Клонирование овцы. Над клонированной овцой долли смеялся весь научный мир

Почему биологам, которые первыми клонировали крупное млекопитающее, не дали Нобелевскую премию, зачем один из них неудачно инсценировал самоубийство, в чем причина недолгой жизни Долли и при чем тут пышный бюст американской певицы, сайт рассказывает в рубрике «История науки».

5 июля 1996 года в шотландском городе Мидлотиан близ Эдинбурга родилась овечка, которая уже одним фактом своего рождения стала звездой мирового масштаба, причем не только научной. Овечку, как читатель помнит и без напоминаний, назвали Долли, и вскоре она стала самым знаменитым клоном. Правда, статус мегазвезды Долли получила только через семь месяцев после своего рождения.

Ее создатели, профессора Рослинского университета Ян Вилмут и Кит Кэмпбелл, после множества неудачных попыток решили не дергать судьбу за хвост и молчали до тех пор, пока окончательно не убедились в том, что Долли не только родилась, но и представляет собой полноценную здоровую особь. Говорят, что эта отсрочка потребовалась ученым для того, чтобы получить патент. Так что только 22 февраля 1997 года и овечка, и ее создатели проснулись знаменитыми.

На самом деле Долли вовсе не была первой. Те же Вилмут и Кэмпбелл в 1996 году через журнал Nature объявили о появлении на свет овец Меган и Мораг. Это была не столько удачная попытка клонировать животное, сколько промежуточный шаг к истинному клону, поскольку обе этих овцы были получены из эмбриональных клеток, то есть у них были и папа, и мама. Долли же была копией своей матери, овцы Финн-Дорсет, которая к моменту рождения своей генетической копии давно умерла. Важнейшим отличием Долли от Меган и Мораг было то, что она появилась из соматических клеток взрослого животного, и ее геном почти в точности повторял геном матери. Об этом «почти» скажем чуть позже.

В ходе эксперимента по созданию Долли биологи перенесли клеточные ядра овцы-донора в 277 яйцеклеток, из которых предварительно были убраны собственные ядра с генетическим материалом. Все эти ядра до эксперимента хранились в замороженном состоянии, и только десятая часть из них после разморозки смогла развиться до состояния эмбриона. Из 29 эмбрионов выжил только один - тот, который был взят из вымени овцы-прототипа. В частности, утверждают, что именно поэтому она получила имя Долли. Дело в том, что один из ветеринаров, помогавших ученым, предложил назвать овцу именем Долли (Куколка) в честь американской кантри-певицы Долли Партон, которая прославилась не только своими песнями, но также своим бюстом, пышность которого она неизменно подчеркивала. Так что имя Долли Партон обессмертил вовсе не ее талант.

Американская певица Долли Партон

Fred Prouser/Reuters

К слову сказать, известный хит Луи Армстронга Hello, Dolly никакого отношения к Долли Партон не имеет, легендарный Сачмо исполнил ее для мюзикла по мотивам рассказа Торнтона Уайлдера «Сваха», героиня которого была тезкой певицы.

Один успех на 276 неудач - такое соотношение охладит кого угодно, но только не Вилмута и Кемпбелла, поскольку этот шанс при всей своей малости сулил исследователям Нобелевскую премию, которую они, впрочем, так и не получили. Кит Кемпбелл не дождался премии, скончавшись анекдотической смертью (будучи нетрезв, решил шокировать свое семейство фальшивым самоубийством через повешение, но не рассчитал и повесился всерьез), а еще живой Ян Вилмут тоже пока не получал известий из Швеции.

Овца Долли

Jeff J Mitchell UK/Reuters

Это достижение одни ученые сравнивают с расщеплением ядра, а другие - с открытием Уотсоном и Криком структуры ДНК. Однако не все ученые согласились считать Долли клоном одной-единственной матери, возможно, поэтому премию до сих пор и не дали. Дело в том, что у Долли целых три матери, ведь неоплодотворенные яйцеклетки, из которых извлекли ядра, были взяты у одной овцы, ядра - у другой, а выносила Долли третья - суррогатная - мать. Таким образом овечка Долли, не имея ни одного отца, умудрилась стать дочерью сразу трех мам.

Впрочем, отсутствие Нобелевского миллиона не помешало исследователям во всем мире начать производство клонированных животных по рецепту Вилмута и Кэмпбелла. Этот рецепт, получивший в науке название «перенос ядра» (nuclear transfer), со временем улучшался, и сегодня для клонирования животного по нему вовсе не требуются сотни замороженных ДНК, из которых сработает только одна.

Сразу же после появления информации о том, что можно клонировать теплокровных животных, во всем мире начался настоящий бум. Пользуясь шотландской технологией, ученые многих стран начали вовсю клонировать самых разных животных, включая лошадей, быков, кошек, собак, верблюдов и т. д. Также проводились, причем по той же технологии, попытки генетической реконструкции вымерших животных, тела которых продолжали храниться в замороженном виде. В перспективе, утверждают ученые, возможна даже реконструкция очень давно вымерших животных, таких, например, как мамонт или динозавр.

Единственное теплокровное животное, которое во многих странах решено было оставить в покое и не клонировать, - это человек. То есть понятно, что такое клонирование тоже технически выполнимо, хотя в этом случае возникает множество вопросов, затрагивающих как этику, так и религию. Однако и этот запрет постоянно нарушается то тем, то другим исследователем, каждый из которых в конце концов оказывался шарлатаном. Сегодня во многих странах, в том числе и в России, клонирование человека запрещено на законодательном уровне.

5 июля 1996 года Долли стала первой в мире овечкой-суперзвездой. Она была первым млекопитающим, успешно клонированным из взрослой клетки, тем самым открыв эру, где каждый сможет заказать себе клон любимого щенка или элитных лошадей.

Однако ученые также были обеспокоены тем, что Долли могла оказаться назидательным предостережением: генетическое тестирование показало, что у её ДНК наблюдались признаки старения на один год и в 5 лет у неё диагностировали артрит. Было не ясно, связаны ли проблемы Долли с тем, что она была клоном.
В конце концов в 2003 году Долли умерла, подхватив вирус, прожив 6 лет - половину типичной продолжительности жизни овцы своего вида.
Как оказалось, Долли, возможно, просто не повезло. Ведь на днях исследователи из Университета Ноттингема объявили о том, что четыре клона, полученных из клеток Долли, живы и здоровы уже девять лет.

Знакомьтесь, клонированные овцы Дебби, Дэнис, Дианна и Дейзи.

Четыре «Ноттингемских Долли» являются единственными оставшимися в живых из группы из 10 клонов Долли, родившихся в 2007 году.
Они были созданы вместе с девятью другими клонами, не Долли, чтобы можно было сравнить состояние их метаболизма, сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата. Несмотря на, казалось бы, преждевременное старение суставов Долли, только у одного из четырех клонов, Дебби, развился умеренный артрит. «Их метаболическая и сердечно-сосудистая системы неотличимы от других овец этого возраста, - говорит ветеринарный врач Сандра Корр. - Мы выяснили, что здоровье большинства овец очень хорошее, с учетом их возраста».

Их вид невероятно успокаивает.

Овцы были клонированы с использованием того же метода, с помощью которого была создана Долли - соматической клеточной ядерной передачи.
Во время этого процесса ученые выделяют ДНК (которое находится в ядре клетки) из клетки исходного животного (в данном случае, из молочной железы исходной овцы), а затем переносят его в ядро яйцеклетки. Далее они дают этой новой яйцеклетке небольшой толчок - в случае выживших Долли кофеин - который запускает процесс деления, пока не образуется жизнеспособный зародыш.
После созревания клеток они дифференцируются, к примеру, клетка кожи отличается от клетки легкого. Успешное рождение Долли стало возможным благодаря тому, что ученым удалось «сбросить» эти дифференцированные клетки обратно в недифференцированное состояние, чтобы они могли вырасти в совершенно новую овечку.
Хорошое здоровье «Ноттингемских Долли» является отличным свидетельством того, что клоны могут жить долгой и здоровой жизнью.
«Если бы клонирование ускоряло старение, мы бы увидели его в этой группе», - говорят ученые.

Все мы помним ту знаменитую овечку Долли, после появления на свет которой мир решил: "Идеальное клонирование наконец-то доступно человечеству". Казалось бы, 7 лет жизни клона достаточное основание для того, чтобы гордиться столь интересным изобретением и надеяться, что все мы будем жить даже после смерти.

История попыток обмануть смертную природу всего сущего очень длинна и интересна, как и история самого человечества. Клонирование является одним из таких протестов человечества против смерти.

Клонирование

Это процесс, в ходе которого живое существо производится от единственной клетки, взятой от другого живого существа.

Эксперименты по клонированию животных ведутся уже давно. Достаточно убрать из яйцеклетки ядро, имплантировать в нее ядро другой клетки, взятой из эмбриональной ткани, и вырастить ее либо в пробирке, либо в чреве приемной матери.

Hello, Dolly!

В 1997 году, спустя год после рождения клонированной овцы, об этом значительном шаге в мире науки узнал весь мир. Исследователи Университета Рослин разтрезвонили об успехах, вовсе не акцентируя внимание публики на десятках неудач, которыми приходилось довольствоваться ранее. Долли не была самым первым клоном животного, но стала самой знаменитой. В Рослине свой успех держали в секрете до тех пор, пока не удалось запатентовать саму овечку и весь процесс ее создания. Университет Рослина получил от Всемирной организации по охране интеллектуальной собственности эксклюзивные патентные права на клонирование всех организмов вплоть до 2017 года.

Успех Долли вдохновил ученых по всему миру на новые шаги в мире науки. Все вокруг словно взбесились и принялись играть в Господа Бога. И никого особенно не взволновали негативные последствия подобных экспериментов для животных и окружающей среды. Так, после знаменательного открытия ученые Тайланда занялись актуальной для их страны проблемой. Они сделали попытки возрождения белого слона короля Рамы III, умершего 100 лет назад. Из 50 тыс. диких слонов, живших в 60-х годах в Таиланде, осталось только 2000. Тайцы хотят оживить все стадо. Но вместе с тем ученые, к сожалению, не понимают, что если современные нарушения экологии и уничтожение местообитаний не прекратится, то вымирание ожидает и клонов. Поэтому многие люди считают, что клонирование - лишь жалкая попытка решить проблемы, игнорируя при этом истинные причины их появления. Ну, а теперь немного поподробнее о самом феномене и предмете разговора...

Жизнь и смерть

Появление на свет Долли тщательно скрывалось в течение нескольких месяцев, даже до сих пор неизвестна точная дата ее рождения, лишь одно мы знаем наверняка - на свет она появилась летом 1996 года, а объявлено о ее существовании было только в феврале 1997 года. С этого самого момента Долли стала самой известной и популярной овцой в мире. Естественным стало то, что вокруг бедной овечки сформировалась куча слухов, пересудов, мифов и легенд. Самой популярной среди них стала история о непонятно откуда взявшейся форме редкостной агрессивности "первого клонированного млекопитающего". Эти ложные факты очень красочно иллюстрировались примерами, вплоть до весьма правдоподобных рассказов о разбитых фотокамерах и покусанных журналистах. На самом же деле характер Долли немногим отличался от ее довольно-таки флегматичных родственников, пасущихся на свежем воздухе в горах.

Второй слух заключался в том, что клонированная овца старела во много раз быстрее своих простых деревенских сородичей. Эти данные, как оказалось позже, во многом соответствовали действительности. Согласно одному из объяснений этого феноменально быстрого старения оно происходит в силу запрограммированного ограничения количества делений и продолжительности жизни каждой клетки высших организмов.

Разговоры о том, что Долли не может иметь потомство, также не имеют под собой никаких реальных оснований, поскольку овечка разрешалась от бремени и далеко не один раз.

Но наибольший резонанс вызвал даже не сам факт успешного научного эксперимента, а его этические аспекты. Человечество было поражено возникновением возможности клонировать не только животных, но даже людей, и, вероятнее всего, все мы такой возможности испугались. Эта тема широко освещалась в СМИ. В ходе бурных дискуссий высказывались кардинально противоположные взгляды на данную проблему. Доходило даже до того, что некоторые церковные лидеры предупреждали мир о скором наступлении апокалипсиса. В то время как некоторые ученые радостно предвещали начало новой эпохи генной медицины. Собственно говоря, если и существует проблема, то она заключается лишь в одном: "А нужно ли вообще человеку создавать новые организмы, а тем более копии людей?" Ответов на этот вопрос может быть великое множество, и ни один из них нельзя полностью игнорировать. Сторонники генной терапии станут захватывающе рассказывать о невероятных перспективах, открывающихся для медицины, при использовании стволовых клеток, полученных из клонированных эмбрионов. Приверженцы классической науки заметят, что с точки зрения фундаментальной науки клонирование высших организмов не представляет никакого интереса.

И, что самое парадоксальное, каждый по отдельности прав. Но, к сожалению, вряд ли когда-либо человечеству удастся придти к компромиссному решению этой проблемы.

"Нужно ли запрещать клонирование человека?" На мой взгляд, запрещать что-то вообще дико трудно, и такая задача может стать невыполнимой. Тем более в науке. Наука - настолько тонкая сфера жизнедеятельности человека, что ставить запреты в ней, было бы просто неорганично.

В феврале 2003 года мир узнал о смерти овечки Долли - главного символа научных достижений нового тысячелетия.

По сообщениям официальных источников, у Долли было обнаружено прогрессирующее заболевание легких, и животное пришлось умертвить в возрасте 7 лет.

Планы и перспективы новой технологии

Существует план попытки клонирования мамонта, ткани которого хорошо сохранились в арктических льдах. Вскоре после Долли, Рослинский Университет породил Полли - клонированного ягненка. Как и в случае с Долли, особо не афишировался тот факт, что успеху предшествовало множество неудач. Исследователи столкнулись со множеством случаев гибели плода, послеродовых смертей, втрое и вчетверо большей частотой проблем с пуповиной и серьезной иммунологической недостаточностью, специфическими дефектами сердца, легких и других органов, ведущих к перинатальной смертности.

Клонированные овцы умирают очень часто, но ученые упорно продолжают уничтожать их таким образом, дабы добыть секрет фактического бессмертия.

Это был славный денек в Эдинбурге, Шотландия. Старые друзья и коллеги по научной стезе Иэн Уилмут и Алан Траунсон отправились в поход. Двадцать лет назад. Высоко над городом Уилмут признался, что у него есть секрет. В рамках крупного исследования, он и несколько его коллег успешно родили овцу в лаборатории - не из яйцеклетки и сперматозоида, а из ДНК, взятой из молочной железы взрослой овцы. Они клонировали млекопитающее.

«Я был ошеломлен, - говорит Траунсон, который нынче - как и тогда - работает биологом в сфере стволовых клеток в Университете Монаш в Мельбурне, Австралия. Он вспоминает, как тяжело опустился на камень неподалеку. Денек был жаркий, но Траунсон почувствовал, как по его телу пробежал холодок: он осознал последствия. - Это изменило всё».

Млекопитающего бросило вызов научной догме того времени. Успех породил мрачные и фантастические предсказания: людей начнут клонировать. Болезни исчезнут. Умерших детей будут рождать заново. Сегодня, спустя двадцать лет после рождения овечки Долли 5 июля 1996 года, влияние клонирования на фундаментальную науку превзошло все ожидания, тогда как в обществе не произошло практически никаких перемен, связанных с клонированием и с Долли, в частности.

Долли, по центру, первая клонированная овечка в мире

В 2016 году клонирование человека остается неосуществимым, не приносит научной выгоды и сопряжено с неприемлемым уровнем риска. Никто даже не думает о подобном подвиге. Клонирование животных также остается ограниченным, хотя, очевидно, развивается. Сельскохозяйственное клонирование используется в США и Китае с целью извлечения выгоды из генов нескольких необычных образцов, говорят ученые, но Европейский парламент проголосовал в прошлом году за запрет клонирования животых для еды. Один ученый в Южной Корее берет 100 000 долларов за клонирование домашних животных, но уровень спроса на такую услугу пока неясен.

Самое большое влияние, оказанное клонированием, по мнению ученых, проявилось в достижениях в области стволовых клеток. Биолог стволовых клеток Шинья Яманака говорит, что клонирование Долли побудило его начать разработку стволовых клеток, извлеченных из клеток взрослых - и это привело его к Нобелевской премии в 2012 году.

«Овца Долли сказала мне, что ядерное перепрограммирование возможно даже в клетках млекопитающих, и побудила меня заняться собственным проектом», - пишет Яманака. Он использовал взрослые клетки - сначала мышей, хотя сейчас техника позволяет делать это и с клетками людей - чтобы сделать стволовые клетки, которые могли сформировать широкий ряд других клеток, заново проходя путь от зародыша до взрослой клетки, но другого характера. Поскольку создаются такие клетки искусственным путем и могут применяться для многих задач, они называются индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (iPS). Расцвет iPS-клеток снизил необходимость в эмбриональных стволовых клетках, которые долгое время вызывали этические споры, и сегодня именно iPS-клетки лежат в основе многих исследований стволовых клеток.

Рождение Долли было преобразующим, поскольку доказало, что ядро взрослой клетки обладает всей необходимой ДНК для рождения другого животного, говорит биолог стволовых клеток Робин Ловелл-Бедж, глава отделения биологии стволовых клеток и развивающей генетики в Института Фрэнсиса Крика в Лондоне. До этого исследователи извлекали взрослых лягушек из эмбриональных клеток лягушек, либо эмбриональные стволовые клетки у взрослых - и на этом их развитие зашло в тупик.

«Долли была первым примером того, что можно взять взрослую клетку и получить взрослого, - говорит Ловелл-Бедж. - То есть, можно перепрограммировать ядро взрослой клетки обратно в эмбриональное состояние».

Долли умерла 14 февраля 2003 года в возрасте шести лет от легочной инфекции, весьма распространенной среди животных, которым не дают выходить на улицу. Это никак не было связано с тем, что овечку клонировали, говорит Уилмут.

Овечка, сделанная из клеток молочной железы, была названа в честь Долли Партон, американской певицы, известной своей большой грудью, ну и голосом тоже. «Это не было непочтительно к этой женщине и к женщинам в целом, - говорит Уилмут. Нет, это помогло гуманизировать исследовательский проект, который в противном случае мог быть оторванным от повседневной жизни. - Наука и ее презентации иногда выглядят ужасно серьезными. Думаю, для нас это было хорошо - мы стали больше похожи на людей».

Уилмут полагает, что рождение Долли могло быть счастливой случайностью. Он и его коллеги пытались сделать клонов из фетальных клеток и использовали взрослые клетки для экспериментального контроля - не ожидая, что они произведут собственные эмбрионы. «Мы не ставили перед собой задачу клонировать взрослые клетки. Мы планировали работать, в идеале, с эмбриональными стволовыми клетками или чем-то похожим, - говорит Уилмут. - Успех в работе со взрослыми клетками стал неожиданным бонусом».

Изначальной целью исследования было использовать систему производства молока у животного как фабрику для производства белков для лечения заболеваний людей. Но интерес к этой идее пошел на спад вместе с распространением недорогих синтетических химвеществ.

Уилмут считает, что клонировать человека можно - но не нужно. Техника клонирования, благодаря которой появилась Долли, не сработала на приматах. Он полагает, что достичь этой цели можно с использованием других методов, но настроен категорически против клонирования человека.

«Просто то, что это может сработать, не значит, что мы должны это сделать, - говорит он. - Вероятнее всего, мы столкнемся с проблемами при рождении, при родах». Например, одна из овец в его лаборатории, которую клонировали вскоре после Долли, обзавелась проблемами с легкими, которые вскоре привели к ее кончине.

«Я не хотел бы стать человеком, который клонировал бы ребенка, а потом взглянул на него и сказал: очень жаль». необходимость клонирования еще больше ушла на задний план. Теперь заниматься ею причин еще меньше, чем раньше.

Траунсон полагает, что должен быть большой рынок клонированных эмбрионов скота.

В 2008 году правительство США решило, что нет никакой разницы между клонированными и неклонированными коровами, козами и свиньями, поэтому разрешило заниматься этим, но по большей части для выведения породы, а не для мясопроизводства. Китайская компания Boyalife Group планирует производить по меньшей мере 1 000 000 голов клонированного скота - это немного, если взглянуть на общее число животных, которых ежегодно забивают в этой стране.

Теоретически, клонирование можно использовать для возвращения исчезающих видов. Обсуждалось даже его применение для восстановления шерстистых мамонтов, гигантских панд и даже неандертальцев - эти мысли Ловелл-Бедж отбрасывает как «весьма глупые». Траунсон говорит, что у него еще остался тайник с образцами кожи северных вомбатов, которые хранятся в жидком азоте, на случай, если кто-нибудь захочет восстановить численность вида. Однако клонирование требует взрослой клетки. Для создания клона необходимо исправное ядро, которого нет у большинства вымерших видов.

Некоторые ученые в настоящее время используют методы клонирования для производства эмбриональных стволовых клеток, тем самым избавляясь от необходимости собирать новые эмбрионы. Так называемая пересадка ядра соматической клетки может помочь ученым лучше понять ранний эмбриогенез человека и биологию стволовых клеток, по мнению Пола Нопфлера, биолога из Калифорнийского университета в Дэвисе, который не принимал участия в клонировании Долли. Нопфлер говорит, что не видит «никаких мгновенных терапевтических выгод в этой работе, но в будущем это может измениться».

Идея клонирования умершего любимого - человека или домашнего питомца - не находит широкой поддержки нигде, отчасти потому, что на поведение индивида влияет окружающая среда. Генетика может быть идентичной, но будет ли новый клон все тем же любимым индивидом? Ловелл-Бедж считает, что единственная возможная причина клонирования домашнего животного может заключаться в особых свойствах - например, в тонком чутье или в дорогой породе - да и то, непонятно, будет ли это чутье врожденным или приобретенным навыком. Но клонировать человека… Он считает, что мы никогда на пойдем на это.