Будут ли по земле вновь ходить динозавры и мамонты? «Моя Планета» изучила историю клонирования
Кошки и мышки, ящерицы и лягушки, обезьяны и даже мамонты — кого только не пытались воспроизвести ученые за более чем столетнюю историю экспериментов. Героем 2019 года стал клонированный котенок Чеснок, оказавшийся совсем непохожим на оригинал.
Истории этого и других удивительных клонов — в материале «Моей Планеты».КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Джон Холдейн за работой
Термин «клон» впервые употребил британский биолог Джон Холдейн еще в середине XX века. Сначала так называли группу растений, полученных в результате вегетации, а позже определение стали применять и к каждому отдельному экземпляру. Сейчас клонами считаются любые организмы, генетически идентичные прототипу.
Их получают двумя способами: разделением эмбриональных клеток на ранних стадиях развития и методом переноса ядра. В последнем случае из яйцеклетки удаляют ядро, заменяя его ядром соматической (неполовой) клетки того организма, который хотят клонировать. Развившийся эмбрион подсаживают в матку самки, и, если все идет по плану, на свет появляется клон. При клонировании домашних питомцев лишь 5% таких попыток заканчиваются удачно, в случае с дикими животными этот показатель еще ниже — всего 1%. Проблемы возникают и на стадии «запуска» ядра, и при внутриутробном развитии, и сразу после рождения.
АМЕБЫ И КАРТОШКА: КЛОНЫ В ПРИРОДЕ
Амеба под микроскопом в процессе деления
То, к чему человечество идет трудным путем проб и ошибок, давно придумано природой: копии с идентичным набором генов возникают при бесполом размножении растений и животных. Клоны процветают в садах и огородах: именно они развиваются из побегов земляники или картофельных клубней. У многих грибов, мхов, дрожжей, некоторых губок и червей «дубли» образуются из почек — выростов на теле исходного организма. А самый простой пример естественного клонирования — деление амебы. Генетические копии возникают и при партеногенезе — одном из видов полового размножения у животных с двойным набором хромосом. В этом случае самки-клоны появляются из яйцеклеток без оплодотворения: например, у степной дыбки — крупного кузнечика.
Уже в XXI веке биологи обнаружили, что клонировать себя могут личинки морских ежей: при приближении крупных хищников у них либо вырастает почка, из которой появляется полноценный эмбрион, либо они просто делятся надвое. Две более мелкие особи меньше заметны для хищных рыб, а у продублированного генетического материала больше шансов на воспроизведение.
МОРСКИЕ ЕЖИ: ЖИЗНЬ В ЛАБОРАТОРИИ
Морской еж
Именно морские ежи стали участниками первых успешных экспериментов по клонированию. В 1885 году немецкий биолог Ханс Дриш начал изучать способы репродукции на примере этих иглокожих и других животных с крупными яйцеклетками. Он выяснил, что изолированные клетки эмбрионов морского ежа могут развиться в небольшие личинки. А в 1902 году ученый вырастил двух полноценных особей, разделив один эмбрион пополам на первых стадиях роста. Годом раньше его соотечественник Ханс Шпеман проделал то же самое с саламандрой: он разделил двухклеточный зародыш и получил из каждой половинки новый организм. В результате науке стало известно, что необходимый объем информации для дальнейшего развития есть в каждой клетке эмбриона.
ОВЕЧКА ДОЛЛИ: НА ПИКЕ СЛАВЫ
Британский профессор и эмбриолог сэр Иэн Уилмут из Эдинбурга прославился в 1997 году, когда он представил первого млекопитающего, которое было клонировано из взрослой клетки. Этим млекопитающим стала овца Долли
Долли и ее ягнята
Так же как Белка и Стрелка не были первопроходцами в космосе, Долли не была ни первым клоном, ни даже первым клонированным млекопитающим — ей предшествовали удачные копии лягушек и мышей, коров и овец. Но вся слава досталась именно этой овечке не случайно: в 1996 году ядро для переноса впервые взяли из замороженной клетки молочной железы взрослого животного, и опыт увенчался успехом. До этого при клонировании в яйцеклетку перемещали ядро, взятое либо из другой яйцеклетки, либо у эмбриона. В эксперименте с Долли из 277 яйцеклеток развилось лишь 29 зародышей, а родилась только одна овца. Она прожила всего шесть с половиной лет, но родила шестерых здоровых ягнят. В 2003-м Долли пришлось усыпить: животное страдало от заболевания легких и артрита.
COPYCAT: ВТОРАЯ ЖИЗНЬ ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ
Кот-оригинал (слева) и котенок-копия по имени Чеснок (справа)
Котенок Чеснок
Успешно клонированная африканская борзая по кличке Снаппи
Си-Си (CopyCat): котенок и взрослая кошка
После Долли клонирование вышло за рамки экспериментальных лабораторий, а в некоторых странах его поставили на поток, превратив в прибыльный бизнес. В 2001 году в Техасском университете агрокультуры и машиностроения впервые клонировали кошку. Ее назвали CopyCat, или просто Си-Си. Через четыре года южнокорейские ученые создали первую в мире копию собаки — ею стала африканская борзая Снаппи.
В Южной Корее клоны служат на таможне: это лабрадоры-ретриверы с самым тонким нюхом
Сегодня ряд компаний, клонирующих домашних животных, предлагает услуги людям, потерявшим своих любимцев. Выложить кругленькую сумму готовы как знаменитости, так и рядовые граждане. Барбра Стрейзанд заплатила $50 000 за клона своей собаки, а житель Пекина Хуанг Ю расстался с $35 000, чтобы «вернуть» кота Чеснока. Последний сначала похоронил котика, но затем обратился в компанию Sinogene, чтобы получить его копию. Для этого понадобилось 40 зародышей и четыре кошки, которым подсадили эмбрионы. Удачно закончилась лишь одна беременность: котенок родился в июле 2019 года и стал первым домашним котом, клонированным в Китае. Правда, несмотря на подтвержденную генетическую идентичность, дубликат отличается от прототипа: у маленького Чеснока более светлая шерсть, другой цвет глаз, а главное, нет забавного темного пятнышка на подбородке. Разочарованный Хуанг Ю все же с пониманием отнесся к тому, что возможности науки не безграничны, а Sinogene теперь широко предлагает свои услуги. По словам ее представителя, несколько владельцев кошек уже записались на процедуру.
Другие компании воссоздают домашних животных с уникальными особенностями. В Южной Корее клоны служат на таможне: это лабрадоры-ретриверы с самым тонким нюхом. В ОАЭ массово клонируют быстрых и выносливых верблюдов — чемпионов престижных гонок.
МАМА ДЛЯ МАМОНТЕНКА: РЕДКИЕ И ДРЕВНИЕ
Мамонт, каким он был
Динозавры разных видов
Найденные останки мамонта
У репродуктивного клонирования есть и более глобальные цели — например, спасение редких и исчезающих животных. В 2001 году в США клонировали быка гаура, находящегося под угрозой исчезновения. К сожалению, теленок-клон умер вскоре после рождения. А вот другому вымирающему виду повезло больше: в 2004-м в результате клонирования на свет появился детеныш бантенга — дикого быка, обитающего в Индокитае. Ядра замороженных еще в 1980 году клеток бантенга ввели в яйцеклетки обычных коров, получив 30 эмбрионов. Выносить удалось двоих телят, но здоровым родился только один.
В Великобритании, США, Австралии и Индии разрешено воссоздавать ткани и органы для трансплантации
Современные технологии планируют распространить и на давно вымерших животных. Совсем недавно гарвардские генетики начали дерзкий эксперимент по созданию копии мамонта. Речь не идет о клонировании в чистом виде, ведь ДНК древнего существа планируют вживить в яйцеклетку самого близкого из живых видов — мамой для мамонтенка должна стать слониха. Все началось в 2013 году, когда в Арктике обнаружили останки мамонта, погибшего 43 000 лет назад. Они хорошо сохранились в вечной мерзлоте: ткани были мягкими, из них даже текла кровь. Опыты по пересадке генов мамонта в геном клетки африканского слона прошли успешно и стали первым шагом на пути к возрождению исчезнувших гигантов. А вот воссоздать динозавров не получится: они вымерли слишком давно, и ДНК в их костной ткани не сохранилась.
ИСКУССТВЕННАЯ КОЖА: ОРГАНЫ В ПРОБИРКЕ
Сердце, выращенное из стволовых клеток
После того как в 2018 году китайские ученые успешно клонировали двух макак-крабоедов, стало ясно: появление людей-клонов — дело недалекого будущего. Но сегодня клонирование человеческого организма и биоматериалов запрещено почти во всем мире — по этическим соображениям и из-за несовершенства технологий. Пока лишь в Великобритании, США, Австралии и Индии разрешено воссоздавать ткани и органы для трансплантации. Для этого используют эмбриональные стволовые клетки, которые могут превращаться практически в любые типы клеток. Терапевтическое клонирование отчасти похоже на репродуктивное, но процесс развития эмбрионов прерывается через 14 дней. Затем из эмбриональных стволовых клеток в лабораторных условиях выращивают материал для замены пораженных тканей, который не отторгается иммунной системой при пересадке. Например, в Великобритании так создают искусственную кожу, а в США — мочевые пузыри. В будущем стволовые клетки и их аналоги планируют использовать при лечении слепоты, осложнений после инсультов, болезней Паркинсона и Альцгеймера. Похоже, за клонированием будущее. Хотя многим это и не нравится.
Свежие комментарии