Как подружить гены в клетках. Коктейль молодости, светящиеся котики, напечатанные органы и другие прелести науки: читать начало книги онлайн

Со времен создания первого клона прошло более 20 лет. Вы помните овечку Долли?

Долли появилась на свет 5 июля 1996 года в Шотландии. Сначала у нее не было даже имени, только лабораторный идентификационный номер 6LL3. Имя Долли появилось позже, его предложил один из ветеринаров, который помогал ученым при ее рождении. Овцу получили из клетки вымени, поэтому ее назвали в честь американской певицы Долли Партон, которой нравилось фокусировать внимание на своем крупном бюсте.

Жизнь Долли была похожа на жизнь самой обычной овцы. Она даже родила шесть ягнят. Однако уже осенью 2001 года у Долли обнаружили артрит, ей стало трудно ходить. Какое-то время заболевание успешно лечили противовоспалительным препаратом.

Четырнадцатого февраля 2003 года на седьмом году жизни Долли пришлось усыпить. Причиной стало прогрессирующее заболевание и тяжелый артрит. Одни ученые не связывали ее смерть с последствиями клонирования: у многих обычных овец были такие же болезни. Другие специалисты предполагали, что причиной ранней смерти могли послужить теломеры, ведь обычно овцы живут 10–12 лет. Позже, в начале XXI века, образовалась третья группа ученых, которая считала, что клонирование стало причиной ускоренного старения.

Исследователи из Великобритании решили развеять этот миф и провели исследование. Результаты подтвердили, что клонированные овцы не более предрасположены к артриту, чем обычные [11]. Ученые отмечают, что ни у Долли, ни у современных клонов не было сколько-нибудь необычного уровня предрасположенности к артриту, что риски в этом случае не отличаются от рисков обычных взрослых овец и что возраст клона здесь не принципиален.

Успех эксперимента с Долли вызвал моментальную реакцию общества. Мнения сильно разошлись: одни уподобляли это сотворению Евы из ребра Адама, другие находили в этом сходство с экспериментами доктора Франкенштейна, которые способны погубить все человечество.

Также спорно называть Долли полным клоном. Дело в том, что Долли клонировали посредством замены ядра, но геном передается не только через ядро, есть и митохондриальная ДНК, поэтому можно сказать, что Долли имеет двух матерей.

Раз уж речь зашла о митохондриальной ДНК, хочу продолжить эту тему и рассказать вам о детях, рожденных от трех родителей. Это совсем недавние достижения современной медицины.

В 2016 году в Мексике получили первого ребенка от трех родителей [12]. Тогда ученые сообщили о первой успешно проведенной на человеке процедуре, во время которой переносят ядро от одной яйцеклетки к другой. У ребенка, рожденного в результате такой процедуры, присутствуют гены не только отца и матери, но и митохондриальная ДНК от женщины-донора.

Еще с середины XX века разрабатывались методы переноса митохондрий. Первый опробованный на человеке подход – цитоплазматическое донорство – подразумевает инъекцию здоровых митохондрий в яйцеклетку будущей матери вместе с «клеточным соком», то есть цитоплазмой. Цитоплазматическое донорство активно исследовалось американским ученым Жаком Коэном в 90-х годах прошлого века. Однако надо отметить, что у этого подхода есть значительный минус. Поскольку митохондрии матери в ходе процедуры не удаляются, а только дополняются здоровыми органеллами, то ребенок несет одновременно и здоровые, и испорченные органеллы. В ходе деления митохондрии распределяются между дочерними клетками случайно, и в некоторых из них может оказаться значительное количество испорченных органелл, что может привести к развитию болезни.

Сегодня наиболее популярной считается не инъекция митохондрий в яйцеклетку матери, а наоборот, перенос самого ядра из яйцеклетки матери в яйцеклетку донора со здоровыми митохондриями, при этом собственное ядро из него предварительно удаляют.

Метод митохондриальной заместительной терапии (МЗТ) разработали, чтобы женщины, которые страдают дефектами митохондрий, могли родить здорового ребенка. На сегодняшний день у нас есть два разработанных варианта этой процедуры.

В первом варианте используются две неоплодотворенные яйцеклетки (материнскую и донорскую) и отцовскую сперму. ДНК из яйцеклетки матери пересаживают в донорскую яйцеклетку со здоровыми митохондриями и с удаленным собственным ядром, затем донорскую яйцеклетку оплодотворяют спермой отца. С помощью этого метода на свет появился первый в мире ребенок от трех родителей.

Второй вариант заключается в том, что яйцеклетки матери и женщины-донора оплодотворяют спермой отца, а потом ядро из материнской яйцеклетки переносят в донорскую. Этот метод успешно реализовали украинские медики, в результате чего человечество получило второго ребенка от трех родителей. В обоих случаях оплодотворенную яйцеклетку переносят в матку матери для вынашивания, как при обычной процедуре экстракорпорального оплодотворения.

В январе 2019 года в греческом центре репродукции испанские и греческие медики объявили о клинических испытаниях первого метода. В исследовании участвовали 25 женщин. У одной из них до применения этого метода были четыре безуспешные попытки экстракорпорального оплодотворения и две хирургические операции для лечения эндометриоза, но в результате именно этого метода женщина родила здорового мальчика [13].

Вернемся к клонированию.

В вопросе о клонировании остается много сложного и спорного. Необходимо соблюсти все этические нормы по отношению к живому существу.

Сегодня на пути к дальнейшему развитию клонирования стоят многие этические барьеры, тем более если речь идет о человеке. Особенно остро на это реагируют некоторые мировые религии, считая клонирование человека недопустимым. На данный момент не так мало стран, где эта процедура вообще запрещена и преследуется законом. А где-то под запретом именно то клонирование, в процессе которого воспроизводится целый многоклеточный организм [15].

Клонирование в биологии – это появление естественным или искусственным путем нескольких генетически идентичных живых организмов. Надо отметить, что этот термин в том же смысле нередко используется по отношению к одноклеточным организмам и клеткам многоклеточных организмов.

Термин «клонирование» мы можем применять как к растениям, так и к животным.

Все идентичные организмы, которые создали с помощью клонирования, называют клонами.

Исследования вряд ли прекратятся. И мы должны понимать, что «клонирование» – это не просто часто встречающееся слово в научно-фантастических рассказах. Это реальная технология, которая может быть действительно полезной.

Вслед за Долли с помощью метода переноса ядра из соматической клетки в лишенную собственного ядра яйцеклетку было клонировано 25 видов животных, в том числе собака, корова, свинья, крыса, верблюд и другие.

С помощью клонирования удастся вывести животных и растения с такими важными параметрами, как плодовитость и устойчивость к болезням. Особенно привлекательно выглядит перспектива восстановления популяции вымерших или вымирающих видов.

Критиковать технологии редактирования генов, клонирования и создания генетически модифицированных объектов легко. Всегда найдутся люди, которые скажут, что ВИЧ не существует, а генетически модифицированные продукты приводят к смерти.

Но решение, двигаться ли вперед, изобретать новые препараты или стоять на месте, остается за вами.

Глава 2

Что записано в наших генах?

Во всех своих бедах люди привыкли винить кого-то: соседа, родственников, правительство. Что касается генов, тут еще более интересно. Мы будто собраны из частей своих предков. Чаще всего, когда мы говорим о своей внешности или болезнях, мы повторяем из раза в раз: нос у меня достался от папы, брови – от мамы, живот – от дедушки, а мигрень – от бабушки. Когда я была маленькой, мне часто говорили, что я папина копия, но улыбка мне досталась от мамы. Я всегда обижалась, потому что мне не очень хотелось быть похожей на бородатого и лысого папу, другое дело – красавица мама. Но у генов свои планы. И некоторые признаки достаются нам далеко не от мамы с папой, а от дальних предков, о существовании которых мы знаем только из книжек.