Клонирование животных

большинством голосов" против клонирования животных в продовольственных целях, сообщил РИА Новости представитель пресс-службы Европарламента.

На сегодняшний день нигде в мире продукты из мяса животных-клонов не продаются, однако, по мнению экспертов, они могут появиться на продовольственных рынках к 2010 году, в частности, в США. В марте комитет по безопасности продуктов питания при правительстве Японии сделал заключение о том, что мясо клонированных коров и свиней безопасно.

Европейское агентство по продовольственной безопасности (EFSA) в январе прошлого года обнародовало предварительное заключение, согласно которому, мясо и молоко клонированных животных пригодно в пищу. Эксперты EFSA, проводившие исследование по поручению Еврокомиссии, считают "очень маловероятным, что существует какое-либо отличие в плане продовольственной безопасности" между мясом и молоком животных-клонов и их сородичей, выращенных традиционным путем.

Независимая Европейская экспертная группа по этике в области науки и новых технологий (EGE), со своей стороны, высказала сомнения в оправданности возможности потребления человеком мяса и молока животных-клонов. Эксперты EGE исходят из того, что подсадка эмбрионов клонов самкам домашних животных является болезненным процессом и зачастую чревата их гибелью, а сами клонированные животные преждевременно стареют и очень уязвимы в плане здоровья.

Решение о разрешении к продаже мяса и молока животных-клонов надлежит принимать Еврокомиссии совместно со странами-членами ЕС [24].

5. Применения клонов животных

Клоны не всегда выглядят одинаково. Хотя у клонов один и тот же генетический материал, окружающая среда так же играет огромную роль в том, как приспособится к ней организм клонированного существа. К примеру, первая кошка, которая была клонирована, ее звали Сиси, была каленкорской породы и была совсем не похожа на свою мать (донора) [21].

Репродуктивное клонирование может позволять исследователям клонировать животных с потенциальной выгодой для областей медицины и сельского хозяйства. Например, те же самые Шотландские исследователи, которые клонировали Долли, клонировали другую овцу, которая была генетически модифицирована, чтобы давать молоко, которое содержит человеческую основу белка для крови . Мы надеемся, что в дальнейшем этот белок может отбираться из молока и подаваться человеку в чистом виде, это очень поможет людям, у которых низкая свертываемость крови. 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 боле менее сходной, чем у животных с различным 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 произвели первого клона, подвергнутого опасности вымирания - азиатского вола.

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 стоящего на грани исчезновения. Вскоре 3 африканских диких кошки были клонированы из замороженных эмбрионов, которые были использованы в качестве ДНК. Несмотря на то, что некоторые эксперты считают, что клонирование спасает особи, стоящие на гране вымирания; некоторые ученые считают, что клонирование несет негативный характер, так как все особи имею генетически идентичный набор хромосом, что в целом играет отрицательную роль, так как для выживания разновидности необходимы разные варианты ДНК.

Некоторые люди так же проявили интерес в том, чтобы их умерших домашних любимцев клонировали, надеясь, что эти клоны будут абсолютно такими же как и их умерший донор. Но как показало клонирование Кошки Сиси, клон не всегда выглядит так же, как и его "оригинал", у которого было взято ДНК [4].

Репродуктивное клонирование - очень неэффективная техника и большинство клонированных животных эмбрионов, не могут развиваться в здоровых особях. Например, Долли была единственным клоном, который был рожден живым из общего количества 277 клонированных эмбрионов. Эта очень низкая эффективность, объединенная беспокойствами по поводу безопасности, представляет серьезное препятствие для применения репродуктивного клонирования. Исследователи выявили некоторые проблемы со здоровьем у овцы и других млекопитающих, которые были клонированы. Это увеличение размера плода при рождение и разнообразные дефекты в жизненных органах, типа печени, мозга и сердца. Другими последствиями являются преждевременное старение и проблемы с иммунной системой.

Другая потенциальная проблема заключается в возрасте хромосомы клонируемой клетки. Все клетки проходят их нормальные стадии деления. Кончик хромосомы, который называется теломером с каждым делением укорачивается. Через какое-то время теломер становится настолько маленьким, что клетка не может больше делится, и в конечном итоге погибает. Это обычный процесс старения, который присущ всем типам клеток. Следовательно, клоны, созданные от клетки, принятой от взрослой особи, могут иметь хромосомы, которые уже короче, чем нормальная, и это может повлиять на быстрое старение клонированной особи. И действительно, Долли, которая была клонирована от клетки шестилетней овцы, имела хромосомы, теломеры которого были короче, чем у овец ее возраста. Долли умерла в возрасте 6 лет, приблизительно половина продолжительности жизни овцы, которая составляет 12 лет [27].

6. Эффективность клонирования животных

Клонирование млекопитающих методом переноса ядер сопровождается патологией в эмбриональный, плодный и неонатальный периоды развития клонов. Возможными причинами аномалий у клонированных животных могут быть ошибки репрограммирования генома, повреждение наследственного материала при культивировании эмбрионов in vitro и сама процедура переноса ядер [9].

Значительная часть выживших клонов обладает рядом нарушений, возникающих из-за несоответствующего эпигенетического репрограммирования генома. Суть проблемы заключается в том, что развитие клонированного животного происходит за счет реализации генетической информации, заключенной в хромосомах донорского ядра из дифференцированной соматической клетки, при этом состояние активности разных генов в соматических и эмбриональных клетках значительно отличается. В соматических клетках в активном состоянии находятся гены, характерные для дифференцированной ткани и ответственные за синтез специфических белков. В то же время для развития эмбриона на ранних стадиях требуется, чтобы синтезировались совершенно другие белки, информация о которых закодирована в генах раннего развития.

В процессе естественного полового размножения зигота образуется в результате слияния мужской и женской половых клеток. В процессе гаметогенеза в половых клетках происходит ремоделирование наследственного материала, т.е. его подготовка к дальнейшим процессам оплодотворения и раннего развития. В момент оплодотворения их гены "молчат", с них не происходит считывания информации. Ядро соматической клетки при его переносе в энуклеированный ооцит не "молчит", в нем активно происходят процессы транскрипции (считывания) [21].

Первые успешные опыты по клонированию доказали, что соматическое ядро в цитоплазме ооцита подвергается репрограммированию - процессу переориентирования донорского генома на синтез белков, соответствующих раннему зародышу. Становятся активными те участки хромосом, которые усиленно работают у раннего зародыша. Во многих случаях процесс репрограммирования генома ядерного трансплантата является неполным, что и приводит к ранней остановке развития эмбрионов.

Существует и другая проблема, связанная с так называемым геномным импринтингом. Явление геномного импринтинга состоит в том, что для нормального развития организма необходимы гены как отцовского, так и материнского происхождения. Известно, что определенные гены так импринтированы в процессе гаметогенеза, что после процесса оплодотворения экспрессируется только отцовский или только материнский аллель. При переносе соматического ядра в энуклеированный ооцит этот механизм может нарушаться, поскольку после их слияния происходит сложная функциональная перестройка всего клеточного генома, в течение которой велика вероятность ошибок.

В данных работах приводится информация о различиях в организации материнского и отцовского хроматина, подчеркивается роль метилирования в подавлении активности генов. Высказывается предположение, что причиной низкой выживаемости животных, полученных в результате переноса ядер, являются генетические нарушения (мутации), аккумулирующиеся в процессе старения клеток организма-донора ядер или во время их культивирования в условиях in vitro.

Высокая частота возникновения аномалий и их межвидовое сходство, а также получение здорового потомства от животных-клонов говорит в пользу эпигенетической природы возникновения таких нарушений, то есть наиболее достоверным объяснением пороков развития является неспособность реконструированных эмбрионов соответствующим образом репрограммировать статус ядра соматической клетки[22].

В работах R. Jaenisсh обсуждается проблема укорачивания концевых участков хромосом (теломер) в клетках клонированных животных. С началом дифференцировки в большинстве клеток происходит необратимое укорачивание концевых участков хромосом, что ставит вопрос о том, наследуют ли клонированные животные укороченные теломеры их генетических родителей и подвержены ли они вследствие этого преждевременному старению. Укорачивание теломер зарегистрировано у первой клонированной овцы Долли, но не отмечено у клонированных в 2000 г. телят. Было установлено, что активность фермента теломеразы, удлиняющего концевые участки хромосом, в ядерных трансплантатах находится на уровне, сходном с контролем. Теломераза полностью восстанавливает длину теломер донорского генома на стадии раннего эмбриона, и, как считает автор статьи, этот фактор не может влиять на выживаемость клонов.

Клонирование методом переноса ядер неодинаково эффективно при использовании в качестве доноров дифференцированных соматических и тотипотентных эмбриональных стволовых клеток. Реконструированные эмбрионы с геномом эмбриональной стволовой клетки, достигшие стадии бластоцисты, развиваются до рождения в 10-20 раз чаще, чем эмбрионы, полученные после переноса ядер соматических клеток. Эти наблюдения дают основания предполагать, что ядру недифференцированной эмбриональной клетки в отличие от дифференцированной требуется лишь незначительное репрограммирование. Это объясняется сходством эпигенетического статуса геномов эмбриональных стволовых клеток и клеток раннего эмбриона. Под эпигенетическим статусом в генетике развития понимается сумма всех взаимодействий генов со средой их функционирования.

Ранее было показано, что родившиеся животные-клоны часто проявляют признаки нарушения дыхания и кровообращения, при рождении имеют повышенный вес тела и плаценты, вследствие чего этой патологии был присвоен термин "синдрома крупного молодняка". Авторами данных статей, однако, не было установлено какой-либо взаимосвязи между изменением активности ряда импринтированных генов у клонов и повышенным весом; аномалии в экспрессии генов носили случайный характер.

Полученные результаты свидетельствовали о значительных вариациях в активности и уровне метилирования импринтированных генов в плацентах и тканях мышат, полученных в результате трансплантации ядер из эмбриональных стволовых клеток. Чтобы выяснить, являются ли эти нарушения результатом изменения импринтинга в донорской популяции ЭС клеток или следствием неправильного репрограммирования донорского генома после пересадки ядер, у нескольких линий ЭС клеток вызывалась направленная дифференцировка добавлением ретиноевой кислоты. В результате выяснилось, что имеются значительные вариации в уровне экспрессии импринтированных генов не только между разными линиями ЭС клеток, но и между различными субклонами одной линии ЭС клеток (т.е. между ЭС клетками, берущими начало от одной-единственной родительской клетки). Эти аномалии возникают в процессе культивирования ЭС клеток в условиях in vitro[27].

Независимо от типа клеток, используемых в качестве доноров ядер, только небольшой процент реконструированных эмбрионов (1-3%) развиваются до рождения, из них менее половины достигают стадии половозрелости. Это поднимает вопрос о том, имеет ли вообще место нормальная регуляция взаимодействия генов у клонированных животных. Рождение здоровых клонов может объясняться толерантностью развития млекопитающих к большей части эпигенетических нарушений, а летальный эффект вызывается кумулятивным действием потерь нормальной регуляции генов во многих локусах.

В заключение авторами статей делается вывод, что, по всей вероятности, клоны всех видов млекопитающих, включая людей, будут обладать эпигенетическими аномалиями и связанным с ними фенотипом. Поскольку эмбриональные стволовые клетки являются потенциальным источником многих типов клеток для использования в целях трансплантационной терапии, очень важно установить, характерно ли состояние эпигенетической нестабильности для ЭС клеток человека, и оценить значение этого явления на перспективы применения ЭС клеток в медицине[13][24].

Выводы

Клонирование – процесс создания генетически сходного организма несексуальным (неполовым) путем. Клонирование использовали много лет для выращивания растений. Животное клонирование было предметом изучения для ученых многие годы, но получало мало внимания до 1997, пока не было клонировано первое млекопитающее - овечка Долли. Ученный Долли и несколько других ученых клонировали различных животных, включая коров и мышей. Недавний успех клонирования привел к жестким дебатам среди ученых, политиков и широкой публики об использование и этике клонирования животных и возможно человека.

За последние 50 лет, ученые провели эксперименты по клонированию в обширном круге животных, использовав много различных методов. В 1979, исследователи произвели первых генетически идентичных мышей, расколов эмбрион мыши в экспериментальной трубе, а затем внедрив получившийся эмбрион в матку взрослой самки мыши. Вскоре после того, как исследователи произвело первых генетически идентичных коров, овцу и цыплят, перемещая ядро клетки, взятой у раннего эмбриона в яйцо, у которого было освобождено ядро.

Главная причина клонирования животных в том, чтобы произвести организмы с определенными качествами, которые необходимы человеку, например овца была выведена чтобы предоставить человеческий инсулин. Если бы ученые полагались только на половое (сексуальное) размножение чтобы вывести этих животных, они бы рисковали тем, что необходимые им качества исчезли, так как половое размножение (сексуальное) переставляет генетический код в блоках. Другими причинами для клонирования могут быть потерянные или умершие домашние животные или животные, которые находятся на грани вымирания. Какими бы не были причины, новые технологии клонирования разожгли много этических спорах среди ученых. Некоторые государства рассмотрели или предписали законодательство, чтобы замедлить, ограничить или запретить эксперименты клонирования. Ясно, что клонирование будет частью нашей жизни в будущем, но будущее этой технологии должно всё же быть определено.

Список использованной литературы

1. С.И.Заир – Бек, И.В.Муштавинский, Развитие критического мышления на уроке, - М.;Просвещение,2004.

2. Газета "Биология" Издательского дома "Первое сентября", № 12/2003.(Л.В. ЯКОВЕНКО Медицина и клонирование)

3. Газета "Биология" Издательского дома "Первое сентября", № 30/2003.(Голем третьего тысячелетия. Религиозные и исторические последствия клонирования)

4.Газета "Первое сентября" Издательского дома "Первое сентября", № 12/2003 ( Василий ЧЕШИРСКИЙ .Самая тонкая цепочка. Что такое клонирование с биологической точки зрения?)

5.Газета "Первое сентября" Издательского дома "Первое сентября", № 15/2003. (А.ВОЛКОВ. Клонирование: мертвый сезон)

6. Газета "Первое сентября" Издательского дома "Первое сентября", № 15/2003.(А.ГРУДИНКИН, Рождены по ошибке. Клонированные организмы чаще всего нежизнеспособны. Почему?) 7. Афонькин С. Ю. Долли бросает вызов, или размышления о клонировании людей. Биология. N 6, 1999.

8. Бутенко Р. Г. Биология клетки и биотехнология. Наука и человечество, 1987.

9. Дейвор Сольтер. Разведение овец путем пересадки клеточных ядер. Биология. N 38, 1997.

10. Кот М. М. Селекция животных. Перспективы развития. Биология в школе. N 2, 1991.

11. Преждевременное старение Долли (обзор журнала "Nature"). Знание-сила. N 9-10, с. 10, 1999.

12. Рувинова Э. И. Еще раз о клонировании. Биология. N7, 1998.

13. Чижиков Максим. Клонирование, сэр! Комсомольская правда. 5 апреля 2000.

14. Чикин Максим. Овечка Долли стареет не по дням, а по часам! Комсомольская правда. 1999.

15. Чойрыш А. И. Правовые и этические проблемы клонирования человека. Государство и право. N 11, 1998, с. 87-93.

16. В.А.Струнников "Клонирование животных: теория и практика", "Природа", №7, 1998 г.

17. Е.В.Мохов. "В ЧЕМ СЕКРЕТЫ ДОЛГОЛЕТИЯ. ПОЧЕМУ МЫ ЖИВЕМ ТАК МАЛО?.."

18. Соровский образовательный журнал, 1999 №4, клонирование животных, Л.И.Корочкин.

19. Журнал "Человек", 1998 №3, Долли – случайность или закономерность? Конюхов Б.В.

20. Журнал "Свет: природа и человек", 1999 №1.

21. Журнал "Студенческий меридиан", 2001 январь.

22. Журнал "Природа", 1998 №7, клонирование животных: теория и практика Струнников В.А.

23. Афонькин С. Ягнята Франкенштейна //Химия и жизнь. - 1999. - № 3.

24. Краснопольская И. Медицина, которой мы не знали // Российская газета. - 2002. - №40 (2908).

25. Кирпанев В.П. Этика клонирования: жизнь или смерть? - Ставрополь, 2004.

26. Дягтерев Н.Д. Клонирование: Правда и вымысел - 128 с. Наука и жизнь: За гранью очевидного

27. Корочкин Л.И. Клонирование Наука сегодня

28. Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор, Биология, Москва, "Мир", 1993 г.

29. Ф. Киберштерн, Гены и генетика, Москва, "Параграф", 1995 г.

30. Стивен Вир "Клонирование человека аргументы в защиту" //Русская газета

31.Кузина С., Черкасов И: "Клонирование человека: Происки дьявола или победа науки" // Комсомольская правда, 2007 г.

32. Кутковец Т.И., Юдин Б.Г. Уроки незаконченной дискуссии // Человек. 1998

33. Баев А.А. "Геном человека": некоторые этико-правовые проблемы настоящего и будущего//Человек, 1995, №2

34. Дубинин Н.П. Генетика вчера, сегодня, завтра. М., "Советская Россия", 1981