Репродуктивное клонирование, при котором вы создаете точную генетическую копию организма, это не фотокопирование страниц в книге. Процесс клонирования не просто выплевывает реплики до тошноты. Тем не менее, эта концепция, кажется, пронизывает общественное восприятие технологии, подпитывая страх перед армиями клонов и стадами клонированных сверхживотных в будущем.
В настоящее время успешно клонировано 15 задокументированных видов: кошка, собака, лошадь, мул, овца, гуар, бык, мышь, коза, свинья, лошадь, корова, олень, бантенг и кролик. Каждый раз, когда ученые успешно клонируют новый вид животных, люди часто отшатываются, рассматривая это как еще один шаг к клонированию человека. Но опасения по поводу производства клонированных людей, таких как закуски из торгового автомата, в значительной степени необоснованны, поскольку, во-первых, многие страны запрещают или строго регулируют исследования репродуктивного клонирования человека. На самом деле Организация Объединенных Наций пыталась ввести глобальный запрет на клонирование человека в целях воспроизводства в 2005 году. Во-вторых, клонирование часто является утомительным процессом с вероятностью успеха менее 5 процентов. Помните овечку Долли? Этот революционный клон животного предпринял 277 неудачных попыток.
Сторонники клонирования утверждают, что эта наука предлагает бесценные знания о том, как работает человеческий организм, и о потенциале извлечения стволовых клеток из клонированных эмбрионов. Тем не менее, спустя более десяти лет после клонирования Долли шансы на успех почти не улучшились. Этот метод репродуктивного клонирования практически не изменился, и многие ученые признали, что клонирование в репродуктивных целях редко является практическим предприятием.
Кроме того, репродуктивные модели животных могут усугубить проблемы технологии клонирования. Показательный пример: трудно поддающиеся клонированию животные, такие как собаки. Кто знал, что лучший друг человека окажется одним из самых трудных для клонирования млекопитающих? Первая клонированная собака, афганская борзая по кличке Снаппи, взяла 1095 неудачных эмбрионов, чтобы получить победителя. Исследователи проекта Snuppy в Сеульском национальном университете использовали 123 суррогатных собаки, прежде чем в 2005 году одна из них смогла выносить клонированный эмбрион щенка.
Ученые годами пытались клонировать кур и обезьян, но без особого успеха. Эти препятствия на пути клонирования подчеркивают тот факт, что клонирование не является универсальным методом бесполого размножения. Точно так же, как ваши очки могут не улучшить зрение друга, ученым пришлось внести коррективы в процедуры клонирования, чтобы учесть генетические нюансы разных видов.
Репродуктивное клонирование - это непросто
Прежде чем мы перейдем к тому, почему собаки оказались одними из самых трудных для клонирования млекопитающих, давайте рассмотрим основы репродуктивного клонирования. Наиболее распространенный тип репродуктивного клонирования называетсяперенос ядра соматической клетки(SCNT). Допустим, мы планируем клонировать самца золотистого ретривера по имени Арчи. С SCNT вы начинаете с извлечения яйца самки золотистого ретривера. Вы удаляете ядро из этого яйца, которое содержит ДНК. Затем вы берете клетку у Арчи и также удаляете ядро этой клетки. Вы вводите ядро из клетки Арчи в донорскую яйцеклетку. Затем подайте электричество на ядро и яйцеклетку, чтобы соединить их вместе, имитируя союз сперматозоида и яйцеклетки при естественном размножении. Электричество также стимулирует деление клеток, формируя эмбрион. Наконец, вы имплантируете этот эмбрион в матку самки собаки, тем самым оплодотворяя ее. Когда суррогатная собака рожает, у вас появляется очаровательный щенок-клон Арчи.
Но создать клон Арчи не так просто, как кажется. Во-первых, получить яйцеклетку от самки собаки может быть проблематично, потому что у собак нет регулярных циклов овуляции, как у людей. Хотя гормоны могут ускорить овуляцию у людей, собаки не реагируют на такое лечение. Мало того, что ученые должны ждать, пока у собак начнется течка, яйцеклетки остаются зрелыми всего несколько часов, оставляя короткое окно возможности для извлечения. Если ученым удается извлечь яйцо, жировой слой затрудняет удаление ядра. Следовательно, с 2005 года было клонировано всего около 40 собак.
Хотя приматы проходят через более регулярные циклы овуляции по сравнению с собаками, клонирование обезьян оставалось трудным делом в течение как минимум четырех лет. После выполнения SCNT эмбрионы все еще не развивались должным образом. Затем, в 2003 году, группа ученых Медицинской школы Университета Питтсбурга сделала важное открытие, изучая клонированные эмбрионы макак-резусов. Они поняли, что во время SCNT клетки обезьян теряют два ключевых белка, участвующих в клеточном и хромосомном делении.
Несколькими годами позже, в 2007 году, группа американских ученых поняла, что краситель и ультрафиолетовое излучение, иногда применяемые к яйцу макаки-резус во время извлечения ядра, могут нанести ему вред. Вместо примененияполяризованного света(световые волны, вибрирующие в одной плоскости) в процессе, который исследователи придумалиOosight, яйца оставались здоровыми, что позволило ученым чтобы, наконец, клонировать эмбрионы макак-резусов. Однако ни один из клонированных эмбрионов, имплантированных ими самкам обезьян, не дожил до рождения.
С учетом недавнего одобрения Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) безопасности мяса и молока от клонированных коров, коз и свиней, клонирование домашнего скота может стать крупным бизнесом в ближайшем будущем. Но как быть с цыплятами? Несколько биотехнологических компаний увлеклись исследованиями клонированных кур, но не смогли их осуществить. Поскольку куры откладывают яйца снаружи, SCNT не работает. Как только курица снесет яйцо, питательные вещества, необходимые для развития, уже находятся внутри скорлупы. Даже самый крошечный разрез для извлечения и замены ядра для SCNT помешает эмбриону превратиться в цыпленка.
Время и деньги, которые исследователи тратят на каждую успешную историю клонирования, подчеркивают деликатный характер науки. Объедините это с уникальной репродуктивной системой каждого вида, и станет понятно, что список клонированных животных не слишком длинный. В целом, когда дело доходит до рождения детей, похоже, природа опережает технологии.