Как клонировали овечку долли: 20 лет назад в результате клонирования родилась овечка Долли

20 лет назад в результате клонирования родилась овечка Долли

5 июля 1996 года, 20 лет назад, на свет появилась клонированная овечка, названная Долли. Как развивалась история клонирования, как отреагировало общество на рождение Долли и существуют ли точные копии человека, выяснял отдел науки «Газеты.Ru».

Через тернии к овцам

В Шотландии рождение ягненка не является из ряда вон выходящим событием. Тем не менее спустя два десятка лет группа ученых под руководством Яна Вилмута и Кита Кэмпбелла из Рослинского института, расположенного близ Эдинбурга, может до мельчайших деталей припомнить события 5 июля 1996 года. Возможно, потому, что тот день был одним из самых счастливых в их жизни: начало новой эры в истории науки, награда за верность убеждениям, признание силы мысли. Появлению Долли предшествовала почти двухлетняя череда неудачных опытов по клонированию: подсаженные эмбрионы погибали, у овец случались выкидыши, новорожденные ягнята оказывались неспособными к жизни. Всего было проведено несколько сотен исследований, которые почти не давали результатов.

В успешность затеи постепенно переставало верить руководство института, а вместе с этим и финансировать.

Впрочем, назвать Долли первой клонированной овечкой или, более того, первым клонированным млекопитающим было бы не совсем корректно. Почти на десять лет ученых из Шотландии опередил датчанин Стин Вилладсен. В 1984 году он впервые клонировал овцу, пересадив ядро из эмбриональных клеток.

История клонирования начинается и того раньше. Отправной точкой можно считать появление клеточной теории, которая была выдвинута Теодором Шванном еще в 1839 году. Ее суть выражается всего в нескольких словах: каждая клетка происходит от клетки. На исходе XIX века, в 1892 году, Ганс Дрейш смог вырастить отдельных особей морского ежа из разделенных эмбриональных клеток. Накануне Первой мировой войны Ханс Шпеман пересадил ядро из одной клетки в другую. В 1962 году будущий нобелевский лауреат по медицине Джон Гердон клонировал лягушку, а название идентичных особей — «клоны» — было предложено Джоном Холдейном только год спустя. В ряд ученых, проводивших успешные опыты по трансплантации клеточных ядер, по праву может встать и наш соотечественник Георгий Лопашов. В 1940-х годах он активно занимался клонированием лягушек и в 1948 году написал статью, которая суммировала результаты его работы. Однако по несчастливой случайности в августе того же года состоялось заседание Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук им. В.И. Ленина, утвердившее «лысенковщину», или запрет на проведение генетических исследований в СССР, после чего Лопашову, как и многим его коллегам, пришлось приостановить работу.

Если Вилмут и Кэмпбелл не были пионерами в пересадке клеточных ядер, а Долли первым клонированным существом, почему же всемирная известность досталась им? Потому что фанатикам от науки вместе со своей командой действительно удалось почти невозможное: если раньше исследователи пытались выращивать особей с идентичным генетическим материалом из эмбриональных клеток, то Вилмут и Кэмпбелл смогли проделать то же самое с клетками взрослой особи. Овечка Долли уникальна еще и тем, что у нее сразу три «мамы» и ни одного «папы». От одной самки была получена неоплодотворенная яйцеклетка, из которой впоследствии изъяли ядро, где находится генетическая информация. У другой взяли клетку молочной железы (которая является соматической, а не половой) и также извлекли ядро. Соединив его с яйцеклеткой, эмбриологи подсадили получившуюся клетку суррогатной матери.

«Отец» для Долли все же нашелся, но позднее, так в шутку стали называть Яна Вилмута.

Его же в 2007 году посвятили в рыцари. Кэмпбелл, к слову, с большим трудом мирился с ролью второго плана. В 1999 году Кэмпбелл порвал с группой Вилмута и ушел в одиночное плавание в Университет Ноттингема, где уже на следующий год провел успешное клонирование свиней. В 2012 году на пороге своего 60-летия Кэмпбелл покончил жизнь самоубийством.

Звезда по имени Долли

Мамонта клонируют, как собаку

Дискредитировавший себя знаменитый корейский ученый Хван У Сук получил патент в США, чем вызвал недовольство. ..

19 февраля 09:11

Будучи восьмимесячной, Долли пережила еще одно рождение — ее представили общественности. Вначале — на кончике пера, в статье, опубликованной 27 февраля 1997 года в журнале Nature. Как вспоминал Робин Маккай, журналист британского издания The Observer, одним из первых рассказавший о клонировании массовому читателю, он сразу почувствовал будущую сенсацию. Однако, признавался Маккай, он опасался, что недопонял научную статью и на деле все может оказаться не столь грандиозным. Тревоги были ложными, новость тут же подхватили коллеги.

Весь следующий день выходили статьи с заголовками: «Здравствуй, Долли!», «Это чудо или чудовище?», «Секс устарел?», «О дивный новый мир» (с намеком на сюжет одноименного антиутопического романа Олдоса Хаксли, по сюжету которого люди не рождаются, а появляются из пробирки), «Научимся ли мы клонировать человека?».

В скромный загон в гости к овечке зачастили журналисты из разных стран. Ученые из Рослинского института с улыбкой рассказывают, что Долли была вполне фотогеничной, чувствовала свою популярность и позировала с ничем не прикрываемым удовольствием на кучерявой мордочке. Недаром ее назвали в честь популярной американской певицы Долли Партон с весьма внушительным бюстом. Тиражированные снимки клонированной овечки в газетах и репортажи с ее участием были символом того, что новый век и новое тысячелетие наступили намного раньше положенного срока.

Pro et contra

Публикация шотландских эмбриологов в журнале Nature совпала по времени с известием об успешном клонировании макак-резусов в Орегонском центре по изучению приматов. В обществе назревало мнение, что ученые в своих опытах по созданию идентичных существ все ближе подбираются к человеку. Дискуссии выходили далеко за пределы лабораторий. Мнения резко поделились на за и против. Апологеты пытались доказать, что многие бездетные пары во всем мире смогут иметь потомство; человек, продлевая себя в копиях, обретет бессмертие; если клонировать Эйнштейна или Пикассо, в наше время опять вернутся гении (забывая о том, что интеллект и творческие способности исходят не только от набора генов). Противники появления человеческих клонов упирали на нормы морали и этические принципы. «Кто понесет ответственность за поврежденные тела и искалеченные судьбы людей в результате неудачных опытов?» — спрашивали они. «Размножение млекопитающих бесполым путем идет против всех принципов природы!», «Наша сила в разнообразии, а не в идентичности!», «Бог сотворяет всех уникальными!» — доносились возмущенные возгласы.

Понимая, что клонирование недалеко отстает от редактирования генома, общественность припомнила ученым евгенику и идеи создания идеальной нации для Третьего рейха.

Действующий тогда 42-й президент США Билл Клинтон после заседания комиссии по биоэтике наложил мораторий на клонирование человека и запретил государственное финансирование любых организаций, занимающихся проведением подобных опытов. Позднее запреты клонирования человека на законодательном уровне появились в Австралии, Австрии, Аргентине, Бельгии, Бразилии, Германии, Дании, Италии, Канаде, Финляндии, Франции, Чехии, Швейцарии, Швеции, Японии. В 2010 году в Российской Федерации был продлен соответствующий мораторий.

Мамонты раздвоились

Генетический анализ выявил среди внешне неотличимых сибирских мамонтов две чёткие ветви. Мамонты одной…

27 июня 23:12

Робкие голоса ученых тонут в спорах. Исследователи признают, что технологии клонирования до сих пор несовершенны даже для животных и тем более мало кто возьмется за копирование человека. И все же нашлись подобные прецеденты. В 2002 году президент компании Clonaid Брижит Буаселье рассказала СМИ о рождении первой клонированной девочки, названной Евой в честь праматери. Суд постановил представить доказательства и выдать ребенка властям.

Однако сотрудники компании, большая часть которых считала себя предками инопланетных существ, отказались что-либо предъявлять и были осуждены.

Бороться с клонированием живых существ пытаются и зоозащитники. Из 277 эмбрионов, подсаженных в феврале 1996 года, развилась и выжила только Долли, большинство суррогатных матерей погибало вместо с плодом. К настоящему моменту опыты по клонированию животных не запрещены, и за последние 20 лет ученым из разных стран удалось создать точные генетические копии мышей, кошек, оленей, лошадей, быков, собак, верблюдов.

Прощай, Долли!

Овечка прожила всего семь неполных лет — почти вдвое меньше положенного срока. 14 февраля 2003 года было принято решение усыпить Долли, которая страдала от болезни легких. За свою непродолжительную жизнь клонированная овечка принесла шестерых ягнят, зачатых естественным путем от барашка Дэвида. Исследования организма Долли продолжились и после ее смерти. Ученые констатировали изначально короткие теломеры овечки, что и могло послужить причиной преждевременной смерти.

Сегодня чучело Долли выставлено в Королевском музее Шотландии, где каждый желающий, как и в 1997 году, может увидеть это чудо.

С появления овечки Долли прошло 25 лет: что за это время изменилось в клонировании

С момента явления миру овечки Долли прошло 25 лет. Это первое в истории успешное клонирование стало важным этапом в биологических исследованиях. За прошедшие годы люди научились клонировать домашних животных в коммерческих целях, обсудили этичность самой концепции клонирования и сумели восстановить виды вымирающих животных. Рассказываем, какого прогресса достигло человечество за 25 лет и стоит ли в скором будущем ждать появление клонов людей

Краткая история клонирования

Клон — это организм, ДНК которого идентична ДНК другого организма. Серьезно изучать клонирование как научный метод начали в 1952 году, когда исследователи впервые перенесли клеточное ядро головастика в яйцеклетку и получили его идентичные копии. В 1995 году биолог Крейг Вентер секвенировал геном бактерии Haemophilus influenzae — первого живого организма, чьи гены расшифровали. 

Массово о клонировании заговорили в 1997 году, когда объявили о рождении овечки Долли. Она появилась на свет благодаря биологу Яну Уилмуту и его коллегам из Рослинского института в Шотландии. Всего ученые предприняли 277 попыток для создания клона, получилось 29 эмбрионов, но 28 из них прожили не более шести дней. Долли была единственной овцой, которая смогла родиться и выжить.  

Лаборатория хранила тайну о рождении Долли в течение семи месяцев, чтобы новость совпала с публикацией научной статьи, где был описан эксперимент создания клона. По сообщениям Рослинского института, в ту неделю к ним поступило 3000 звонков со всего мира. При этом большинство из них интересовало не клонирование овец, а потенциал технологии для человека. 

Эксперимент с Долли стал важной вехой в науке, так как для него использовалась совершенно новая технология: для клонирования использовалась соматическая клетка (клетка тела) (SCNT), взятая от взрослого животного, а не половая (репродуктивная). 

Овечку Долли ветеринары усыпили в 2003 году, когда обнаружили у нее прогрессирующее заболевание легких. Всего животное прожило шесть лет, что вдвое меньше средней продолжительности жизни овцы — 10-12 лет. Кроме того, Долли болела артритом. 

В 2004 впервые клонировали питомца — услуга обошлась владельцу животного в $50 000. Заказчицей стала любительница кошек, которая захотела генетическую копию своего покойного кота. Клонированием занималась компания Genetic Savings & Clone Inc. По словам хозяйки, даже характер у клона оказался таким же, как у умершего любимца: «Когда Маленький Никки зевнул, я увидела два пятна у него во рту — точно так же, как у Никки. Маленький Никки любит воду, как и Никки, и он уже прыгнул в ванну, точно как Никки». 

Но научное сообщество и защитники животных неоднозначно отнеслись к такому применению новой технологии. Эксперты среди прочего опасались, что у клонированных питомцем будет короткая жизнь, как и у Долли.

Материал по теме

В 2018 году в Китае по методу, с помощью которого появилась Долли, получилось впервые клонировать длиннохвостых макак. Китайским ученым удалось адаптировать несколько новых методов и провести успешный эксперимент. Эта работа подняла этические вопросы, так как подобную технику можно использовать для клонирования людей.  

В Китае в целом активно развивается рынок клонирования, так как в стране нет закона, прямо запрещающего жестокое обращение с животными. Поэтому ученым КНР удается проводить больше экспериментов по клонированию, чем в любой другой технически развитой стране. Например, китайские исследователям впервые автоматизировали процесс клонирования. Во всех этапах участвовал робот, что повышает успешность клонирования, так как машина использует микроскопическое зрение, и ее действия точнее и реже повреждают клетки, по мнению ученых.

В 2002 году китайские исследователи создали десятки клонированных эмбрионов человека, которых было бы достаточно для сбора эмбриональных стволовых клеток. Идея заключалась не в том, чтобы клонировать людей, а в создании генетических копий клеток для изготовления тканей для пациентов, перенесших трансплантацию. Правда, про эту работу не писали ни в одном рецензируемом журнале. 

В 2018 году китайский исследователь Хэ Цзянькуй заявил, что использовал технологию для редактирования генома CRISPR, чтобы изменить ген эмбриона человека перед имплантацией в матку и сделать детей устойчивыми к заражению ВИЧ. Но он не публиковал результаты исследований в журналах и не поделился доказательствами произошедшего. В США и во многих других странах запретили преднамеренное изменение генов человеческих эмбрионов, но не в Китае. Исследователя и двух его коллег осудили за нарушение порядка проведения процедур и другие нарушения. Ученый вышел из тюрьмы в апреле 2022 года. 

Где и как сейчас применяют клонирование

Сохранение исчезающих животных

В 2009 году бразильская сельскохозяйственная корпорация и Зоологический сад Бразилии начали собирать и замораживать кровь, сперму и клетки пуповины диких животных, погибших на дорогах и в других местах. Идея в том, чтобы сохранить генетическую информацию о диких животных страны, которые находятся под угрозой исчезновения. К 2013 году организации собрали не менее 420 образцов тканей. 

В 2020 году в Техасе родился здоровый клон лошади Пржевальского — это последний вид диких лошадей, и поэтому ученые активно борются за его генетическую представленность. Жеребенка по кличке Курт клонировали с использованием клеток 40-летнего жеребца, чьи гены мало представлены в современной популяции — его ДНК заморозили еще в 1980 году. 

В 2020 году родился клонированный черноногий хорек, который находится под угрозой исчезновения в США. Для создания клона использовали генетический материал самки хорька, которая умерла в 1988 году. Ее ткани хранились в криобанке Zoo Global в Сан-Диего. 

Но пока экологи не считают клонирование эффективным способом сохранения видов. Во-первых, оно не устраняет первопричину исчезновения — охоту и разрушение среды обитания. Во-вторых, современные методы недостаточно эффективны, так как клонирование исчезающих видов диких животных сложнее клонирования домашних. 

Возрождение вымерших видов

Вернуть к жизни динозавров, как в «Парке Юрского периода» пока не получится, потому что их ДНК давно утеряны. Но в теории есть возможность возродить шерстистого мамонта. В 2015 году международный коллектив ученых секвенировал полный геном одной из последних особей, живших примерно 4000 лет назад. А в 2021 году биологи восстановили ДНК трех мамонтов из сибирской вечной мерзлоты, чей возраст превышал миллион лет. С помощью современных технологий ученые могут извлекать и анализировать ДНК вымерших животных, в том числе шерстистых носорогов и древних волков.

Профессор генетики Гарвардского университета Джордж Черч и другие ученые считают, что воскрешение мамонтов закроет дыру в экосистеме, которая образовалась 10 000 лет назад после их вымирания. Когда-то мамонты счищали слои снега, чтобы холодный воздух мог достигать почву и поддерживать вечную мерзлоту, а после исчезновения этих животных вечная мерзлота стала нагреваться под слоем снега и высвобождать парниковые газы. Однако в проекте по воскрешению мамонтов есть проблемы: нужно найти самку слона, которая выносит и родит мамонтенка, кроме того, ученые задаются вопросом, насколько уместно «воскрешать» животное, которое жило в климате и экосистеме, отличной от нынешних.  

Материал по теме

Увеличение производительности сельскохозяйственных животных

Фермеры могут клонировать животных, которые более устойчивы к заболеваниям, побеждают на выставках, производят лучшее молоко или мясо. В сельском хозяйстве традиционное спаривание не так эффективно, как искусственное оплодотворение.  

Клонирование — более продвинутый метод вспомогательных репродуктивных технологий. Оно дает фермеру полный контроль над наследственностью потомства. Однако, согласно заключению FDA, клоны телят и ягнят при рождении имеют больше проблем со здоровьем и большую вероятность смерти после рождения, чем животные, выведенные традиционным способом. Однако проблемы со здоровьем уходят по мере взросления животного, и со временем клонов не отличить от других животных того же возраста даже при детальном обследовании. 

В российской компании «Артэмбриоген» (резидент «Сколково») разработали технологию «генетический лифт», которая позволяет проводить ускоренную генетическую селекцию и создавать племенные стада сельскохозяйственных животных с лучшей генетикой и высокими производственными показателями в несколько раз быстрее традиционных методов селекции. «К сожалению, клонирование пока не получило широкого внедрения в сельском хозяйстве. Это связано с отсутствием законодательной базы и готовности системы к масштабным нововведениям. Это участь всего нового, а в биологии и медицине ситуация еще сложнее», — рассказывает Александр Кузнецов, генеральный директор «Артэмбриогена» и доцент кафедры общей и медицинской генетики РНИМУ им. Н.И. Пирогова. 

Клонирование домашних животных

С момента рождения овечки Долли клонирование прошло долгий путь — за это время методы совершенствовались и даже получили коммерческое применение. За всю историю ученые клонировали более 20 видов животных, в том числе верблюда, оленя, козла, мулы, буйвола и даже мошек. Поэтому вскоре компнии начали на этом зарабатывать. 

В последнее время среди прочих за услугой клонирования обращаются блогеры. Например, в 2019 году команда блога в Instagram (принадлежит Meta, признанной экстремистской организацией и запрещенной в России) собаки @tinkerbellthedog рассказала, что ДНК животного хранится для последующего клонирования. А у пса @ipartywithbrucewayne есть четыре клона. 

В 2006 году чемпион мира по скачкам на бочках Чармейн Джеймс заявила, что у ее лошади из зала славы ProRodeo  — Скампера есть молодой близнец, клонированием которого занималась компания ViaGen. Команда по поло La Dolfina и игрок мирового класса Адольфо Камбьязо несколько лет использовали клонированных лошадей. 

Сейчас клонированием животных в коммерческих целях занимаются четыре компании: ViaGen (США), Sinogene (Китай), Sooam Biotech (Южная Корея) и Geminin Genetics (Великобритания). В основном они клонируют собак, кошек и лошадей. 

Материал по теме

Что мешает клонировать человека

Несмотря на разнообразные перспективы, которые открывает клонирование, технология часто сталкивается с критикой. Один из вопросов, касающихся этичности клонирования, — продолжительность жизни клона животного. Клоны млекопитающих часто страдают серьезными нарушениями здоровья, например, сильным ожирением, дисфункцией иммунной системы и органов, искривленными конечностями, ранней смертью и другими нарушениями. 

После эксперимента с клонированием обезьян вице-президент некоммерческой организации по защите животных PETA Кэти Гильермо заявила: «Клонирование — это шоу ужасов: пустая трата жизней, времени и денег, а страдания, которые причиняют такие эксперименты, невообразимы. Поскольку клонирование имеет не менее 90% неудач, эти две обезьяны представляют собой страдания и смерть в огромных масштаба». Кроме того, по мнению президента PETA Ингрид Ньюкирк, клонирование питомцев усугубляет ситуацию с бездомными домашними животными. 

Можно ли клонировать человека? Ученые считают, что скорее всего, да. Технически нет существенных препятствий для клонирования человека. Но, основываясь на опыте трудностей, нельзя сказать, какое состояние или болезни могут быть у человеческого клона, если он родится. Кроме того, для одного живорождения потребуется создать много эмбрионов, что сомнительно с этической точки зрения.  

Клонирование человека может быть «терапевтическим», например сюда относится клонирование эмбриональных клеток для получения органов при трансплантации или лечения поврежденных нервных клеток и других медицинских целей. Клонирование человека полностью относится к «репродуктивному клонированию», когда для получения яйцеклеток используют соматические клетки, из которых может развиваться полноценный организм. Иногда обсуждают, может ли клонирование человека улучшить генетические потенциал общества за счет копий людей, которые добились больших успехов в спорте, музыке, искусстве, науке и других сферах жизни. 

Клонирование человека, как правило, осуждается из-за психологических, социальных и физиологических рисков. Так как клонированный эмбрион подсаживается в матку, то перед переносом требуется тщательное молекулярное исследование эмбриона, чтобы убедиться в его здоровье. При этом клонировать человека как личность нельзя. Можно создать копию с таким же генотипом, но не фенотипом — всех характеристик организма, в том числе внешних. Кроме того, есть множество технических препятствий и для клонирования генотипа. Еще никогда у ученых не получалось клонировать животных-млекопитающих со 100% результативностью, а большинство беременностей заканчивается выкидышем. 

Сейчас успешность клонирования млекопитающих составляет от 10% до 20%. Некоторые эмбрионы умирают еще до имплантации, другие заканчиваются выкидышами. А те, кто доживают до рождения, вскоре умирают после него или имеют сильные отклонения. 

Во многих странах клонирование человека запрещено. В 1997 году ЮНЕСКО запретила клонирование человека «в целях воспроизводства человеческой особи»  и предписала государством строгий контроль за опытами в этом направлении. А в России с 2002 году действует закон «О временном запрете на клонирование человека», в том числе запрещен ввоз и вывоз клонированных эмбрионов. В Китае тоже нельзя клонировать человека, но при этом прямо не запрещают генетическое редактирование жизнеспособных эмбрионов. В США с 2009 года разрешено терапевтическое клонирование. 

«Клонирование человека с целью появления на свет генетически идентичных донору генов детей в России запрещено на законодательном уровне, однако запрет не распространяется на размножение культур клеток или даже выращивание тканей и отдельных органов человека, — говорит директор по операционной работе кластера биомедицинских технологий Фонда «Сколково» Владимир Егоров. — Такие технологии несут большой потенциал для регенеративной медицины, однако о массовом их применении говорить пока можно с большими ограничениями».

Материал по теме

Каких прорывов можно ждать от клонирования в ближайшем будущем

В фантастике клонирование используется для воскрешения людей из мертвых или создания их точных копий. Но в реальности клон — это просто генетическая копия организма, но не личности. В антиутопии Кадзуо Исигуро «Не отпускай меня» клонов использовали, чтобы трансплантировать их органы для спасения богатых. Но и такое в реальности навряд ли возможно, потому что с помощью терапевтического клонирования в теории можно создавать органы отдельно, что гораздо рациональнее, дешевле и продуктивнее, не говоря об этической стороне проблемы.

Если у исследователей получится создать клонированную яйцеклетку из соматических клеток мужчины или бесплодной женщины, то ее можно оплодотворить спермой другого мужчины и тем самым создать эмбрион. Такая технология позволила бы бесплодным или однополым парам иметь генетически родственных детей. Однако, при клонировании ДНК ребенка будет на 100% совпадать с родительской, а не на 50%, как при обычном зачатии. Возможно, в будущем по мере развития технологий однополые пары смогут иметь детей, чьи гены исходят от обоих родителей. Однако законы, запрещающие клонирование человека, могут препятствовать такому способу зачатия.  

Клонирование помогло бы сделать пересадку тканей и органов более безопасной. Когда человеку трансплантируют чужие клетки или ткани, иммунная система распознает «чужаков» и начинает процесс отторжения. Сейчас для решения этой проблемы используют лекарства, которые подавляют иммунитет, но при этом имеют побочный эффект. Использование стволовых клеток с той же ДНК, что у реципиента позволило бы делать трансплантацию клеток, идентичных пациенту, и тем самым избежать нежелательных эффектов.

Возможность клонирования эмбриональных стволовых клеток с использованием переноса соматического ядра — многообещающий метод лечения, который решил бы проблему отторжения органов или клеток при пересадке. Кроме того, в теории стволовые клетки можно будет использовать для лечения сердечно-сосудистых или нейродегенеративных заболеваний, например, болезни Паркинсона. Создать такие клоны можно уже сейчас, но пока не разработаны до конца методы лечения с их использованием.  

У технологии клонирования может быть вполне прикладное использование, которое будет наращиваться с каждым годом. В 2022 году ученые Медицинской школы Университета Мэриленда провели первую в истории успешную трансплантацию сердца свиньи взрослому человеку с неизлечимой стадией сердечного заболевания. Перед пересадкой сердце генетически модифицировали, чтобы организм принял его без отторжения. Это был единственный вариант спасения жизни для пациента, поэтому FDA выдало экстренное разрешение на операцию. Пациент прожил всего два месяца, но для ученых этот эксперимент показал возможный путь решения мировой проблемы нехватки органов.

Глава Центра инновационных медицинских моделей в Мюнхене Экхард Вольф говорит, что клонирование можно использовать для внесения генетических изменение в клетки в лабораторных условиях, это снизило бы риск отторжения органов и инфицирования. После этого можно создавать поколение клонов эмбрионов свиньи, так как у этих животных размер и функции органов относительно подходят для человека. А использование свиней более этично, чем приматов. 

«В настоящее время клонирование получило второе дыхание: появляется все больше научных и прикладных работ. Технология постепенно становится таким же обычным явлением, как ПЦР (полимеразная цепная реакция), которая в 1990-е годы была редким и элитарным методом, а сейчас абсолютно бытовая и всем доступная процедура», — отмечает Александр Кузнецов.  

Наука: Наука и техника: Lenta.ru

27 февраля 1997 года мир узнал о первом успешном клонировании млекопитающего. Им стала овечка Долли. Родилась она семью месяцами ранее, но до получения патента ее появление на свет держалось в секрете. О том, чего достигло клонирование за четверть века, можно ли есть мясо клонированных животных, когда на землю вернутся мамонты и динозавры и скоро ли начнется клонирование людей, читайте в материале «Ленты.ру».

За нового Сталина китайцы готовы заплатить три миллиона долларов

В начале февраля в СМИ появились сообщения о том, что Китай выразил желание приобрести ДНК Сталина, причем не только для генетического исследования, но и с целью клонировать вождя в будущем — когда это станет возможным. С таким предложением к правнуку Сталина, художнику Селиму Бенсааду обратился Дэниел Фанг, бывший прокурор Гонконга, а ныне видный представитель влиятельного Северо-Восточного клана коммунистов-миллиардеров из Пекина. Об этом, в частности, сообщал пресс-атташе наследника вождя Вадим Горжанкин. При этом китайские коммунисты не только готовы оплатить все расходы по эксгумации Сталина и провести анализ его ДНК, но и предлагают три миллиона долларов за юридическое согласие родственников на клонирование.

Селим Бенсаад с восковой фигурой Сталина

Фото: @selim_bensaad

Селим Бенсаад в замешательстве. С одной стороны, Сталин похоронен в некрополе у Кремлевской стены, и на его эксгумацию потребуется разрешение на государственном уровне. Смущает наследника и то, что клонирование человека в настоящее время запрещено, а вывоз из страны человеческого биоматериала, в том числе и ДНК, строго регламентирован государством. С другой стороны, Селим бедствует. Он инвалид по слуху, кроме того, у него конфликт с отцом, уроженцем Алжира Хосином Бенсаадом, который выселил его из родительской квартиры, подаренной некогда Сталиным балерине Юлии Мельцер, второй жене его сына Якова, бабушке Селима. И деньги правнуку вождя сейчас очень нужны.

От побега до овечки

Слово «клон» в переводе с греческого означает «веточка», «побег». Изначально так назывались новые растения, развившиеся из побегов растения-прародителя и полностью сохранившие его свойства. Например, прикорневые побеги яблони или усы клубники. В животном мире естественные клоны — это однояйцевые близнецы, у которых совпадают все генетические характеристики: цвет глаз, волос, группа крови и т.д.

Создавать копии живых существ искусственно биологи начали более ста лет назад. Первым в этом преуспел немецкий исследователь Ханс Шпеман. В 1901 году он разделил двухклеточный зародыш саламандры пополам, и из каждой половины вырастил полноценный организм. По легенде, он перевязал клетку пополам тонким волосом своей новорожденной дочери. Так ученые поняли, что все, что нужно для создания нового существа, имеется в каждой клетке эмбриона.

В первой трети XX века удалось установить, что вся необходимая для развития жизни информация сосредоточена в клеточном ядре. А в 1948 году советский ученый Георгий Лопашев разработал метод, благодаря которому стало возможно пересадить ядро клетки одного организма в безъядерную яйцеклетку другого. Однако научная работа Лопашева не была опубликована — в СССР начались гонения на генетиков.

В 1962 году британский ученый Джон Гердон создал шпорцевую лягушку, используя ядра клеток головастика, и добился того, что примерно два процента яйцеклеток с пересаженным ядром смогли развиться во взрослых особей. Год спустя, описывая этот опыт, биолог Джон Холдейн впервые использовал термин «клон». Клонированием заинтересовались, увидев в нем значительные перспективы. На свет появилась морковь, которую вырастили из изолированной клетки, затем карпы, мыши и две овцы — Меган и Мораг. Правда, для клонирования млекопитающих в этих экспериментах использовались лишь эмбриональные клетки, то есть клетки, полученные из слияния яйцеклетки и сперматозоида.

В честь бюста Долли Партон

Решающий шаг был сделан в 1996 году. Группа эмбриологов из Института Рослина в Шотландии под руководством Яна Уилмута клонировала овцу, взяв ДНК из обычной соматической клетки, а именно из клетки вымени. 5 июля того же года на свет появилась Долли. Так было доказано, что ДНК практически любой взрослой клетки может быть использована для создания совершенно нового организма. Семь месяцев спустя, 22 февраля 1997 года, после того, как Уилмут получил патент на технологию клонирования, о рождении овечки Долли было объявлено в прессе.

Овца Долли

Фото: Colin McPherson / Corbis via Getty Images

Это была очень сложная работа. Неоплодотворенную яйцеклетку ученые взяли у шотландской чернолицей овцы. ДНК — у шестилетней овцы из Финн-Дорсета. Было создано 277 оплодотворенных яйцеклеток, из них получилось 29 эмбрионов. Эти эмбрионы в возрасте семи дней были подсажены 13 суррогатным матерям. И только одна беременность закончилась благополучно.

Сначала у новорожденной овечки не было имени, ее звали 6LL3 — по номеру, которым была маркирована пробирка. Но затем один из ветеринаров предложил назвать ее Долли, Куколка — в честь певицы Долли Партон, которая прославилась не только суперхитом Jolene, но и своим внушительным бюстом.

Долли произошла из клетки молочной железы, и мы не могли вспомнить более эффектной пары, чем у Долли Партон

Ян Уилмут, генетик Рослинского института (Шотландия)

Овечка Долли ничем не отличалась от своих сородичей: выпрашивала лакомства, гуляла с другими овцами и родила шесть здоровых ягнят — Бонни, Салли, Рози, Люси, Дарси и Коттона. Но, несмотря на заботу и внимание ветеринаров, она рано умерла — в шесть с половиной лет, при том что в среднем овцы живут 12 лет. Долли пришлось усыпить, так как у нее развилось тяжелое вирусное заболевание легких и артрит. Считается, что это произошло потому, что Долли держали в закрытом помещении и редко выводили гулять. Овечка Долли признана самой известной овцой в истории науки, ее чучело теперь можно увидеть в Королевском музее Шотландии.

Последствия моральные и этические

Но как бы ни было велико открытие Яна Уилмута, людей оно серьезно напугало. Ведь тем же способом, что была получена Долли, как оказалось, возможно клонировать любое живое существо, в том числе и человека.

«Будут последствия. Моральные и этические. Едва ли все ограничится патентами. Государства должны урегулировать вопросы клонирования», — посчитали политики. И мир к ним прислушался.

Долли была клонирована с использованием метода, известного как перенос ядер соматических клеток (SCNT). Стандартная процедура клонирования состоит в следующем. Берется генетический материал из клетки взрослого организма и пересаживается в неоплодотворенную яйцеклетку, взятую у самки этого же вида. Ее собственный генетический материал из яйцеклетки предварительно удален. После слияния полученную яйцеклетку подсаживают к суррогатной матери. Она вынашивает плод. Генетически он будет идентичен донору, из клетки тела которого был взят генетический материал.

Уже в 1998 году 24 страны из 43 стран-членов Союза Европы подписали дополнительный протокол к Конвенции о защите прав человека и человеческого достоинства в связи с применением биологии и медицины, согласно которому клонирование человека запрещено. В 2005 году Декларацию, запрещающую все формы клонирования людей, приняли страны-члены ООН. Россия приняла в 2002 году закон «О временном запрете на клонирование человека». В его преамбуле сказано, что запрет вводится, исходя из принципов уважения человека, признания ценности личности, необходимости защиты прав и свобод человека.

Что же встревожило мировое сообщество? Главный аргумент — технология клонирования все еще недостаточно надежна. Так, до сих пор при клонировании животных только 10 процентов эмбрионов доживают до рождения. Отдаленные последствия клонирования — например, появление у клонов специфических заболеваний — тоже мало изучены. Кроме того, многие биологи отмечают, что если заменить половое размножение на клональное, то с течением времени в поколениях клонов накопятся мутации, понижающие способности организма к адаптации.

Двухклеточный эмбрион мыши под микроскопом

Фото: Getty Images

Половое размножение, в ходе которого происходит обмен комбинациями генов для создания новых комбинаций, необходимо как раз для того, чтобы поддерживать разнообразие и устойчивость видов в течение длительного времени в условиях постоянно изменяющейся внешней среды.

Неясен и социально-этический аспект. Технология клонирования позволяет получить лишь физическую копию человека, но его личность формируется не только генетически, но и под влиянием внешних факторов: времени и места, где человек родился, воспитания, образования, каких-то жизненных событий и впечатлений.

Клон будет обладать такой же индивидуальностью, какой обладает каждый из однояйцевых близнецов. При этом его социальный статус на сегодняшний день не определен — до такой степени, что неизвестно даже, кто будет считаться его родителями

Наконец, против технологии клонирования выступают почти все мировые религии, видя в искусственном создании жизни аморальный акт, ведущий к разрушению человеческой личности и бросающий вызов Создателю. «Для христианина тайна бытия настолько глубока, что она неисчерпаема для человеческого познания», — отреагировал на известия об успехах в области клонирования глава католической церкви Иоанн Павел II.

Патриарх Московский и всея Руси Кирилл, правда, был менее категоричен. С одной стороны, он высказался против использования технологий, которые вторгаются «в Божий замысел о человеке». С другой — одобрил использование методов генной инженерии «для того, чтобы совершенствовать то, что не имеет полного совершенства, — исцелить болезнь, в частности».

Схожей точки зрения на эксперименты по клонированию придерживаются и духовные лидеры буддистов.

Как научный эксперимент это имеет смысл, если принесет пользу конкретному человеку, но если применять его сплошь и рядом, в этом нет ничего хорошего

Далай-лама XIV

В большинстве стран за клонирование человека предусмотрена уголовная ответственность. В США, например, это 10 лет тюрьмы и штраф 1 миллион долларов.

Мошки, койоты, верблюды и Снуппи

Но научный прогресс уже не остановить. Сегодня применяется два вида клонирования: терапевтическое и репродуктивное. При терапевтическом клонировании из яйцеклетки и ДНК получают 14-дневный эмбрион, состоящий из стволовых клеток, которые затем используют в научных исследованиях или для лечения различных заболеваний. Репродуктивное клонирование, в результате которого рождается живое существо, пока допустимо только для воспроизводства животных.

За четверть века, прошедшие с появления на свет Долли, ученые клонировали 23 вида животных. Среди них верблюды, олени, койоты, арктические волки, пиренейские козлы и даже плодовые мошки…

Некоторых особей вывели прежде всего из научного азарта. Например, очень долго не удавалось клонировать собак, так как в искусственной среде их яйцеклетки почти не созревали. Но в апреле 2005 года в Национальном университете Сеула под руководством профессора Хвана У Сока (того самого, который ушел из фундаментальной медицины после скандала с фальсификацией данных о стволовых клетках) появился Снуппи, афганская борзая.

Для исследования понадобилась ДНК кобеля, выделенная из клетки уха, и 1095 яйцеклеток от 122 сук. В ходе эксперимента удалось добиться только трех беременностей. Одна из них закончилась выкидышем. Второй щенок умер вскоре после рождения. Выжил только Снуппи, которого выносила сука золотистого лабрадора. Он прожил десять лет, был здоров и дал жизнь девяти щенкам, которые тоже были получены методом клонирования.

Снуппи с щенками

Фото: Jo Yong-Hak / Reuters

Также биологи клонируют тех животных, которые обладает выдающимися качествами. Так, в 2009 году исследователи американской компании BioArts International создали копию пса по кличке Трекр. Эта немецкая овчарка прославилась тем, что участвовала в спасательной операции в Нью-Йорке 11 сентября 2001 года. Трекр работал на руинах Всемирного торгового центра 48 часов подряд и последнего уцелевшего обнаружил под девятиметровым завалом. В результате клонирования пес дал жизнь пяти щенкам.

Можно ли вырастить быка из куска говядины

Одним из самых дорогих клонированных животных стал конь Квартетера, созданный по заказу аргентинского клуба поло La Dolfina. В отличие от других видов конного спорта, в поло использование клонов разрешено, и владелец команды Адольфо Комбиасо воспользовался этим, чтобы получить шесть лошадей от звезды клуба — кобылы Дольфины. В 2013 году Квартетер был продан на аукционе за 800 тысяч долларов, установив тем самым рекорд цены на лошадь для поло. Сейчас цена на клонированных лошадей доходит до двух миллионов долларов.

Использование клонированных животных в сельском хозяйстве до сих пор обсуждается. Так, в США и Аргентине стада клонированных коров и бычков исчисляются уже тысячами особей, а их мясо и молоко разрешены к употреблению в пищу.

Бык по кличке Альфа был выращенный напрямую из куска говядины — в мясном скотоводстве генетики часто прибегают к клонированию после забоя животного, так как только в этом случае они могут точно определить, подходит ли его мясо для дальнейшего воспроизведения

Схожая ситуация в Китае. Китайские ученые не только с 2012 года активно клонируют бычков, но и редактируют их, внедряя ген, увеличивающий слой жира на мышцах. Дело в том, что в Китае мало пород крупного рогатого скота, дающих мраморную говядину, и фермеры вынуждены закупать продукцию заграницей. Клонирование сельскохозяйственных животных позволит решить эту проблему.

В Европе, напротив, употребление в пищу мяса клонированных животных и ввоз его из других стран запрещены с 2015 года. Этот запрет основан на исследованиях, зафиксировавших повышенную смертность у потомства животных-клонов, а также наличие у них различных аномалий. Важно и то, что клонирование сельскохозяйственных животных очень затратно. В Бразилии, например, создать клон одной коровы стоит 400-500 тысяч долларов. Это в сотни раз выше, чем традиционное искусственное осеменение.

Зомби-пес для богатенькой девочки

22 декабря 2021 года в ветеринарной клинике Техасского университета родилась клонированная кошка по кличке CopyCat, или, как ее ласково называли ученые, СиСи. Донором ДНК стала трехцветная короткошерстная кошка Радуга, но у СиСи окрас получился черепаховый — из-за инактивации Х-хромосомы, при котором генотип животного повторяется, а вот фенотип может быть другим.

СиСи прожила 19 лет при ветеринарной клинике в домике, построенном специально для нее доктором Дюаном Крамером, ее создателем. В кошачьем домике был оборудован подвал, чердак, работало отопление и даже стояла миниатюрная мебель. В течение жизни СиСи родила трех полностью здоровых котят.

СиСи стала первым в мире клонированным домашним животным. Благодаря ей перед генетиками открылся клондайк — клонирование из науки превратилось в бизнес

Одним из первых клонировать домашнего любимца решился бизнесмен из Китая Хуан Ю. Хуан очень любил своего кота — серо-белого короткошерстного британца. Когда кот умер, молодой человек поступил неожиданно: вырыл уже похороненное животное и отвез его в лабораторию Sinogene Biotechnology в Пекине. Чтобы создать копию, генетикам потребовалось 40 зародышей и 4 кошки, которым подсадили эмбрионы. Успешной оказалась только одна беременность. Котенок Чеснок появился на свет в июле 2019 года. Правда, в процессе произошел технологический сбой, такой же, как с клоном СиСи. Чеснок оказался не вполне похожим на свой прототип — например, у него получились не зеленые, а серые глаза, не было смешного темного пятна на подбородке, да и по характеру он оказался совершенно другим. Но Хуан Ю отнесся к этому с пониманием: «Возможности науки все еще не безграничны!».

Хозяин со своей девятилетней собакой и ее двухмесячным клоном (справа налево)

Фото: Jason Lee / Reuters

За Хуан Ю последовали и другие. Американка Джулия заказала копию любимого кота, мейн-куна Литтл Никки. Эксперимент удался: хозяйка отметила, что Ники-младший унаследовал даже характер донора, в частности, тягу к купанию. Супруги Лора и Ричард из Великобритании воспроизвели любимого пса — бульдога Дилана, причем лично приехали в Южную Корею, чтобы присутствовать при рождении щенков. А самой звездной хозяйкой клонов стала актриса Барбара Стрейзанд, которая клонировала свою собаку — 14-летнюю Саманту породы котон-де-тулеар. Из ее ДНК были созданы два щенка — Мисс Скарлет и Мисс Вайолет.

В настоящее время клонированием домашних питомцев занимаются три биоинженерных института: Sinogene Biotechnology в Пекине, Sooam в Южной Корее и ViaGen Pets в США.

Клонирование стоит от 35 тысяч до 100 тысяч долларов, причем клонировать собак дороже, чем котов. Однако высокая цена владельцев не останавливает

По данным на 2018 год было клонировано несколько сотен кошек и почти тысяча собак. Тогда же наметился новый тренд — хозяева стали заводить животным-копиям страницы в соцсетях, превращая их в инфлюэнсеров. Например, вот уже третий год волкособ Феникс (гибрид волка и собаки) ведет успешный аккаунт, в котором рассказывает о своей жизни клона. Его владелица, американка Кортни Удвар-Хейзи, сначала вела страничку от имени своей первой собаки Уиллоу. Но когда она попала под машину, Кортни клонировала ее. Сегодня у Феникса 140 тысяч подписчиков, и это число постоянно увеличивается. Правда, хейтеров тоже немало: они называют клона зомби-собакой, а хозяйку — безумной богатенькой девчонкой.

Мышка Маша и такой милый песик

В России отношение к клонированию таково: 40 процентов россиян считает технологию опасным экспериментом с непредсказуемыми последствиями. 47 процентов соотечественников убеждены, что генные технологии — это научный прорыв, причем среди молодежи до 20 лет этот показатель достигает 60 процентов.

В нашей стране первый удачный опыт по клонированию млекопитающего прошел еще в 1987 году. Советские ученые из Института биофизики клетки создали мышь, которую назвали Машей. Статья об этом эксперименте вышла в журнале «Биофизика». Однако когда исследователи отправили отчет об этом эксперименте в самое авторитетное научное издание Nature, редакция журнала сообщение проигнорировала. О мышке Маше мир тогда так и не узнал.

Сегодня эксперименты по клонированию идут в двух научных центрах — во Всероссийском исследовательском институте животноводства им. Л.К. Эрнста (ВИЖ) и в компании Artembryogen Engineering, которая является резидентом фонда «Сколково».

Два года назад генетики из ВИЖ успешно клонировали корову. Телочка по имени Цветочек родилась 10 апреля 2020 года. «При рождении она весила 63 килограмма. Теперь это уже взрослая особь весом 410 кило, с регулярным репродуктивным циклом. Первый год мы держали ее с матерью в отдельном помещении, затем перевели на ежедневный выпас вместе с остальными коровами института», — рассказывала об эксперименте его руководитель Галина Сингина.

Фото: Thomas Peter / Reuters

В 2021 году компания Artembryogen Engineering создала технологию промышленного клонирования телят. На их экспериментальной площадке в Башкортостане появились на свет пять телят. По словам главы компании Александра Кузнецова, благодаря этому уже в ближайшее время станет возможно промышленное производство животных с отредактированными генами и заранее известными характеристиками. Например, можно будет создать коров, дающих наибольшее количество мяса, устойчивых к заболеваниям (например, к лейкозу) или лишенных гена, при котором у людей возникает аллергия на молоко.

Что же касается клонирования домашних питомцев, то такую услугу в России предлагает только одна клиника — KrioRus Animals. Правда, специалисты предлагают всего лишь заморозить ДНК любимого животного, сама операция проводится в американской ViaGen Pets, партнером которой является KrioRus. Либо можно дождаться, когда цены на клонирование снизятся и услуга станет доступна в нашей стране. Пока же известно, что с просьбой воспроизвести любимую собаку в южнокорейский институт Sooam обратилась только одна русская пара. Эксперимент удался: «Песик такой милый! У него потрясающий аппетит. Судя по всему, это будет очень здоровое и сильное животное» — говорят сотрудники Sooam.

Технических препятствий для клонирования человека уже нет

Два направления, в которых сейчас развивается технология клонирования, — это воспроизведение вымерших животных и создание клонов приматов. Первое исчезнувшее животное было клонировано в 2009 году. Им стал пиренейский козерог, которого выносила самка домашней козы. Для этого понадобилось 439 эмбрионов, 57 суррогатных матерей, и только одна беременность закончилась родами. Детеныш прожил семь минут и умер от дефекта развития легких. Тем не менее ученые сочли, что эксперимент удался: возможность клонирования вымерших видов была доказана.

В настоящий момент биотехнологи трудятся над искусственным воспроизведением сразу нескольких древних животных: бантенга (дикого быка из Юго-Восточной Азии), сумчатого волка, маврикийского дронта, странствующего голубя, лошади Пржевальского. ..

Сверхзадача — клонировать мамонта. Над этим работают сразу две группы ученых: генетики американского института Colossal Biosciences под руководством профессора Гарвардской медицинской школы Джорджа Черча и Всемирный центр мамонта, который создается сейчас в Якутии в сотрудничестве с компанией Artembryogen Engineering.

Трудность заключается в том, что у биологов нет подходящего ДНК. Так, в распоряжении российских ученых имеются останки так называемого Малоляховского мамонта, найденного в 2013 году во льду на острове Малый Ляховский в Арктике. Туша самки мамонта сохранилась настолько хорошо, что ткани ее были мягкие и из них текла кровь. Однако ни одной клетки с неповрежденной структурой исследователям найти пока не удалось: по их словам, ДНК животного напоминает печатный текст, пропущенный через измельчитель для бумаги.

Джордж Черч и его команда планируют пойти другим путем — воссоздать ДНК мамонта с помощью редактирования генов слона. На этот амбициозный проект уже выделено 15 миллионов долларов, и ученые заверяют, что первые детеныши мамонтов появятся уже через пять-шесть лет. Правда, пока неясно, получится ли вообще ввести генную информацию в слоновью яйцеклетку и сможет ли слониха выносить и родить мамонтенка. Во-первых, это животные разных видов, а во-вторых, искусственное оплодотворение слонов еще ни разу не проводилось.

Клонированные макаки Чжун-Чжун и Хуа-Хуа

Фото: China Daily / Reuters

Что касается клонирования приматов, то это уже произошло. В январе 2018 года в Центре по изучению приматов при Институте нейрофизиологии Китайской академии наук под руководством молекулярного биолога Цян Суна родились две самки макаки-крабоеда. Детенышей назвали Чжун-Чжун и Хуа-Хуа, от слова «чжунхуа», что означает «Китай, китайский».

Считается, что клонирование макак поможет ученым продвинуться в испытаниях лекарств от смертельных болезней, редактировании генома и исследованиях головного мозга, ведь генетический код обезьян на 93 процента совпадает генетическим кодом человека.

Технический барьер, который долгое время был преградой для клонирования различных приматов, включая человека, преодолен. В принципе наша технология может использоваться и для клонирования людей, но мы не собираемся этого делать

Цян Сунь, директор Центра по изучению приматов КНР

Кстати, запрет на клонирование человека хоть и принят в большинстве стран, но носит временный характер. Будет ли он снят — время покажет.

25 лет Долли: что стало с первой в мире клонированной овцой? | Наука | Углубленный отчет о науке и технике | DW

Печально известная овца Долли была клонирована 25 лет назад. С тех пор в исследованиях стволовых клеток был достигнут значительный прогресс. Было клонировано множество других животных, включая, да, домашних животных.

Профессор сэр Ян Уилмут, ученый, чья команда создала Долли

Двадцать пять лет назад овца по имени Долли стала первым животным, клонированным с использованием взрослой соматической клетки.

Эксперимент с Долли широко освещался в новостях по всему миру. Это изменило мир исследований стволовых клеток — и на более личном уровне сохранило жизнь институту, в котором проводился эксперимент.

«С личной точки зрения, одной из самых важных вещей, исходящих от Долли, было выживание исследовательского института, в котором я работаю», Алан Арчибальд, участвовавший в эксперименте 1996 года, организованном британским Институтом Рослина, сказал DW со смехом.

«Мы столкнулись с правительственными сокращениями. И деньги, которые мы заработали, продавая интеллектуальную собственность Долли, поддерживали нас, пока мы не нашли альтернативные источники денег.»

Как была клонирована Долли

Долли была клонирована с использованием клетки, взятой из молочной железы другой овцы. Она родилась в июле 1996 года с белым лицом — явный признак того, что ее клонировали, потому что, если бы она была родственницей своей суррогатной матери, у нее было бы черное лицо.

Исследователи назвали ее Долли в честь Долли Партон, которая известна своими большими «молочными железами» ― груди.

Долли была единственной овечкой, родившейся живой из 277 клонированных эмбрионов.

Она родила шестерых детей и умерла от болезни легких в возрасте шести лет.

Крупнейшие разработки после

«Это изменило взгляд научного мира на то, насколько гибким было развитие [клеток], — сказал Арчибальд. «Существовало мнение, что раз оплодотворенная яйцеклетка развилась в многоклеточное животное, в клетки печени, и в клетки крови, и в клетки мозга, то для тех… клеток, вот и все, это был тупик. Обратного пути в альтернативные места не было. чтобы эти клетки были. Таким образом, перепрограммирование, которое имело решающее значение для эксперимента Долли, поставило давнюю научную догму с ног на голову».

Клонирование Долли привело к открытию iPS-клеток, получившему Нобелевскую премию, группой под руководством японского ученого Шинья Яманака.

Это, вероятно, самое важное достижение в исследованиях стволовых клеток в результате клонирования Долли, сообщил DW доктор Робин Ловелл-Бэдж, возглавляющий лабораторию биологии стволовых клеток и генетики развития в Институте Фрэнсиса Крика в Лондоне.

IPS-клетки предлагают способ моделирования заболеваний человека и в настоящее время используются в биологических исследованиях преждевременного старения, рака и сердечных заболеваний.

Кроме того, Арчибальд сказал, что генетически модифицированное сердце, которое было использовано в первой в мире процедуре трансплантации сердца человека от свиньи в январе, было создано с использованием технологии Долли.

Клонирование человека

Хотя в 2013 году был успешно клонирован человеческий эмбрион, до сих пор не было достигнуто никакого прогресса в клонировании человека целиком.

Но обезьяны были воспроизведены: в Китае Чжун Чжун и Хуа Хуа стали первыми приматами, которых клонировали с помощью техники Долли в январе 2018 года.

Из почти 150 клонированных эмбрионов суррогатные матери обезьян были единственными, у которых родились живые дети.

Определенный прогресс также был достигнут в клонировании животных, находящихся на грани исчезновения. Американские исследователи успешно клонировали черноногого хорька в 2021 году и находящуюся под угрозой исчезновения лошадь Пржевальского в 2020 году.

В настоящее время предпринимаются усилия по клонированию шерстистого мамонта, гигантской панды и северного белого носорога.

Тело Долли теперь выставлено в Королевском музее в Эдинбурге

Ключ к производству большего количества продуктов питания

Наряду с возможностью клонирования клеток изучать болезни, клонирование животных позволяет крупным промышленным фермам производить больше продуктов питания.

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США разрешает клонирование крупного рогатого скота, свиней и коз и их потомства для производства мяса и молока. В 2008 году агентство заявило, что еда так же безопасна, как и еда, полученная из неклонированных животных, и поэтому не нуждается в маркировке.

Неясно, сколько мяса и молока, полученных от клонированных животных, продается на рынках США.

В Европе это запрещено ― в 2015 году Европейский парламент проголосовал за запрет клонирования всех сельскохозяйственных животных.

Но это не означает, что лабораторные эксперименты не проводятся на территории ЕС, сказал Ловелл-Бэдж.

«Область, в которой активно проводятся процедуры клонирования (в том числе в Германии), предназначена для сельскохозяйственных животных как способ помочь создать или размножить свиней или крупный рогатый скот с ценными генетическими характеристиками», — сказал он DW.

Например, сказал он, клетки животного могут быть отредактированы учеными. Затем методы клонирования можно было бы использовать для получения животных, несущих новый генетический признак, такой как устойчивость к болезням, или для того, чтобы сделать их более подходящими в качестве доноров органов для людей.

Клонирование домашних животных

Вокруг клонирования домашних животных была создана небольшая индустрия. Примеры включают компанию ViaGen в США, Sinogene в Китае и Sooam Biotech в Южной Корее.

Собака Снуппи была клонирована в 2005 году в Южной Корее, кошка Чеснок в июле 2019 года в Китае, а мисс Вайолет и мисс Скарлетт американской певицы Барбры Стрейзанд после смерти ее собаки Саманты в 2017 году. «замените потерянного любимого питомца», — сказал Ловелл-Бэдж. «Однако это ерунда».

Он сказал, что, хотя клонированное животное действительно будет иметь ту же геномную ДНК, что и оригинальное домашнее животное, животные «не являются просто продуктом [их] ДНК».

Даже если клонирование прошло успешно, природа животного частично определяется его генами, а также окружающей средой, а это означает, что клон никогда не будет точно таким же, как исходное животное, сказал он.

Клонирование Долли ускорило исследования стволовых клеток

Арчибальд добавил, что, хотя технология клонирования сейчас более эффективна, чем когда Долли была создана, процесс все еще довольно неэффективен.

«Вам потребуется много особей женского пола, чтобы отложить яйца, которые будут использоваться в процессе»,  сказал он.

Под редакцией: Карла Блейкер

Все, что вы всегда хотели знать о клонированных овцах и о том, что было дальше

Прошло 20 лет с тех пор, как шотландские ученые рассказали миру об овце Долли, первом млекопитающем, успешно клонированном из взрослая клетка организма. Что было особенного в Долли, так это то, что ее «родители» на самом деле были одной клеткой, происходящей из ткани молочной железы взрослой овцы. Долли была точной генетической копией той овцы — клоном.

Долли захватила воображение людей, но те из нас, кто был в поле, видели ее появление в ходе предыдущих исследований. Я работаю с эмбрионами млекопитающих более 40 лет, при этом некоторые работы в моей лаборатории сосредоточены на различных методах клонирования крупного рогатого скота и других видов домашнего скота. На самом деле, один из соавторов статьи, объявляющей о Долли, работал в нашей лаборатории в течение трех лет, прежде чем отправиться в Шотландию, чтобы помочь создать знаменитый клон.

Долли стала важной вехой, вдохновив ученых на дальнейшее совершенствование технологии клонирования, а также на разработку новых концепций в исследованиях стволовых клеток. Конечная цель никогда не предназначалась для создания армий генетически идентичных животных: скорее, исследователи продолжают совершенствовать методы и комбинировать их с другими методами, чтобы ускорить традиционные методы разведения животных, а также получить представление о старении и болезнях.

Необычная сперма + яйцеклетка

Долли была совершенно нормальной овцой, которая стала матерью множества нормальных ягнят. Она дожила до шести с половиной лет, когда ее в конце концов усыпили после того, как заразная болезнь распространилась по ее стаду, заразив как клонированных, так и нормально воспроизводящихся овец. В ее жизни не было ничего необычного; именно ее происхождение сделало ее уникальной.

До десятилетий экспериментов, которые привели к Долли, считалось, что нормальные животные могут быть получены только путем оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом. Так все работает естественным образом. Эти зародышевые клетки — единственные в организме, генетический материал которых полностью перемешан, и их количество вдвое меньше, чем у любого другого вида клеток. Таким образом, когда эти так называемые гаплоидные клетки объединяются при оплодотворении, они производят одну клетку с полным набором ДНК. Соединённые вместе клетки называются диплоидными, т. е. дважды или двойными. Две половинки составляют единое целое.

С этого момента почти все клетки в этом теле имеют одинаковую генетическую структуру. Когда одноклеточный эмбрион дублирует свой генетический материал, обе клетки теперь двухклеточного эмбриона генетически идентичны. Когда они, в свою очередь, дублируют свой генетический материал, каждая клетка на стадии четырех клеток становится генетически идентичной. Эта закономерность проявляется в том, что каждая из триллионов клеток взрослого человека генетически абсолютно одинакова — будь то легкие, кости или кровь.

При переносе ядра соматической клетки вся ДНК происходит из одной взрослой клетки.
Белкорин, CC BY-SA

Напротив, Долли была произведена так называемым переносом ядер соматических клеток. В этом процессе исследователи удаляют генетический материал из яйцеклетки и заменяют его ядром какой-либо другой клетки организма. Полученное яйцо становится фабрикой по производству эмбриона, из которого развивается потомство. На снимке нет сперматозоидов; вместо того, чтобы половина генетического материала исходила от сперматозоидов и половина от яйцеклетки, все это происходит из одной клетки. Он диплоидный с самого начала.

Долгий путь исследований привел к Долли

Долли стала кульминацией сотен экспериментов по клонированию, которые, например, показали, что диплоидные эмбриональные и эмбриональные клетки могут быть родителями потомства. Но не было никакого способа легко узнать все характеристики животного, которые будут получены в результате клонирования эмбриона или плода. Исследователи могли заморозить несколько клеток 16-клеточного эмбриона, продолжая получать клоны из других клеток; если было получено желаемое животное, они могли разморозить замороженные клетки и сделать больше копий. Но это было нецелесообразно из-за низких показателей успеха.

Долли продемонстрировала, что взрослые соматические клетки также могут быть использованы в качестве родителей. Таким образом, можно было узнать характеристики клонируемого животного.

По моим подсчетам, Долли была единственной успешной из 277 попыток переноса ядер соматических клеток. Иногда в процессе клонирования путем переноса ядер соматических клеток все еще образуются аномальные эмбрионы, большинство из которых погибает. Но этот процесс значительно улучшился, так что теперь показатели успеха составляют около 10 процентов; однако он сильно варьируется в зависимости от используемого типа клеток и вида.

Более 10 различных типов клеток успешно использовались в качестве «родителей» для клонирования. В настоящее время в большинстве случаев клонирование осуществляется с использованием клеток, полученных путем биопсии кожи.

На клон могут влиять не только гены

Генетика — это только часть дела. Даже если клоны генетически идентичны, их фенотипы — характеристики, которые они выражают, — будут разными. Это похоже на естественных однояйцевых близнецов: у них общие гены, но на самом деле они не совсем одинаковы, особенно если воспитываются в разных условиях.

Окружающая среда играет огромную роль для некоторых характеристик. Наличие пищи может влиять на вес. Болезни могут остановить рост. Эти виды образа жизни, питания или последствий болезней могут влиять на то, какие гены включены или выключены у человека; они называются эпигенетическими эффектами. Даже если весь генетический материал может быть одинаковым в двух идентичных клонах, они могут экспрессировать разные гены.

Клонирование победителя не гарантирует успеха следующему поколению.
AP Photo/Дэррон Каммингс

Рассмотрим практику клонирования скаковых лошадей-победителей. Клоны победителей иногда также будут победителями, но в большинстве случаев это не так. Это потому, что победители являются исключениями; у них должна быть правильная генетика, а также правильная эпигенетика и правильная среда, чтобы реализовать этот выигрышный потенциал. Например, невозможно точно воспроизвести состояние матки победившей скаковой лошади, когда она была развивающимся плодом. Таким образом, клонирование чемпионов обычно приводит к разочарованию. С другой стороны, клонирование жеребца, дающего большое количество лошадей-победителей скачек, очень надежно приведет к получению клона, который так же производит победителей. Это генетическая, а не фенотипическая ситуация.

Несмотря на то, что генетика надежна, есть аспекты процедуры клонирования, которые означают, что эпигенетика и окружающая среда не оптимальны. Например, у сперматозоидов есть изящные способы активировать оплодотворенные ими яйцеклетки, которые погибнут, если их не активировать должным образом; при клонировании активация обычно осуществляется сильным электрическим током. Многие этапы клонирования и последующего эмбрионального развития выполняются в пробирках в инкубаторах. Эти условия не являются идеальной заменой женским половым путям, где обычно происходит оплодотворение и раннее эмбриональное развитие.

Иногда аномальные плоды развиваются до срока, что приводит к аномалиям при рождении. Наиболее поразительный аномальный фенотип некоторых клонов называется «синдромом большого потомства», при котором телята или ягнята на 30–40 процентов больше нормы, что приводит к трудным родам. Проблемы возникают из-за аномальной плаценты. При рождении эти клоны генетически нормальны, но слишком велики и склонны к гиперинсулинемии и гипогликемии. (Со временем состояние нормализуется, как только потомство перестанет подвергаться влиянию аномальной плаценты.)

Недавние улучшения в процедурах клонирования значительно уменьшили эти аномалии, которые также возникают при естественном размножении, но гораздо реже.

Удаление генетического материала из ядра клетки.
AP Photo / Томас Терри

Продолжая клонирование

Было произведено много тысяч клонированных млекопитающих почти двух десятков видов. Очень немногие из них касаются практических применений, таких как клонирование знаменитого быка Ангуса по кличке Финальный Ответ (который недавно умер в преклонном возрасте) с целью получения более качественного скота с помощью спермы его клона.

Но ландшафт исследований в области клонирования быстро меняется. Движущей силой создания Долли было не производство генетически идентичных животных. Скорее исследователи хотят объединить методы клонирования с другими методами, чтобы эффективно изменять животных генетически — намного быстрее, чем традиционные методы разведения животных, которые требуют десятилетий, чтобы внести изменения в популяции таких видов, как крупный рогатый скот.

Одним из недавних примеров является введение гена комолости (без рогов) молочному скоту, что устраняет необходимость в болезненном процессе удаления рогов. Еще более поразительным применением было получение штамма свиней, неспособных заразиться очень заразным и изнурительным вирусом РРСС. Исследователи даже создали крупный рогатый скот, у которого не может развиться коровье бешенство. Для каждой из этих процедур трансплантация ядер соматических клеток является неотъемлемой частью процесса.

На сегодняшний день самым ценным вкладом этих экспериментов по трансплантации ядер соматических клеток была полученная научная информация и понимание. Они расширили наше понимание нормального и аномального эмбрионального развития, включая аспекты старения и многое другое. Эта информация уже помогает уменьшать врожденные дефекты, совершенствовать методы борьбы с бесплодием, разрабатывать средства для борьбы с некоторыми видами рака и даже уменьшать некоторые негативные последствия старения — у домашнего скота и даже у людей. Спустя два десятилетия после Dolly важные приложения все еще развиваются.

25 лет с тех пор, как была клонирована овечка Долли. Родился. В рамках более крупного исследования исследователи из Института Рослина Эдинбургского университета успешно родили ягненка в лаборатории — не из яйцеклетки и спермы, а из ДНК, взятой из молочной железы взрослой овцы.

По сути, они клонировали млекопитающее.

Несмотря на то, что овца Долли не была ни первым клонированным животным или млекопитающим, ни плодом особенно новой идеи (впервые клонирование было предложено в 1938 году немецким эмбриологом Гансом Шпеманном), овца Долли попала на первые полосы газет по всему миру. Она была первым млекопитающим, у которого была клонирована ДНК взрослой клетки, и поэтому она была генетически идентична донору.

Ожидания были высокими. С ее рождением появилось обещание новых способов предотвращения болезней, возвращения потерянных животных и даже перспективы клонирования людей. Однако четверть века спустя клонирование, похоже, исчезло из поля зрения. Перенос ядер соматических клеток (SCNT) — форма клонирования, использованная с Долли — в значительной степени исчезла из общественного сознания, но оставила впечатляющее научное наследие.

Несмотря на небольшое влияние на человеческую жизнь, клонирование оказало большое влияние на науку, больше, чем многие ожидали.

За последние 50 лет ученые проводили эксперименты по клонированию самых разных животных. В 1979 году исследователи получили первых генетически идентичных мышей, разделив мышиные эмбрионы в пробирке, а затем имплантировав полученные эмбрионы в матку взрослых самок мышей. С тех пор крупный рогатый скот, овцы, кошки, олени, собаки, лошади, мулы, быки, кролики, крысы и обезьяны были клонированы с использованием различных методов.

Долли случайно родилась в результате проекта по производству белков для лечения болезней человека из молока животных. Идея заключалась в том, чтобы генетически модифицировать овец, чтобы использовать систему производства молока животного в качестве своего рода фабрики. Исследователи не стремились клонировать взрослые клетки как таковые, а скорее искали способ работы с эмбриональными стволовыми клетками для создания генетически модифицированных животных. Пытаясь создать клоны из эмбриональных клеток, они использовали взрослые клетки в качестве экспериментального контроля, не ожидая, что они действительно создадут собственный эмбрион.

«Вся причина того, почему Рослинский институт клонировал Долли, была связана с генной инженерией, — объяснил профессор Брюс Уайтлоу, директор Рослинского института. «Исследователи хотели лучшую платформу для генной инженерии. Тогда они вводили трансгены в оплодотворенные яйца и надеялись, что несколько животных выберут трансген. Но это было очень неэффективно. Технология клонирования была разработана, потому что она основывалась на клетках, выращенных в культуре, и было желание иметь более эффективную клеточную систему для выполнения генной инженерии. Сегодня у нас есть невероятно точные инструменты редактирования генома, а это означает, что эти клеточные методы больше не нужны, хотя некоторые группы все еще используют их для получения трансгенных животных».

Клонирование идентичных животных имеет много преимуществ, особенно для исследований. Во-первых, работа с клонированными животными снижает генетическую изменчивость моделей животных и, следовательно, уменьшает количество животных, необходимых для научных исследований.

Рождение Долли имело большое значение, поскольку доказало, что ядро ​​взрослой клетки содержит всю ДНК, необходимую для возникновения другого животного. Хотя эмбриональные клетки ранее использовались для клонирования животных, Долли была первым клонированным животным, полученным из взрослой клетки. Это значительно обогатило исследования стволовых клеток, поскольку означало, что можно перепрограммировать ядро ​​взрослой клетки обратно на эмбриональную стадию.

Наибольшее влияние клонирование, вероятно, оказало на область стволовых клеток. Клонирование Долли особенно побудило профессора Шинья Яманака начать разработку индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, полученных из клеток взрослого человека, для начала у мышей. Это достижение принесло ему Нобелевскую премию в 2012 году. Сегодня исследователи используют методы клонирования для получения эмбриональных стволовых клеток во многих областях исследований.

Плюрипотентные стволовые клетки представляют особый интерес и улучшают наше понимание раннего эмбриогенеза и биологии стволовых клеток, создавая возможности для разработки терапии стволовыми клетками. Терапевтическое клонирование включает создание клонированного эмбриона с единственной целью получения эмбриональных стволовых клеток с той же ДНК, что и у донорской клетки.

Это удивительные клетки, обладающие уникальной способностью генерировать практически любые типы клеток в организме для выращивания здоровой ткани в лаборатории, которую можно использовать для замены поврежденной или больной ткани. Кроме того, можно узнать больше о молекулярных причинах заболеваний, изучая линии эмбриональных стволовых клеток из клонированных эмбрионов, полученных от животных или людей с различными заболеваниями. Наконец, дифференцированные ткани, полученные из эмбриональных стволовых клеток, являются отличным инструментом для тестирования новых терапевтических препаратов. Их открытие значительно сократило использование животных в исследованиях.

По мере того, как список успешно клонированных животных рос, ученые начали изучать клонирование как метод разведения животных, принадлежащих к исчезающим или вымершим видам. В 2003 году было проведено первое клонирование находящегося под угрозой исчезновения животного с бантенгом — видом крупного рогатого скота, обитающим в Юго-Восточной Азии, — что продемонстрировало, как клонирование можно использовать для защиты видов от риска исчезновения. Клонирование также может быть использовано для увеличения генетического фонда очень небольшой популяции животных. Исследователям удалось использовать клетки, которые были выделены около 30 лет назад у черноногих хорьков, вида, который раньше был обычным явлением в большинстве прерий Америки, но сейчас очень уязвим. Они смогли клонировать и родить животных, которые отличались от единственной оставшейся дикой колонии.

В 2009 году ученые использовали коз в качестве доноров яйцеклеток и суррогатов для клонирования первого вымершего животного, испанского горного козла по имени букардо. К сожалению, единственный ребенок, выживший во время беременности, умер вскоре после рождения из-за дефекта легких, но эксперимент предполагает, что теоретически можно вернуть к жизни шерстистых мамонтов, гигантских панд и, возможно, даже неандертальцев. Тем не менее, проблема клонирования находящихся под угрозой исчезновения и вымерших видов заключается в том, чтобы найти достаточно близкородственных животных, которые могли бы служить донорами яйцеклеток и суррогатами, не говоря уже о том, чтобы найти достаточно хорошо сохранившуюся ДНК исходного животного, чтобы ее можно было использовать для создания совершенно нового организма. Для создания клона требуется неповрежденное ядро, которого нет у большинства вымерших видов.

Сегодня фактическое клонирование животных по-прежнему ограничено определенными областями, и одна из них — сельское хозяйство. Хотя Европейский парламент проголосовал за запрет клонирования животных для еды, в США и Китае в некоторых случаях используется сельскохозяйственное клонирование, чтобы извлечь выгоду из генов нескольких необычных особей. Например, выдающихся лошадей для игры в поло или особых питомцев можно клонировать по требованию. Однако в таких случаях речь идет лишь о нескольких экземплярах, и клонирование до сих пор не помогло селекционерам получить животных с улучшенными качествами. Клонирование, по своей природе, только копирует и вставляет, оно не улучшает генетический состав животных.

Профессор Уайтлоу объясняет, что наследие клонирования выходит далеко за рамки практической науки, потому что качества Долли, привлекающие внимание заголовков, изменили общественное понимание и интерес:  

«Это изменило то, как общественность смотрела на этот тип биологии, и ускорило интерес средств массовой информации. И мы никогда не возвращались. С тех пор сохраняется высокий интерес к генетике, биологии и технологиям воспроизводства. Как общество, мы очень многим обязаны Долли, позволив ей осознать, что, безусловно, вызвало множество споров.