Методические материалы, статьи

Клоны генома

Вот и случилось то, о чем так долго говорили и спорили.

В обстановке общего ажиотажа и нервозности в разных городах мира состоялось объявление о расшифровке полного генома человека. Франция, Япония, Англия, Америка — такова география пресс-конференций ученых. Но, по сути дела, в азартной игре под названием «Кто первый крикнет ура?», то есть сообщит об успешной расшифровке генома, играли две команды ученых — из фирмы Celera и Human Genome Project.

Однако победителя не определит даже фотофиниш. С одной стороны, конкурирующие организации по взаимной договоренности одновременно объявили о завершении работ по расшифровке. Но разница во времени между Америкой и Англией вывела на первое место Human Genome Project.

Такие соревнования в науке, на мой взгляд, не очень идут на пользу делу. Нобелевская премия все равно не может быть вручена тем многочисленным ученым, которые в десятках стран на протяжении десяти лет принимали участие в работах по расшифровке генома. К тому же у конкурирующих сторон есть большие сомнения в достоверности полученных результатов. Например, в геноме, опубликованном фирмой Celera, нашлись участки генетической информации, присущей геному мушки дрозофилы.

Сейчас можно говорить лишь о завершении самого первого этапа проекта «Геном человека». Много это или мало? Если сравнивать с объемом работы, который еще предстоит проделать мировой науке для того, чтобы генная инженерия кардинально изменила жизнь человечества, то сделано не столь уж и много. Если же учесть, насколько оно ускорит темпы осуществления последующих этапов проекта «Геном человека», то достижение ученых вполне можно признать одним из наиболее значимых в истории уходящего столетия. Даже более значительным, чем высадка человека на Луне.

К уже свершившимся значимым, сенсационным событиям в науке в последние месяцы можно смело отнести продолжение истории с клонированием различных животных. Но сначала немного истории.

Термин «клонирование», столь хорошо знакомый по овечке Долли, означает выращивание из соматической, неполовой клетки точной генетической копии матери. Клетка взрослой овцы сливалась с взятой у другой овцы яйцеклеткой, из которой предварительно было удалено ядро, содержащее наследственную информацию. Цитоплазма яйцеклетки и ядро взрослой клетки соединялись в своеобразное подобие оплодотворенной яйцеклетки. Из нее выращивался эмбрион, который уже имплантировался третьей овце. То есть в случае с Долли были «обойдены» половой процесс и связанная с ним роль случая при комбинировании наследственных задатков. Например, у Долли — белая морда финско-дорсетской породы (от генетической матери), хотя она была выношена черномордой шотландской яркой.

Но несмотря на все победные фанфары в случае с Долли, до сих пор неясным остается ее возраст и связанные с ним проблемы. Когда родилась Долли, то спустя некоторое время выяснилось, что возраст ее клеток и организма различен. Клетки у нее — старше ее физиологического возраста. Во время рождения они были такими же, как у ее матери, шестилетней (!) овцы.

Очередное сообщение о клонировании коров — и очередная сенсация! Американским ученым во главе с Робертом Ланза удалось существенно «омолодить» клонированных коров.

Шесть коров, клонированных американскими учеными, обладают клетками моложе их физиологического возраста. Условно говоря, вам 30 лет, а клетки ваши двадцатилетнего или даже десятилетнего человека. Ученые над эффектом Долли задумались надолго, и ответ до сих пор не найден. И вот родилась — в буквальном смысле — новая загадка.

Прежде чем продолжать рассказ о поразительных коровах, давайте разберемся: как в принципе возможно, чтобы клетки организма были старше или моложе самого организма.

Как измеряется возраст живых существ, объяснять нет необходимости — день рождения есть у всех. А вот как быть с возрастом клеток? В 1932 году один из основоположников генетики Герман Меллер обратил внимание на особое поведение концевых участков хромосом после облучения их рентгеновскими лучами. Он предположил, что существуют специальные структуры, которые как бы «запечатывают» концы хромосом и предотвращают их склеивание друг с другом. Меллер назвал их теломерами, что в переводе с греческого означает «концевые участки». Именно теломера и служит своеобразными часами жизни для клетки.

Позже было открыто, что при каждом делении, которое проходят клетки многоклеточного организма, теломера несколько уменьшается.

Талантливый российский биолог Алексей Оловников в 1971 году высказал предположение, что клетка в процессе деления стареет по мере того, как укорачивается ее теломера. Таким образом, сравнив длину теломера у нормальной овцы или коровы и их клона, можно понять, насколько различается возраст их клеток.

У Долли возраст ее клеток был больше, чем у ее «натуральных» сестер. А у нынешних коров — меньше. Собственно говоря, американские ученые не ставили цели получить таких омоложенных коров. Они просто хотели проверить, насколько корректно проводить связь между длиной теломеры у клонированных организмов. Роберт Ланза и его коллеги решили искусственно состарить в пробирке клетки, взятые у молодого теленка. Довели они эти клетки до такого состояния, что по всем признакам они находились на грани смерти. И теломеры у них были маленькие и коротенькие.

В этот момент биологи пересадили ядра тысячи девятисот «старых» экспериментальных клеток в ядра клеток, из которых потом «получилось» шесть коров. (В случае с Долли клетки пересаживали без всякого искусственного старения). И у новорожденных телят теломеры оказались длиннее, чем им положено было иметь в их биологическом возрасте. Парадокс, не правда ли? Старые клетки при трансплантации омолаживаются, да так, что становятся моложе самих себя. Возникает два вопроса — почему так происходит и что дальше будет. Почему? Пока не очень ясно. Одно из предположений заключается в том, что организм может каким-то образом омолаживать свои клетки, наращивая в них теломеры. (Замечу, что есть клетки, в которых теломеры при делении клетки не укорачиваются, оставаясь «вечными», — это раковые клетки.) Каким образом происходит такой процесс омоложения — неизвестно.

А что дальше будет? В интервью ВВС доктор Ланза сказал: «Для человека это может означать, что если он раньше мог жить до 120 лет, то теперь — до 200 лет». Правда, он тут же упомянул этические проблемы, связанные с клонированием человека… Но уже сейчас можно попытаться с помощью этой методики омолаживать клетки органов, предназначенные для трансплантации.

Не прошло и месяца, как ученым из уже знаменитой по овечке Долли фирмы PPL Therapeutics удалось получить точные генетические копии овцы с измененными геномами.

Что им удалось и что получилось?

На последний вопрос ответить просто — три овцы, которые были рождены в прошлом году и до сих пор живы. Две из них (Купид и Диана) имеют ген, который позволяет им производить молоко с такими же белками, как и у человека. Третья не имеет измененного генома и просто является контрольным экземпляром.

Вообще-то внедрение «чужеродных» генов в ДНК животных не редкость. Не редкость даже внедрение их в половые клетки до оплодотворения. Но это не всегда позволяет нужным признакам сохраниться в потомстве. Шотландским ученым удалось выработать методику внедрения чужеродных генов в клетку овцы до ее пересадки в яйцеклетку овцы-донора и последующего получения точной копии существа с нужными свойствами.

Был внедрен ген, добавляющий в молоко овец «лечебный» фермент, который используется в современной фармакологии для лечения наследственной эмфиземы — болезни легких с нарушением функций дыхания и кровообращения. Так что, пейте, люди, молоко — дышите глубоко…

Директор фирмы PPL Therapeutics Алан Колман утверждает, что «значение такой методики заключается в том, что мы теперь можем выбирать еще до рождения гены, которые хотим изменить или удалить». А чем нам это свершение грозит?

Улучшенными свойствами клонов. Клонами со свойствами, полезными для человека. Способностью выращивать органы для пересадки человеку, например, свиней, по заданным параметрам и с меньшей вероятностью отторжения. Ученые планируют получить генетически модифицированные клоны свиней уже в следующем году.

Да… совсем забыл сказать — клонировать человека пока никто не смог.

К счастью, никто на это не решился.

Никита Максимов



См. также:
Доставка воды в городе Жуковский
Шоу на детский праздник - организация и оформление
ПРОЕКТ
осуществляется
при поддержке

Окружной ресурсный центр информационных технологий (ОРЦИТ) СЗОУО г. Москвы Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования (АПКиППРО) АСКОН - разработчик САПР КОМПАС-3D. Группа компаний. Коломенский государственный педагогический институт (КГПИ) Информационные технологии в образовании. Международная конференция-выставка Издательский дом "СОЛОН-Пресс" Отраслевой фонд алгоритмов и программ ФГНУ "Государственный координационный центр информационных технологий" Еженедельник Издательского дома "1 сентября"  "Информатика" Московский  институт открытого образования (МИОО) Московский городской педагогический университет (МГПУ)
ГЛАВНАЯ
Участие вовсех направлениях олимпиады бесплатное

Номинант Примии Рунета 2007

Всероссийский Интернет-педсовет - 2005