Мейоз и его генетическая сущность

Другой причиной для клонирования может служить то, что существуют популяции животных, которые стоят на грани вымирания. В 2001 году именно по этой причине ученые произвели первого клона, подвергнутого опасности вымирания - азиатского вола.

Печально, но этот детеныш, который развивался в матке у своей мамы-заместителя погиб всего лишь через три дня после своего рождения. Этот опыт был перенят и уже через два года, в 2003 году, ученые создают клон особи вола, так же стоящего на грани исчезновения. Вскоре 3 африканских диких кошки были клонированы из замороженных эмбрионов, которые были использованы в качестве ДНК. Несмотря на то, что некоторые эксперты считают, что клонирование спасает особи, стоящие на гране вымирания; некоторые ученые считают, что клонирование несет негативный характер, так как все особи имею генетически идентичный набор хромосом, что в целом играет отрицательную роль, так как для выживания разновидности необходимы разные варианты ДНК.

Репродуктивное клонирование - очень неэффективная техника и большинство клонированных животных эмбрионов, не могут развиваться в здоровых особях. Например, Долли была единственным клоном, который был рожден живым из общего количества 277 клонированных эмбрионов. Эта очень низкая эффективность, объединенная беспокойствами по поводу безопасности, представляет серьезное препятствие для применения репродуктивного клонирования. Исследователи выявили некоторые проблемы со здоровьем у овцы и других млекопитающих, которые были клонированы. Это увеличение размера плода при рождении и разнообразные дефекты в жизненных органах, типа печени, мозга и сердца. Другими последствиями являются преждевременное старение и проблемы с иммунной системой.

Другая потенциальная проблема заключается в возрасте хромосомы клонируемой клетки. Все клетки проходят их нормальные стадии деления. Кончик хромосомы, который называется теломером, с каждым делением укорачивается. Через какое-то время теломер становится настолько маленьким, что клетка не может больше делиться, и в конечном итоге погибает. Это обычный процесс старения, который присущ всем типам клеток. Следовательно, клоны, созданные от клетки, принятой от взрослой особи, могут иметь хромосомы, которые уже короче, чем нормальная, и это может повлиять на быстрое старение клонированной особи. И действительно, Долли, которая была клонирована от клетки шестилетней овцы, имела хромосомы, теломеры которого были короче, чем у овец ее возраста. Долли умерла в возрасте 6 лет, приблизительно половина продолжительности жизни овцы, которая составляет 12 лет. 

Эксперименты по клонированию человека продолжаются уже много лет. В 1993 году ученый из Южной Кореи (университет Кьюнджи) создал клон человека, вырастил его до 4 клеток и уничтожил. Понять, удался ли эксперимент, можно только, когда зародыш состоит из 8-16 клонов, потому всемирного признания не последовало.

За последние годы прозвучало немало заявлений о клонировании человека. Но ни разу не было представлено убедительных доказательств. И не только убедительных, а вообще никаких. Несмотря на все эти заявления, клонирование людей до сих пор остается беллетристикой.

Из-за технических трудностей, клонирование людей и других приматов тяжелее доказать, чем клонирование других млекопитающих. Причина заключается в том, что ядро клонированных клеток пропускает две ключевых основы образования белков на веретене, которое является ключевой структурой в разделении ячейки. В яйцеклетках женских приматов, эти два веретена белка расположены очень близко к хромосомам. Следовательно, удаление ядра клетки, для того чтобы создать место для ядра соматической клетки донора также удаляет веретено белка яйца, который сталкивается с разделением клетки. Ученые полагают, что это может быть единственной причиной того, что для клонирования приматов не годятся соматические клетки. И, напротив, у таких животных как кроликов, мышей, кошек, два веретена белка распространены повсюду яйца и таким образом удаление ядра клетки не заканчивается потерей белков.

Я.Вильмут считает, что технически клонирование человека осуществить возможно, хотя и абсолютно недопустимо, так как в этом случае возникают моральные, этические и юридические проблемы, связанные с манипуляциями над эмбрионами человека. Его французский коллега Ж.-Ф.Маттеи настаивает на том, «чтобы ООН выработала специальные международные обязательные нормы по биоэтике, учитывающие последние достижения науки, вплоть до внесения дополнений в Декларацию прав человека». С.Фишел, директор Ноттингемского центра вспомогательных репродуктивных технологий, наоборот, полагает, что клонирование может привести к огромным преимуществам для человечества в целом. Эту точку зрения поддерживает известный российский генетик академик В.Струнников, хотя и считает, что проводить эксперименты с человеческим эмбрионом пока рано: сначала нужно создать базу положительных результатов при клонировании приматов.

Реакция церкви на новое научное открытие была однозначно негативной. Точку зрения буддистов выразил Далай-лама XIV: 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

Есть противники и среди юристов, которые не могут дать однозначного ответа, кем же должен стать клонированный человек, как будет выглядеть процедура «узаконивания» его существования.

Возникающие проблемы требуют совместных трудов различных ученых в рамках биоэтики: специалистов-генетиков и медиков, социологов и философов, богословов и юристов. Одна из основных опасностей — возникновение новой эры, где человек будет предметом искусственного манипулирования, а генетическая информация станет предметом торга в условиях рыночной экономики. Из-за дороговизны технологии финансовая верхушка общества сумеет получить дополнительные преимущества, что может привести к генетическому улучшению отдельных слоев общества. Биолог Принстонского университета Л.Сильвер отметила, что в такой ситуации элита может стать практически отдельным «супервидом».

Необходимо тщательное правовое регулирование проблемы генетической евгеники.

Как относиться к клону с дефектом? Как к «генетическому браку»? Подобный подход может в корне изменить представление о человечестве в целом, личности и свободе индивида. Граница между человеком и вещью может быть стерта... Также чрезвычайно тонким является различие между отношением к человеку как «объекту исследования» и «объекту использования».

Еще одна существенная проблема связана с тем, что клонированные особи живут недолго, так как исходные клетки, использованные для клонирования, уже имеют «память», соответствующую количеству лет организма. Клон, по сути, — особь, отсроченная во времени и уже имеющая возраст организма-донора при рождении. Разве справедливо отнимать часть жизни у полноценной особи? Или клон — это лишь биоробот с заданными свойствами, который никак не может быть признан обществом?  

Понятно, что необходимо создание правовой базы, посвященной технологиям генетической инженерии. Если говорить о существующих юридических законах, то позиция ведущих мировых держав вполне однозначна. Еще в 1997 году на саммите в Денвере лидеры «восьмерки» выступили против создания человеческих клонов, такой же позиции придерживается и Европарламент. Комитет по юриспруденции палаты представителей Конгресса США большинством голосов проголосовал за законопроект, который признал клонирование человека и использование человеческих эмбрионов в медицинских исследованиях - федеральным преступлением.

На данный момент единственной страной, разрешившей клонирование человеческого эмбриона в исключительно научно-исследовательских целях, является Великобритания. Соответствующий закон был принят в январе 2001 года палатой лордов британского парламента.

Но остаются опасения, что легализация терапевтического клонирования плавно перейдет в репродуктивное. На национальном же уровне даже в странах Европейского Союза и терапевтическое, и репродуктивное клонирование запрещено.

Россия не осталась в стороне от мировых тенденций и приняла Федеральный закон «О временном запрете на клонирование человека» от 20 мая 2002 г. N 54-ФЗ. Срок действия закона истёк в 2007, но в 2009 принято решение продлить его на 5 лет. 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.

На сегодняшний день, можно сказать, что запрет на клонирование в той или иной степени существует во всех европейских государствах.

Трудности клонирования

Несмотря на массовый ажиотаж по поводу достижений в области клонирования и многочисленные спекуляции в прессе и на телевидении в недавнем прошлом, принимая во внимание последние открытия в этой области, возникает больше вопросов, чем ответов на них; в настоящее время сама возможность получения стабильных клонов ставится под сомнение. Эпигенетическая модификация генома обеспечивает активацию определенных генов в разные периоды развития и включает метилирование ДНК, специфическое соединение гистонов в нуклеосомы и ремоделирование других хроматинассоциированных протеинов. Оба родительских генома формируются в течение гаметогенеза таким образом, чтобы соответствовать цитоплазматическому составу яйцеклетки и направлять развитие всего организма.

Чтобы успешно реализовать генетическую информацию, ядро соматической клетки после трансплантации должно быстро репрограммироваться для экспрессии генов, включаемых на ранних этапах развития. В 80-х годах Д. Солтер и другие исследователи установили, что отцовский и материнский геномы функционально неидентичны и оба необходимы для нормального развития. Такое явление называется геномным импринтингом; оно заключается в том, что из двух аллелей одного гена в гомологичных хромосомах после оплодотворения может быть функционально активным только отцовский или только материнский. Нормальное развитие требует правильной экспрессии импринтированных генов. У клонированных животных из-за неполного репрограммирования ядра соматической клетки и нарушения экспрессии импринтированных генов возникает эпигенетическая нестабильность генома. Несоответствующий данному гену уровень метилирования изменяет его активность и может приводить к его полной инактивации или наоборот - к его активированию. Большинство процессов в организме находятся под двойным, тройным и т. д. контролем со стороны генетического аппарата клетки, благодаря этому в результате трансплантации ядер относительно часто рождается и вырастает полноценный молодняк. Исследователям не удалось идентифицировать гены, нарушение регуляции которых приводило бы к часто встречающейся

патологии плаценты и аномальному весу у клонированных мышей. Возможно, что это результат кумулятивного воздействия многих неправильно экспрессирующихся генов. Выдвигается гипотеза, что развитие млекопитающих скорее толерантно к эпигенетической нестабильности и летальный эффект проявляется только при потерях нормальной регуляции во множественных локусах. Внешне здоровые клонированные животные могут иметь различные физиологические нарушения, которые трудно обнаружить.

До сих пор неизвестно, почему не удается размножить последовательным клонированием мышей далее 6-го поколения. Это может быть связано с накоплением в поколениях мутаций в соматических клетках или с укорочением в каждом раунде репликации концевых участков хромосом – теломер. Процесс репликации ДНК (т. е. удвоения ДНК) при делении клеток происходит таким образом, что теломеры в течение жизни человека или животного укорачиваются. Существует фермент теломераза, который достраивает концевые участки хромосом, однако высокой теломеразной активностью обладают только тотипотентные клетки на ранних стадиях эмбрионального развития в период повышенного количества митозов и герминальные, которые дают начало гаметам.

Теломераза усиленно синтезируется также в опухолевых клетках, характеризующихся способностью к неограниченному делению. С укорочением концевых участков хромосом связывают в настоящее время процессы старения организма человека: когда теломеры достигают определенной длины, дальнейшее деление клеток становится невозможным, и ткани утрачивают свою регенерационную и функциональную активность. Так как при трансплантации ядер донором служат соматические клетки, не экспрессирующие теломеразу, для установления генетического возраста клонального животного определяется статус теломер в его клетках. Именно таким образом было показано, что первая клонированная из соматических клеток овца Долли генетически старше своих ровесников. Укорочение теломер у клонов в дальнейшем не подтвердилось в опытах на крупном рогатом скоте. Как оказалось, теломеразная активность заново возникает в клонированных эмбрионах и происходит восстановление концов хромосом до нормальной длины. Клонирование млекопитающих – это одна из захватывающих проблем современной биологии, однако попытки создания клонов нельзя назвать успешными - большая часть реконструированных зародышей не развивается далее ранних эмбриональных стадий, из родившихся около половины не достигают взрослого состояния, и нет уверенности в том, что взрослые клоны - абсолютно здоровые животные. Изучение фундаментальных основ генной экспрессии и генетического контроля развития поможет объяснить причины затруднений, с которыми сталкивается новое направление. Технология клонирования уже внесла огромный вклад в наше понимание ранних процессов развития, взаимодействия родительских геномов, репрограммирования ядер и геномного импринтинга. Было бы близорукостью отвергнуть метод трансплантации ядер, пока мы в точности не узнаем все возможные