней, хорьков и даже верблюда.

В Америке появилось несколько лабораторий, специализирующихся на коммерческом клонировании. Они предлагали воссоздать любимого питомца после его неминуемой кончины.

Первым «домашним «клоном стала кошечка по кличке Малютка Никки, полученная от 19-летней Никки, почившей за год до эксперимента. Занялась этим компания Genetic Savings & Clone, оценив свои услуги в $50 000. В 2008 году такую же сумму заплатили за создание пяти клонов не менее любимой собаки. Словом, технология отработана — правда, не до конца.

Мы до сих пор не знаем всех механизмов, управляющих развитием эмбриона. Лишь одна Долли на 277 яйцеклеток — маловато, не так ли? Почему зародыши не развиваются?

Вероятно, кое-какие ответы получили китайские ученые в этом году. Две макаки родились в результате клонирования «в стиле Долли» — после пересадки ядра соматической клетки. Ранее такие попытки проваливались, потому что эмбрион никак не развивался. Что же сделали китайские ученые?

Умы из Поднебесной применили знания из области эпигенетики. Дело в том, что наша жизнь зависит не только от генов, но и от белков, способов укладки ДНК и времени работы, включения и выключения этих генов. «Генетика предполагает, а эпигенетика располагает», выражаясь словами нобелевского лауреата Питера Медавара. Действительно, даже в точности копируя необходимые гены, вы не можете быть уверены, что они заработают так, как нужно. Следует учитывать и дополнительные, эпигенетические факторы.

Так, при клонировании эмбрионов и пересадке соматического ядра исследователи сталкивались с неизбежной проблемой: некоторые гены были уже «запрограммированы» и имели определенную биологическую задачу

К примеру, превратить те или иные клетки в кожу. Ученые нашли способ «обнулить» эти установки: они обработали клетки химическими агентами, которые модифицировали гистоны — белки, отвечающие за укладку ДНК. «Ненужные» гены дезактивировались, «нужные» — стали активными, и из зародышей удалось вырастить двух здоровых макак.

Как и в случае с Долли, попыток было много. Из 127 яйцеклеток получили 109 эмбрионов, 79 из них развились до стадии бластоцисты, когда их можно было пересадить в матку. У доноров прижились только четыре эмбриона, а родились всего две макаки. Конечно, шансы на успех повысились, однако многие биологические механизмы до сих пор неизвестны, из-за чего метод несовершенен.

Тем не менее клонирование активно используется, и даже человека не миновала чаша сия.

Нет-нет, армию клонов еще никто не создал, но в биомедицине применяется терапевтическое клонирование. Как и при создании Долли, можно взять неполовую, соматическую клетку и перенести ее ядро в донорскую яйцеклетку, которая делится и образует бластоцисту — полый шар из эмбриональных клеток. Те из них, что составляют внутренний слой, (так называемые эмбриональные стволовые) обладают огромным потенциалом, именно из них формируется зародыш, а внешние дадут в будущем пуповину и плаценту. Если использовать определенные факторы роста, то можно направить дифференцировку эмбриональных стволовых клеток по нужному пути — например, вырастить искусственную кожу или щитовидную железу.

Терапевтическое клонирование применяют и для лечения людей (но лишь в ряде стран, например в Великобритании или Бельгии), и для исследований. В 2006 году в Австралии была выдана первая в мире лицензия на клонирование человека — разумеется, исключительно в научных целях.

В России все разработки по терапевтическому и репродуктивному клонированию приостановлены: критики метода считают, что разрушение бластоцисты (а без него не получить нужные клетки) сродни уничтожению человеческого эмбриона. Возникает острый этический вопрос, по которому ведутся жаркие и нескончаемые споры: можно ли создавать организм, чтобы разрушить его, даже если это спасет другого человека?

А ведь еще недавно Россия была страной, где разрешалось даже выращивать живых клонов людей.

В мае 2002 года был принят федеральный закон о временном запрете как на репродуктивное (создание полной копии) клонирование человека, так и на терапевтическое (выращивание тканей и органов). Он действовал пять лет, а потом… перестал. Следующие три года клонирование не регулировалось ничем, кроме совести исследователей. Не существовало ни единого закона, ни единой поправки, которые запрещали бы какие-либо манипуляции с эмбрионами и пересадкой ядер. Однако в 2010 году на этот пробел в нашем законодательстве обратили внимание, и Дмитрий Медведев подписывает новый федеральный закон о поправках в старый: теперь клонирование человека в любых целях запрещено, пока не будут приняты нормативные акты, его разрешающие.

Еще в 70 странах действуют похожие запреты — не только из-за несовершенства технологий, но и, разумеется, из-за проблем этического характера.

При переносе ядра в донорскую яйцеклетку, действительно, получается новый организм, правовой статус которого никак не определяется.

При терапевтическом клонировании ученые имеют право выращивать такой эмбрион человека до 14 дней. Этого достаточно, чтобы яйцеклетка образовала бластоцисту. Также именно к 14-му дню появляется первичная полоска — предшественник центральной нервной системы. И тут начинаются разногласия. С точки зрения биологии эмбрион не рассматривается как отдельный организм: он зависит от условий окружающей среды и не способен выжить вне ее. С другой стороны, в этот период становится уместным разговор с позиций морали и этики — ведь из эмбриона может вырасти человек.

А вот с точки зрения религии с момента создания (или зачатия) эмбрион уже наделен разумом. Следовательно, эксперименты над ним или его разрушение для выделения необходимых клеток — это преступление и попрание эмбрионального права на жизнь.

В 2000 году был принят документ «Основы социальной концепции Русской Православной Церкви». В 12-й главе «Проблемы биоэтики» рассматриваются наиболее дискуссионные вопросы, связанные с абортами, контрацепцией, биомедициной и клонированием, и среди прочего в ней говорится: «Замысел клонирования является несомненным вызовом самой природе человека, заложенному в нем образу Божию, неотъемлемой частью которого являются свобода и уникальность личности. Вместе с тем, клонирование изолированных клеток и тканей организма не является посягательством на достоинство личности и в ряде случаев оказывается полезным в биологической и медицинской практике».

Может показаться, что РПЦ разрешает клонирование в терапевтических целях, но это не так.

Разрушение эмбрионов для получения стволовых клеток, которые затем можно применить для выращивания органов и тканей, запрещено и приравнивается к убийству.

Кстати, религиозные деятели активно критикуют и вспомогательные репродуктивные технологии. Наиболее известен среди них протокол ЭКО, о категорическом неприятии которого заявляет РПЦ: считается, что в этом случае нарушается целостность личности человека, а «расчленяя» оставшиеся в ходе такой процедуры эмбрионы, мы тем самым губим уже зародившуюся жизнь.

И все же одной позиции церкви было бы недостаточно для надлежащего контроля биотехнологической отрасли. Поэтому в 2017 году вступил в силу обладающий наибольшей юридической силой и самый полный в России Федеральный закон «О биомедицинских клеточных продуктах», регулирующий не только правовые, но и многие технологические аспекты. Например, в нем говорится о недопустимости разработки клеточных продуктов путем прерывания процесса развития эмбриона — даже созданного в лабораторных условиях. Это своего рода дополнение к предыдущему мораторию, о котором речь шла выше, — терапевтическое клонирование людей теперь окончательно запрещено.

Итак, создавать двойников человека нельзя нигде, да и технологически это пока невозможно, а клонирование для получения идеально подходящих органов запрещено в большинстве стран. Но панические настроения, связанные с возможным появлением армий клонов, все равно усиливаются. Вызваны они и первобытным страхом, что наши двойники будут быстрее, выше и сильнее обычных людей, и боязнью наказания свыше — за создание рукотворного человека.

Одни опасаются, что у клона не будет души, другие — что она все-таки будет. А если все же случится второе, то как такой человек станет себя ощущать?

Очевидно, что до появления первого клона необходимо будет решить множество задач этического и культурного характера, сформировать определенное отношение общества к людям, родившимся («созданным»? «выращенным»?) подобным образом, позаботиться о том, чтобы они были обеспечены правами и возможностями.

Кстати, мнение, что клоны имеют идентичную с донорской внешность, ошибочно: копируется только геном, а за фенотип, то есть внешний вид, отвечает множество других факторов — например, уже упоминавшаяся эпигенетика или окружающая среда.

Так что об одной фобии можно забыть: миллионы одинаковых людей не окружат вас даже при постоянном клонировании всех и каждого.

Читайте также:  Пересолила отбивные что делать

Большее удивление вызывает страх быть клонированным. С точки зрения биологии оставить свою точную копию на Земле — значит фактически добиться бессмертия, не физического, но по крайней мере генного. Однако многие противники клонирования с ужасом представляют, что их генетический материал будет жить, когда сами они уже умрут. Обычно те же самые критики запрещают использовать их органы для пересадки. Но если разобраться, то и этот страх на самом деле пустой. Перед вероятным развитием клонирования будет создана соответствующая правовая база и разработана процедура, предполагающая получение согласия от клонируемого. А значит, нечего беспокоиться: пара подписей — и бессмертным станет кто-то другой.

Но это все в будущем. Пока же ученые имеют возможность только выращивать подходящие органы вместо многолетних поисков донора и разрабатывать способы лечения некоторых заболеваний с использованием клонированных клеток. Кажется, это осознали даже писатели-фантасты, которые перестали любезно снабжать общество новыми поводами для беспокойства. Тем не менее технология будет развиваться. И если сейчас нам кажется настоящим чудом рождение макак, то через десяток лет, возможно, и появление более интересных клонов станет обычным делом.

Клонирование

Можно получить потомство млекопитающих, генетически идентичное живым взрослым особям.

В 1996 году весь мир был взбудоражен новостью об овечке Долли. В результате экспериментов, выполненных под руководством Яна Уилмута, родилась овца, генетически идентичная взрослой овце. В норме (см. Законы Менделя) особь вырастает из одной оплодотворенной яйцеклетки, получив половину генетического материала от одного родителя и вторую половину — от второго. При клонировании же генетический материал берут из клетки одной живущей особи. Делается это так: из одной оплодотворенной клетки (зиготы) удаляют ядро (в котором находится ДНК). Затем извлекают ядро из клетки взрослой особи этого же вида и имплантируют его в лишенную ядра зиготу. Это яйцо имплантируют в матку самки данного вида и дают ему возможность расти, пока не придет время родов.

Сенсационность клонирования, принесшая Яну Уилмуту и Долли мировую известность, заключается в характере изменений клеточной ДНК по мере развития эмбриона . В начале в зиготе «включены» все гены, другими словами, все они могут работать. Однако в определенные сроки клетки становятся специализированными — в них отключаются разные гены, и их эффект больше не проявляется (на языке генетиков это называется «они не могут экспрессироваться»). Например, в каждой клетке вашего организма есть гены, отвечающие за синтез инсулина, но при этом инсулин вырабатывается только определенными участками поджелудочной железы. Во всех остальных клетках вашего тела (например, в клетках кожи, нервных клетках головного мозга) ген инсулина отключен.

Очевидно, что в ДНК, имплантированной в оплодотворенную яйцеклетку, какие-то гены уже отключены; какие именно и в какой последовательности — определяется тем, из какого органа взрослой особи была получена клетка. Оказывается, оплодотворенное яйцо — мы до конца не понимаем, как это происходит — способно вновь установить часы клетки на «0», т. е. вновь включить все гены, благодаря чему становится возможным нормальное развитие эмбриона. В этом суть великого открытия Уилмута.

Не все попытки клонирования оказываются успешными. Одновременно с Долли эксперимент по замене ДНК был проведен на 273 других яйцеклетках, и лишь в одном случае выросло живое взрослое животное. После Долли были клонированы многие виды млекопитающих, назовем лишь некоторых — корова, мышь и свинья. Из яйцеклетки мыши получено несколько поколений клонированных животных — клоны, клоны из клонов, клоны из клонов и т. д.

Серьезнейшие разногласия вызвала возможность применения данной технологии к человеку. С одной стороны, новая технология несет ужасающую угрозу нравственности, поэтому клонирование человека надо запретить. С другой стороны, благодаря этой технологии много бесплодных супружеских пар получают шанс иметь биологически родственных им детей, и значит, по мнению многих, это вполне этично.

Пока споры продолжаются, обратим внимание на один важный аспект. С технической точки зрения, клон, каким является Долли, всего лишь особь, ДНК которой идентична ДНК другой особи. Нам нередко приходится сталкиваться с особями, имеющими идентичную ДНК — мы называем их близнецами. Клон — это просто-напросто близнец, родившийся на несколько лет или десятилетий позже — «асинхронный близнец». Так же как нам никогда не пришло бы в голову ожидать, что один близнец может отдать другому свое сердце для пересадки, перспектива выращивания клонов для заготовки пересаживаемых органов — лишь страшный сон, который никогда не станет явью. Я на собственном опыте убедился, что стоит заменить слово «клон» на «близнец», как дебаты по клонированию человека утрачивают пафос.

Не могу поручиться, но думаю, что ближе к 2010 году клонирование будет считаться не более предосудительным, чем оплодотворение в пробирке или другие современные методы лечения бесплодия. Поскольку клонирование — довольно простая процедура, предусматривающая использование стандартных приемов, я ожидаю в скором времени появления клонированных людей (если только это уже не произошло к тому моменту, когда вы читаете эти строки).

Шотландский эмбриолог, родился в английском городке Хэмптон-Люси. В 1971 году окончил Ноттингемский университет, а в 1974 году получил докторскую степень за разработку методов замораживания свиной спермы. В том же году перешел в Институт Рослина рядом с Эдинбургом, где продолжает заниматься генетической инженерией домашнего скота. Уилмут установил причины внутриутробной смерти овец и свиней, связанные с нарушением развития и физиологией, затем начал исследовать методы улучшения поголовья домашнего скота. В связи с полемикой по поводу клонированных животных Уилмут заметил: «Я не провожу бессонных ночей. Я верю в высокую нравственность нашего вида».

Клонирование человека

Клони́рование (англ. cloning от греч. κλων — ‘веточка, побег, отпрыск’) — в самом общем значении — точное воспроизведение какого-либо объекта N-ое количество раз. Объекты, полученные в результате клонирования называются клоном. Причём как каждый по отдельности, так и весь ряд. Это не относится к программам. Клоны программ как раз отличаются кодом, но выполняют схожие функции, формально не нарушая авторское право.

Клони́рование челове́ка — этическая и научная проблема конца XX-го — начала XXI-го века, состоящая в технической возможности приступить к формированию и выращиванию принципиально новых человеческих существ, точно воспроизводящих не только внешне, но и на генетическом уровне того или иного индивида, ныне существующего или ранее существовавшего — вместе с полной этической неподготовленностью к этому обществу.

Говоря о клонировании человека, обычно не имеют в виду случай однояйцевых близнецов при обычной беременности, но подразумевают целенаправленное «производство». Хотя однояйцевые близнецы являются клонами друг друга в самом строгом смысле этого слова.

Термины клон, клонирование первоначально использовался в микробиологии и селекции, после — в генетике, в связи с успехами которой и вошли в общее употребление. Надо добавить, что их популяризации в значительной мере способствовали также литература, киноискусство и компьютерные игры.

Технология Править

Пока технология клонирования человека не отработана. И здесь встаёт ряд как теоретических, так и технических вопросов. Однако, уже сегодня есть методы, позволяющие с большой долей уверенности говорить, что в главном вопрос технологии решён. Наиболее успешным из методов клонирования высших животных оказался метод «переноса ядра». Именно он был применён для клонирования овцы Долли в Великобритании, которая, как известно, прожила достаточное число лет (6), чтобы можно было говорить об успехе эксперимента. По мнению учёных, эта техника является лучшей из того, что мы имеем сегодня, чтобы приступить к непосредственной разработке методики клонирования человека. Более ограниченным и проблематичным выглядит метод партеногенеза, в котором индуцируется деление и рост неоплодотворённой яйцеклетки, даже если он будет реализован, то позволит говорить только об успехах в клонировании индивидов женского пола. Так называемая технология «расщепления» эмбриона, хотя и должна давать генетически идентичных между собой индивидов, не может обеспечить их идентичности с «родительским» организмом, и поэтому технологией клонирования в точном смысле слова не является и как возможный вариант не рассматривается.

Разновидности клонирования Править

Репродуктивное клонирование человека Править

Репродуктивное клони́рование человека — предполагает что индивид, родившийся в результате клонирования, получает имя, гражданские права, образование, воспитание, словом — ведёт такую же жизнь, как и все «обычные» люди. Репродуктивное клонирование встречается со множеством этических, религиозных, юридических проблем, которые сегодня ещё не имеют очевидного решения. В большинстве государств все работы по репродуктивному клонированию запрещены на законодательном уровне [источник не указан 3935 дней] .

Терапевтическое клонирование человека Править

Терапевти́ческое клони́рование челове́ка — предполагает, что развитие эмбриона останавливается в течение 14 дней, а сам эмбрион используется как продукт для получения стволовых клеток. Законодатели многих стран [уточнить] опасаются, что легализация терапевтического клонирования приведёт к его переходу в репродуктивное. Однако в некоторых странах (США [1] , Великобритания) терапевтическое клонирование разрешено.

Препятствия клонированию Править

Технологические трудности и ограничения Править

Самым принципиальным ограничением является невозможность повторения сознания, а это значит, что речь не может идти о полной идентичности личностей, как это показывается в некоторых кинофильмах, но только об условной идентичности, мера и граница которой ещё подлежит исследованию, но для опоры за базис берётся идентичность однояйцевых близнецов. Невозможность достичь стопроцентной чистоты опыта обуславливает некоторую неидентичность клонов, по этой причине снижается практическая ценность клонирования.

Социально-этический аспект Править

Опасения вызывают такие моменты, как большой процент неудач при клонировании и связанные с этим возможности появления людей-уродов . А также вопросы отцовства, материнства, наследования, брака и многие другие.

Механизм появления монозиготных близнецов в природе принципиально сходен с механизмом клонирования, с этой точки зрения большая часть соответствующих этических проблем снимается.

Этико-религиозный аспект Править

С точки зрения некоторых религий [уточнить] клонирование человека является или проблематичным актом или актом, выходящим за рамки вероучения и требующим у богословов чёткого обоснования той или иной позиции церковных иерархов.

Некоторые религиозные течения (раэлиты) активно поддерживают разработки по клонированию человека.

Что касается клонирования, то, как научный эксперимент, оно имеет смысл, если принесет пользу конкретному человеку, но если применять его сплошь и рядом, в этом нет ничего хорошего

Отношение в обществе Править

Большинство аналитиков сходится в том, что клонирование в той или иной форме уже стало частью нашей жизни. Но прогнозы касательно клонирования человека высказываются достаточно осторожно.

Ряд общественных организаций (Российское трансгуманистическое движение, WTA) выступает за снятие ограничений на терапевтическое клонирование.

Биологическая безопасность Править

Обсуждаются вопросы биологической безопасности клонирования человека. Такие как: долгосрочная непредсказуемость генетических изменений, опасность утечки технологий клонирования в криминальные или/и международные террористические структуры.

Законодательство о клонировании человека Править

В некоторых государствах использование данных технологий применительно к человеку официально запрещено — Франция, Германия, Япония. Эти запреты, однако, не означают намерения законодателей названных государств воздерживаться от применения клонирования человека в будущем, после детального изучения молекулярных механизмов взаимодействия цитоплазмы ооцита-реципиента и ядра соматической клетки-донора, а также совершенствования самой техники клонирования.

1996—2001 Править

Единственный международный акт, устанавливающий запрет клонирования человека, — Дополнительный Протокол [3] к Конвенции о защите прав человека и человеческого достоинства в связи с применением биологии и медицины, касающийся запрещения клонирования человеческих существ, который подписали 12 января 1998 г. 24 страны из 43 стран-членов Совета Европы (сама Конвенция принята Комитетом министров Совета Европы 19 ноября 1996 г.). 1 марта 2001 г. после ратификации 5 странами этот Протокол вступил в силу.

2005 Править

19 февраля 2005 г. Организация Объединённых Наций призвала страны-члены ООН принять законодательные акты, запрещающие все формы клонирования, так как они «противоречат достоинству человека» и выступают против «защиты человеческой жизни». Декларация ООН о клонировании человека [4] , принятая резолюцией 59/280 Генеральной Ассамблеи от 8 марта 2005 г., содержит призыв к государствам-членам запретить все формы клонирования людей в такой мере, в какой они несовместимы с человеческим достоинством и защитой человеческой жизни.

В ходе дискуссии на уровне ООН рассматривалось несколько вариантов декларации: Бельгия, Британия, Япония, Южная Корея, Россия и ряд других стран предлагали оставить вопрос о терапевтическом клонировании на усмотрение самих государств; Коста-Рика, США, Испания и ряд других выступили за полный запрет всех форм клонирования [5] .

Уголовная ответственность Править

В настоящее время в мире активно развернулся процесс криминализации клонирования человека. В частности, такие составы включены в новые уголовные кодексы Испании 1995 г., Сальвадора 1997 г., Колумбии 2000 г., Эстонии 2001 г., Мексики (федеральный округ) 2002 г., Молдовы 2002 г., Румынии 2004). В Словении соответствующая поправка в УК внесена в 2002 г., в Словакии — в 2003 г.

Во Франции дополнения в Уголовный кодекс, предусматривающие ответственность за клонирование, были внесены в соответствии с Законом о биоэтике от 6 августа 2004 г.

В некоторых странах (Бразилия, Германия, Великобритания, Япония) уголовная ответственность за клонирование установлена специальными законами. Так, например, Федеральный закон ФРГ о защите эмбрионов 1990 г. называет преступлением создание эмбриона, генетически идентичного другому эмбриону, происходящему от живого или мертвого лица.

В Великобритании соответствующие уголовные нормы содержит Закон о репродуктивном клонировании человека 2001 г. (Human Reproductive Cloning Act 2001), который предусматривает санкцию в виде 10 лет лишения свободы. При этом терапевтическое клонирование человека разрешено.

В США запрет на клонирование впервые был введен еще в 1980 г. В 2003 г. Палата представителей Конгресса США приняла закон (Human Cloning Prohibition Act of 2003), по которому клонирование, нацеленное как на размножение, так и на медицинские исследования и лечение, рассматривается как преступление с возможным 10-летним тюремным заключением и штрафом в 1 млн долларов. В январе 2009 года запрет на терапевтическое клонирование был снят [1] .

В Японии парламентом 29 ноября 2000 г. был принят «Закон, регулирующий применение технологии клонирования человека и других сходных технологий», содержащий уголовные санкции.

Клонирование человека в России Править

Хотя Россия и не участвует в вышеуказанных Конвенции и Протоколе, она не осталась в стороне от мировых тенденций, ответив на вызов времени принятием Федерального закона «О временном запрете на клонирование человека» от 20 мая 2002 г. N 54-ФЗ.

Читайте также:  Известковое молоко применение

Как указано в его преамбуле, закон вводит временный (сроком на пять лет) запрет на клонирование человека, исходя из принципов уважения человека, признания ценности личности, необходимости защиты прав и свобод человека и учитывая недостаточно изученные биологические и социальные последствия клонирования человека. С учетом перспективы использования имеющихся и разрабатываемых технологий клонирования организмов предусматривается возможность продления запрета на клонирование человека или его отмены по мере накопления научных знаний в данной области, определения моральных, социальных и этических норм при использовании технологий клонирования человека.

Под клонированием человека в Законе понимается «создание человека, генетически идентичного другому живому или умершему человеку, путем переноса в лишенную ядра женскую половую клетку ядра соматической клетки человека», то есть речь идет только о репродуктивном, а не терапевтическом клонировании.

Согласно ст. 4 Закона, лица, виновные в его нарушении, несут ответственность в соответствии с законодательством Российской Федерации.

Клонирование человека в Австралии Править

В декабре 2006 года в Австралии был снят запрет на клонирование человеческого эмбриона. Но использование эмбрионов, не пригодившихся при экстракорпоральном оплодотворении, а также создание и использование других эмбрионов в исследованиях, запрещено законодательством Австралии. Под запретом находится и клонирование человека в репродуктивных целях.

В сентябре 2008 года правительство Австралии выдало лицензию, разрешающую ученым создавать клонированные эмбрионы человека для получения эмбриональных стволовых клеток. [6]

Идентичность клонов Править

Вопреки распространённому заблуждению, клон не обязательно является полной копией оригинала, так как при клонировании копируется только генотип, а фенотип не копируется. Так, например, если взять шесть разных клонов и выращивать в разных условиях:

  • клон при недостаточном питании вырастет низкорослым и тощим;
  • клон, которого постоянно перекармливали и ограничивали в физических нагрузках, будет страдать ожирением;
  • клон, которого кормили калорийной пищей, бедной витаминами и минералами, необходимыми для роста, вырастет невысоким и упитанным;
  • клон, которому обеспечили нормальное питание и серьёзные физические нагрузки, будет высоким и мускулистым;
  • клон, которому пришлось в период роста таскать излишние тяжести, при недостаточном питании будет низким и мускулистым;
  • клон, которому в период эмбрионального развития вводили тератогенные вещества, будет иметь врождённые отклонения в развитии.

Более того, даже при развитии в одинаковых условиях клонированные организмы не будут полностью идентичными, так как существуют случайные отклонения в развитии. Это доказывает пример естественных клонов человека – монозиготных близнецов, которые обычно развиваются в весьма сходных условиях. Родители и друзья могут различать их по расположению родинок, небольшим различиям в чертах лица, голосу и другим признакам. Они не имеют идентичного ветвления кровеносных сосудов, также далеко не полностью идентичны их папиллярные линии. Хотя конкордантность многих признаков (в том числе связанных с интеллектом и чертами характера) у монозиготных близнецов обычно гораздо выше, чем у дизиготных, она далеко не всегда стопроцентная.

Что такое клонирование растений и зачем это нужно?

Добавление статьи в новую подборку

Услышав слова “клон” и “клонирование”, многие вспоминают овечку Долли и опыты в недрах таинственных лабораторий, откуда выходят на свет созданные словно под копирку существа. На самом деле, клоны растений окружают нас повсюду и бояться их нет причин!

Действительно ли клоны устрашающи и неестественны для природы? Таким вопросом порой задаются и клиенты нашей компании, уже привыкшие покупать растения, полученные “из пробирки”, то есть методом клонального микроразмножения. Давайте попробуем разобраться в том, что такое клон, клонирование и какое отношение эти термины имеют к нашим садам и огородам.

Клон: история понятия

Впервые термин “клон” предложил использовать известный английский биолог Джон Холдейн (1963 г). Клон (в переводе с греч. – “веточка”, “побег” и “отпрыск”) – это один или несколько новых организмов, возникших из части или целого органа материнского организма.

Чаще всего человек сталкивается с клонированием в мире растений. Ветка смородины, давшая корни в стакане с водой – один из примеров: куст смородины – материнский организм, а веточка, отделенная от него и пустившая корни – это новый, молодой организм, или клон. То есть, когда вы укореняете черенок хризантемы или листок фиалки, вы занимаетесь самым настоящим клонированием!

Размер части материнского растения значения не имеет, это может быть половина куста пиона или всего одна клетка организма. Чтобы клонировать растение, главное, поместить его часть в условия, в которых она смогла бы вырасти в целый организм. При этом новое растение будет обладать теми же свойствами и признаками, что и материнское.

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

Водные растения – рекордсмены клонирования

Представители одного из семейств водных растений – водокрасовые (Hydrohariaceae) – считаются настоящими мастерами клонирования. Это семейство хорошо знакомо аквариумистам и любителям садовых водоемов. Водокрасовые в совершенстве освоили тот же способ размножения-клонирования, который практикует земляника.

Самый известный представитель водокрасовых – стрелолист обыкновенный (Sagittaria sagittifolia), житель умеренных рек и озер. Образуя горизонтальные побеги (усы), он быстро распространяется по дну водоема. Стрелолист формирует не только усы, но и клубни, несущие запас питательных веществ для потомков-клонов.

Слева – цветущее растение стрелолиста. Справа – ус стрелолиста с молодым растением-клоном (в круге)

Типичный представитель этого семейства – водокрас (Hydroharis) – также образует усы. Именно он покрывает прибрежные отмели мелкими листьями, напоминающими листья крошечных кувшинок. Эта кроха способна за лето затянуть поверхность небольшого пруда, распространяясь при помощи усов, которые случайно переносят на лапках водоплавающие птицы, помогая растению размножаться.

В семействе водокрасовых есть растение, которое благодаря непревзойденной способности к клонированию смогло завоевать целый континент. Это элодея канадская (Elodea canadensis), или как ее еще называют “водяная чума”. В начале XIX века это растение, цепляясь за нижние части кораблей, “сбежало” из Северной Америки, пересекло Атлантический океан и попало в пресные водоемы Европы.

При помощи вегетативного размножения (клонирования) оно распространилось по всей Европе и уже является обычным растением в водоемах Сибири. Это яркий пример глобального природного эксперимента по клонированию.

Говоря о клонах и клонировании, невозможно обойти вниманием самый впечатляющий рекорд, установленный в царстве растений. Роща тополя осинообразного (Populus tremuloides) – знаменитый клон и единый живой организм.

Анализ генома растений этой рощи показал, что все ее деревья имеют один и тот же генотип и являются вегетативными потомками одного растения. Площадь, занимаемая клоном, составляет 43 га, возраст рощи – 80 000 лет. Этому клону даже присвоено имя – Пандо (в переводе с лат. – “распространяющийся всюду”).

Клонирование в мире животных

Не менее удивительно, что клонирование освоили и животные. Из школьного курса биологии многие помнят маленькое хищное животное – гидру (Hydra). Для нее клонирование вполне естественно: на боковой поверхности тела-стебелька образуется нарост в виде веточки, на конце которого впоследствии прорезается рот и вырастают щупальца. Через несколько дней молодая гидра отделяется от тела родительской и начинает самостоятельную жизнь.

Гидра обыкновенная с молодой гидрой-почкой – пример природного клонирования в мире животных

Клонирование освоили даже хордовые животные (хорда – предшественник позвоночника), то есть дальние родственники человека.

Таким способом могут размножаться асцидии (Ascidiacea). В возрасте личинки они похожи на маленькую рыбку-головастика. Через некоторое время личинка прикрепляется головной частью к камню и претерпевает изменения, в ходе которых на ее теле формируются новые особи – клоны родительского организма.

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.

Питательная среда для клонирования

Искусственная питательная среда – единственный компонент технологии размножения in vitro, привнесенный человеком. Но чуждых природе веществ в этой среде практически нет. В ее состав входят:

  • сбалансированный комплекс минеральных солей;
  • сахароза (сахар без примесей);
  • витамины (В1, В3, B6, В8, С), необходимые для поддержания роста;
  • гормоны (вещества, регулирующие и направляющие рост в необходимую сторону).

Присутствие в среде гормонов может насторожить любителей экологически чистых продуктов. Но давайте вспомним историю этого метода размножения. Французский ученый Жорж Морель в 1960 г. разработал и предложил технологию массового размножения орхидей в культуре in vitro. А одним из основных компонентов среды, который в то время заменял функцию гормонов, вплоть до 80-х годов был сок кокосовых орехов.

В соке кокоса содержатся те же гормоны, которые сейчас отдельно добавляют в питательную среду, а значит, вещества, которые могут показаться нежелательными “искусственными” компонентами, оказались чуть ли не одними из самых естественных.

Технология, предложенная Ж. Морелем, позволяет быстро и эффективно размножать практически любые растения. Ей дали название – клональное микроразмножение. Большинство рододендронов и орхидей, продающихся сегодня в цветочных магазинах, были произведены при помощи именно этого метода. Особенно замечательно то, что эта удивительная технология позволяет размножать в требуемом количестве растения, которые обычно способны давать отростки всего лишь раз в год.

Еще одна уникальная особенность технологии в том, что размножение растений проводится в изолированных условиях, которые позволяют сохранить клоны свободными от грибковых, бактериальных и вирусных болезней. Отсутствие заболеваний – залог полноценного раскрытия потенциала растения.

Надеемся, что теперь слово клон стало более понятным и не таким пугающим, а клонирование и технология клонального микроразмножения подтолкнет вас к увлечению этими интересными процессами.

Сейчас эта технология стала как никогда близка и доступна: с ее помощью получают высококачественный посадочный материал самых разных культур. Мы, сотрудники компании ООО НПП “МИКРОКЛОН”, благодарим вас за внимание и будем рады познакомить ближе с миром клонального микроразмножения.

Ссылка на основную публикацию