Клонирование – метод получения нескольких идентичных организмов путем бесполого (в том числе вегетативного) размножение.

Организм, полученный методом клонирования называется клон. Срок “клон” был впервые использован в 1903 году Уэббером (Webber, Германия) применительно к растениям, размножается вегетативно, и означал, что дочерние растения клона генетически идентичны материнскому.

Картинки по запросу клонирование

Срок «клон» происходит от греческого слова «klon», что означает веточка, побег, отпрыск имеет отношение, прежде всего к вегетативному размножению. Строго говоря, даже вегетативное размножение микроорганизмов делением можно назвать клонированием.

 

История исследований

Еще в 1901 году Хансу Шпеману удалось клонировать саламандру, разделив зародыш пополам.

Далее клонирования методом підсажування ядра в соматическую клетку доказал Дж. Гердон, английский биолог, который первым сумел получить клонированные эмбрионы шпорцевих лягушек. Он выжигал ультрафиолетом ядра икринок и затем подсаживал в них ядра, выделенные из клеток эпителия головастиков этого вида. Большая часть полученных таким образом икринок погибала, и лишь совсем маленькая их доля (2,5%) развивалась в головастиков. Взрослых лягушек получить таким образом не удавалось. Тем не менее это был успех.

Более широкие исследования, что охватывают не только амфибий, но и рыб, а также дрозофил, в 1962 г. были начаты английским биологом Дж. Гордоном. Он первым исследовал южноафриканских лягушек(Xenopus laevis). В качестве донора ядер использовал не зародышевые клетки, а уже вполне специализировавшиеся клетки эпителия кишечника плавающего головастика.

Затем Гердон вместе с Ласки (1970) стали культивировать in vitro (вне организма в питательной среде) клетки почки, легкого и кожи взрослых животных и использовать уже эти клетки в качестве доноров ядер. Примерно 25% первично реконструированных яйцеклеток развивались до стадии бластули. При серийных пересадках они развивались до стадии плавающего головастика.

Пересадки ядер у млекопитающих начались позже, в 80-х годах.

Это было пов’связано с техническими трудностями, так как зигота млекопитающих имеет небольшие размеры. Например, диаметр зиготы мыши примерно 60 мкм, а диаметр оплодотворенной яйцеклетки лягушки около 1200 мкм, то есть в 20 раз больше .

Несмотря на перечисленные трудности, первые сообщения о получении клонов мышей, идентичных донору, с’появились уже в 1981 году. В качестве донора были использованы эмбриональные клетки одной из линий мышей, взятые на стадии бластоцисты. Через несколько лет Дж. Мак Грат и Д. Солтер также достигли успеха.

В этих экспериментах клоны мышей удавалось получить лишь в том случае, если трансплантировали ядра эмбрионов на стадии не позднее 2 бластомеров. Эти и много других данных показывают, что в эмбриогенезе у мышей клеточные ядра рано теряют тотипотентність, что эт’связано очевидно, с очень ранней активацией генома зародыша – уже на стадии 2-х клеток. В других млекопитающих, в частности, у кроликов, овец и крупного рогатого скота, активация первой группы генов в эмбриогенезе происходит позднее, на 8-16-клеточной стадии.

Вплоть до середины 90-х годов вопрос об использовании взрослых млекопитающих в качестве доноров ядер клеток практически не ставился, поскольку ученые-биологи занимались главным образом клонированием эмбрионов домашних животных, причем эксперименты в этой области и по сию пору проходят очень непросто и с высоким уровнем недач .

Поэтому поистине сенсацией стала история с клонированием в 1996 году знаменитой ныне овечки Долли в шотландской фирмы PPL Therapeutics (коммерческого отделения Розлин Института в Эдинбурге).

Коллектив ученых, возглавляемый Єном Уилмут, продемонстрировал, что им удалось, используя соматические клетки взрослого животного, получить клональну животное- овцу по кличке Долли.

Однако этому предшествовала большая работа.

Еще в 1986 году Уиландсин показал, что эмбрионы овец на 16-клеточной стадии развития сохраняют тотіпотентность. Реконструированные яйцеклетки, содержащие ядра бластомеров 16-клеточных зародышей, развивались нормально до стадии бластули в перев’язаному яйцевод овцы (в агаровом цилиндре), а после освобождения от агара, пересаживали в матку овцы- второго реципиента – еще на 60 дней. В другом случае донорами служили ядра 8-клеточных зародышей и были получены три живых ягненка, фенотип которых соответствовал породе овци- донора.

В 1989 году Смит и Уилмут трансплантировали ядра клеток 16-клеточного эмбриона и ранней бластули в лишенные ядра неоплодотворенной яйцеклетки овец. В первом случае было получено два живых ягненка, фенотип которых соответствовал породе овец – доноров ядер. Во втором случае один полностью сформировавшийся, а другой погиб во время родов.

Его фенотип соответствовал породе-донору. Авторы считали, что в ходе дифференцировки эмбриональных клеток происходит инактивация некоторых важных для развития генов и в результате ядра бластули уже не могут репрограммироваться в цитоплазме яйцеклетки и обеспечить нормальное развитие реконструированного зародыша.

Позже, в 1993-95 гг., группа исследователей под руководством профеесора Уілмута получила клоны овец – п’пять идентичных животных, донорами ядер, которых была культура эмбриональных клеток.

Для чего же использовать клонирование и зачем оно нужно?

Репродуктивное клонирование может позволять исследователям клонировать животных с потенциальной выгодой для отраслей медицины и сельского хозяйства. Например, те же самые Шотландские исследователи, которые клонировали Долли, клонировали другую овцу. Она была генетически модифицирована, чтобы давать молоко, которое содержит основу человеческого белка для улучшения крови.

Картинки по запросу тестирование лекарств на животных

Так же можно использовать животных для того чтобы тестировать на них новые виды лекарств и обычную продукцию, предназначенную для человека. Большое преимущество использования клонированных животных для проверки на таблетки состоит в том, что все они являются генетически идентичными, что означает, что их реакция на таблетки должна быть более менее похожей, чем у животных с разным генетическим набором.

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

Картинки по запросу азиатский вич животное
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 стоит на грани исчезновения.

Перспективы

Конечно, клонирование имеет свои перспективы. Ведь генная инженерия развивается и возможно в будущем ученые возведут смертность клонов к минимуму, снизят затратность данного процесса. Сейчас тема “клонирование” остается зависшою в уездри. В большинстве стран Европы клонирование, даже вымирающих животных, запрещено через проблему этичности. США не так критично относится к клонированию организмов за добрых намерений. В Китае клонирование животных используют на полную для увеличения количества рогатого скота, а также домашних любимцев.

Однако, разработки и исследования в мире ведутся с осторожностью, чтобы не нарушить этические права и нормы общества.