В генной инженерии термин «клонирование» используется в узком смысле. Так называются методы, используемые для искусственного получения генетически идентичных копий организмов и молекул ДНК. Да-да, все эти получения копий генов, о которых мы с вами столько говорили, являются примером молекулярного клонирования.
Разницу между синтезом молекулы и ее клонированием вы представляете? Синтез – это простой или не очень химический процесс, при котором из нескольких исходных веществ в результате их взаимодействия друг с другом образуется конечный продукт. Проще говоря, при синтезе конечный продукт получается в ходе химических реакций. Одно соединяем с другим, чтобы получить третье, затем это третье соединяем с четвертым… Молекула ДНК же или ее фрагмент-ген не синтезируются химическим путем, а копируются с исходной матрицы в процессе репликации с участием комплекса ферментов, образно говоря, собираются из деталей конструктора.
Синтез молекулы – это процесс прямого взаимодействия веществ, а клонирование – это биологическая «сборка» молекулы.
Клонирование многоклеточного организма начинается с подготовки яйцеклетки, из которой удаляется ядро, содержащее гаплоидный (одинарный) набор хромосом. Яйцеклетка, лишенная ядра, представляет собой среду для клонирования. В эту среду пересаживают ядро соматической клетки клонируемого организма.
Напрашивается вопрос: а почему бы не выращивать клоны из соматических клеток?
Помните, выше было сказано о том, что нельзя создать орган для пересадки простым размножением соматических клеток? То же самое и с организмом. Для того чтобы делящиеся клетки образовали организм, а не просто массу клеток, причем одного и того же типа, нужна яйцеклетка, обладающая таким свойством, как полипотентность, способность давать начало клеткам различных типов, которые будут образовывать цельный организм.
Яйцеклетка и соматическая клетка, у которой забирается ядро, не обязательно должны принадлежать одному и тому же организму. Овечка Долли, первое млекопитающее, клонированное из ядра взрослой соматической клетки, получила яйцеклетку от одной «матери», ядро от другой, к тому времени уже умершей (использовалась замороженная клетка вымени), а выносила ее третья «мать», в матку которой пересадили яйцеклетку, «оплодотворенную» соматическим ядром. Правда, это на словах все так просто, а на деле организмы, получаемые в результате подобных манипуляций, массово гибнут как во внутриутробном периоде, так и вскоре после рождения вследствие различных аномалий. Овечка Долли развилась из одной из двухсот семидесяти семи яйцеклеток с пересаженным ядром, остальные не смогли превратиться в нормальный, полностью жизнеспособный организм. Ученые не покладая рук работают над повышением процента удачных клонирований, но до стопроцентной эффективности еще очень далеко. И даже до пятидесятипроцентной. На сегодняшний день если выживает один эмбрион из пяти, то это считается очень хорошим показателем.
В чем практический смысл клонирования? Помните, что было написано у Булгакова в «Собачьем сердце»: «Можно привить гипофиз Спинозы или еще какого-нибудь такого лешего и соорудить из собаки чрезвычайно высоко стоящего. Но на какого дьявола, спрашивается. Объясните мне, пожалуйста, зачем нужно искусственно фабриковать Спиноз, когда любая баба может его родить когда угодно! Ведь родила же в Холмогорах мадам Ломоносова этого своего знаменитого…»
Клонирование – не фантастическая прививка гипофиза, но в целом вопрос поставлен правильно, хоть и в грубоватой форме. Зачем городить огород, если живые организмы могут размножаться сами по себе? Чисто научного интереса ради?
Нет, научный интерес интересом, а практическая польза от клонирования ожидается большая. Со временем, по мере развития и совершенствования метода, клонирование позволит получать животных с конкретными неизмененными признаками. Разумеется, отдельные мутации будут иметь место, но в целом генотипы при искусственном клонировании организмов будут тождественными, а не разными, как при скрещивании. В некоторых случаях важно размножать конкретные организмы, обладающие всей необходимой совокупностью свойств, необходимых для чего-то, то есть обладающих полной пригодностью. Например, клонировать собак, идеально подходящих для работы на таможне. Короче говоря, клонирование полезно в качестве метода полного копирования.
Клонирование может воссоздать вымершие виды животных и растений, если их ДНК сохранилась в неповрежденном виде, хотя бы и мамонта! Архимед говорил: «Дайте мне точку опоры, и я переверну мир!»
[65] Перефразируя это ставшее крылатым выражение, генетики говорят: «Дайте мне клетку с полным набором ДНК, и я создам вам целый организм!» Правда, придется немного подождать, поскольку полноразмерную хромосомную ДНК ученые пока еще не научились синтезировать. Но научатся, непременно научатся, и тогда где-нибудь на Чукотке под вечнозелеными морозоустойчивыми пальмами станут разгуливать мамонты.
Одним из перспективных применений клонирования в медицине является терапевтическое клонирование, о котором будет сказано в следующей главе.
Клон человека на сегодняшний день не создан. По множеству соображений, не связанных непосредственно с генетикой, клонирование человека запрещено в ряде стран, в том числе и в Российской Федерации, где 20 мая 2002 года был принят Федеральный закон № 54-ФЗ «О временном запрете на клонирование человека». Пока еще этот временный запрет не отменен.
Декларация ООН о клонировании человека, принятая в марте 2005 года, содержит призыв к государствам – членам этой организации запретить все формы клонирования людей в такой мере, в какой они несовместимы с человеческим достоинством и защитой человеческой жизни.
Вот вам вопрос: являются ли однояйцевые близнецы абсолютными, то есть стопроцентными копиями друг друга?
Предупреждение: не торопитесь с ответом, подумайте хорошенько.
ОТВЕТ НА ВОПРОС. Нет, не являются! Генотипы у однояйцевых близнецов одинаковые, но при развитии в их соматических клетках накапливаются разные, индивидуальные мутации, так что об абсолютном сходстве говорить не приходится.
Глава 14
Медицинская генетика
Долгое время ученые считали клетку «последней медицинской инстанцией», думая, что все болезни возникают и проявляются на клеточном уровне. Собственно, так оно и есть: все отклонения от нормы начинаются с нарушений в клетках, но вот выявить причины этих нарушений никак не удавалось. Лишь после открытия генов стало ясно, что все дело в измененной наследственной информации. Все начинается с генов, следовательно, наиболее эффективное лечение болезней возможно только на генном уровне.
Установлением связей между конкретным геном и конкретным заболеванием и поиском способов воздействия на гены задачи медицинской генетики не ограничиваются.
