Человек со времен своего разумного существования стремился быть молодым, здоровым и жить долго, а лучше - вечно. Не только древние колдуны, шаманы, целители стремились раскрыть тайну вечной жизни, изобрести но и советские врачи работали над созданием Кремлёвской таблетки бессмертия. К сожалению, пока, человек бессилен в этой проблеме. А вот продлить жизнь становится вполне реально. С появлением и развитием генной инженерии становится возможным клонирование живых органов , что само по себе является ступенью к здоровью и долголетию.

Что такое клонирование, думаю, знает каждый. Клонирование многоклеточных организмов или медицинских органов – точное воссоздание, появление на свет искусственным путём (без полового размножения) живых организмов или создание его частей путём определённых воздействий на клеточное ядро.

Создавая определённые условия и воздействуя на ядро клетки можно заставить её развиваться в нужном направлении вплоть до полного воспроизведения умершего организма при наличии его генетического материала. И сегодня подобные работы уже не тайна.

Научный мир замахнулся на великое: клонирование человека после беспрецедентного появления на свет из пробирки в 1996 году всем известной шотландской овечки по имени Долли.

Однако, принятая в 2005 году ООН «Конвенция о запрете клонирования человека» по социально-этическим и этико-религиозным соображения приостановила на неопределённый срок все работы в этом направлении. Да и сама Долли была усыплена в 2003 году по причине заболевания.

Кстати, чучело Долли выставлено в Шотландском национальном музее.

В России действует Федеральный закон «О временном запрете на клонирование человека» от 20 мая 2002 г. № 54-ФЗ.

Однако не все страны подписались под Конвенцией, одной из них стал Китай. Буквально вчера 18 сентября 2015г ученые из лондонского Института Великобритании запросили у государственного регулятора разрешение на модификацию генов человеческих эмбрионов. Если разрешение будет получено, то Великобритания станет второй страной после Китая, где будут проводится подобные работы.

Это то, что касается клонирования человека. Однако научные работы в области стволовых клеток успешно продолжаются во всём мире и сегодня.

Что такое стволовые клетки?

В человеческом организме существует два вида стволовых клеток: обычные клетки, которые всю жизнь выполняют только отведённую им роль по воспроизводству тканей, а есть такие, которые способны превращаться в другие виды клеток, их называют универсальными . Первые живут во взрослом организме, а вот вторые можно взять только из эмбриона и потом выращивать в пробирке. Вот эти клетки и способы заменить поражённые (больные клетки) в организме. Однако, первая проблема в том, что далеко не каждому организму они могут подойти. Вторая: есть случаи в опытах, когда введённые в организм эмбриональные стволовые клетки начинают неконтролируемо делиться, формируя опухоли-тератомы.

Эти проблемы были решены японскими медиками в ходе выполненного ими важного научного исследования в 2012 году, за что они и получили Нобелевскую премию. Установлено, все мы теоретически независимо от возраста можем быть клонами сами для себя, то есть для наших органов. Мельчайший кусочек кожи, волос или даже кровь могут служить материалом для получения тех самых ценных универсальных клеток, которые и послужат основой для любого органа, будь то кость, хрящ или зрачок глаза.

Конечно, всё это пока чисто научные наработки, должны пройти годы, чтобы биоматериал легко выращивался в любой лаборатории лечебного центра и столь же легко возвращался назад в свой организм. Прежде чем будут возможны подобные операции по замене «заболевших» или вовсе вышедших из строя человеческих органов, нужно решить много промежуточных вопросов. Но их решение не за горами! И тогда любая генетическая поломка в больных клетках будет легко исправлена.

И радует, что и в России научные исследования стволовых клеток успешно развиваются. Так в Российском институте Общей генетики им Вавилова совсем недавно была получена кровь из стволовых клеток кожи, зачаток глаза, там первыми вырастили мини-сердце и продолжаются работы по его совершенствованию…

Голландцы вырастили кишку, японцы - зачаток зуба, а чуть ранее ими был получены клетки сетчатки глаза, сейчас ведутся работы по созданию клеток, вырабатывающих инсулин. Задача очень сложная. Но представьте, сколько людей в мире будут избавлены от тяжёлого недуга - сахарного диабета, болезни Альцгеймера и Паркинсона.

И пусть теория очень далека от практики, всё равно радует факт столь бурного развития клонирования, как отрасли биомедицины и возможности спасения жизни людей, особенно маленьких детей.

Вы живете в мире, где можно клонировать животных, флиртовать с виртуальными девушками и играть с куклами-роботами, которых все сложнее отличить от человека. Вернувшись однажды домой с подарком для дочери, вы обнаружите копию самого себя. Вашего клона, который занял ваше место и отобрал вашу жизнь. Если первое предложение вполне вяжется с реальностью, то следующие - это завязка фильма «6-й день» с Арнольдом Шварценеггером. Чувствуете, как сочится эта грань между реальностью и фантастикой?

Коротко. О чем тут речь

В январе этого года ученые Китайской академии наук сообщили об успешном клонировании приматов тем же методом трансплантации ядер, которым была клонирована уже легендарная овечка Долли. Она умерла еще в 2003 году, и многие мои ровесники смотрели выпуски новостей об этом событии с нескрываемым удивлением, восторгом и толикой страха.

Клонированная овечка. Шутка ли! В подростковом сознании она превращалась в нечто сравнимое с инопланетным киборгом, восьмым чудом света в органической оболочке. Интернет ведь в те годы выдавался крайне ограниченными и дорогими порциями, а потому раскопать информацию о животном было нелегко, по телевизору же говорили довольно общо и смутно…

В общем, с тех пор наука не замерла над трупом клонированной овцы, ставшей мировой знаменитостью. Человечество продвинулось от экспериментов с головастиками до приматов и человеческих эмбрионов. Но обо всем по порядку.

Кто такие клоны?

Клоны получаются в результате клонирования, как бы удивительно это ни звучало. Начнем с того, что даже однояйцевых близнецов можно смело называть клонами, потому что развились они из одной и той же оплодотворенной яйцеклетки. Клонами являются и клетки многоклеточных организмов, и даже растения, которые получились в результате вегетативного (бесполого) размножения: черенками, клубнями, луковицами, корневищами и т. д. Это довольно древний инструмент селекции растений, благодаря которому мы питаемся сносными овощами и фруктами.

Но если с растениями все понятно, то человека или корову луковицей не размножишь. От своих родителей мы получаем по набору генов, наборы эти отличаются, так как папы с мамами у нас разные. А потому и мы получаемся не такими, как только папа или только мама. Каждый из нас уникален! С генетической точки зрения, конечно. И это замечательно: чем больше разных людей, тем шире разнообразие вида и тем сильнее он защищен от каких бы то ни было потрясений окружающей среды.

Как создать клона на примере овечки Долли

Долли родилась 5 июля 1996 года в Шотландии. Произошло это в лаборатории Яна Вилмута и Кита Кэмпбелла в Рослинском институте. Родилась она как самая обычная овца. Вот только мать ее на момент рождения уже давно была мертва. Долли есть пошла из ядра соматической клетки вымени своей генетической матери. Клетки эти были заморожены в жидком азоте. Всего было использовано 227 яйцеклеток, 10% которых по итогу доросли до состояния эмбрионов. Но выжить удалось только одному.

Он подрастал в теле своей суррогатной матери, в которую попал путем пересадки ядра клетки от донора в избавленную от ядра цитоплазму яйцеклетки своего будущего носителя. Двойной набор хромосом подопытная получила только от своей матери, чьей генетической копией и была.

Долли жила как нормальная овца. Правда, большую часть времени проводила взаперти и вдалеке от своих сородичей. Все-таки лабораторный экземпляр. К шести годам у овечки развился артрит, а затем и ретровирусное заболевание легких. Обычно эти животные живут до 10-12 лет, но Долли решили усыпить на полпути, что вызвало много кривотолков в медиа.

Некоторые ученые, как и СМИ, предполагали, что причиной ранней смерти овцы могло стать клонирование. Дело в том, что в качестве базового материала для Долли была выбрана клетка взрослой особи с уже укороченными теломерами. Это такие окончания хромосом, которые с каждым делением укорачиваются. Данный процесс называют одной из основных причин старения.

Но ладно, пускай ученым это удалось на какой-то из Земель в многочисленных параллельных вселенных. Что дальше? Как быть с яйцеклеткой? Где найти достаточно близкий по строению родственный вид, который сможет выносить будущих динозавров? И смогут ли они вообще существовать в условиях современной окружающей среды? Некоторые люди не терпят перестановку в комнате, а бедным динозаврам придется дышать воздухом, который на 21% насыщен кислородом вместо привычных миллионы лет назад 10-15%.

А потому поглядывать стоит на более близкие нам по временной линии виды. Например, последняя замечательная птица додо покинула этот жестокий мир еще в 17-м веке, но знают о ней даже школьники (не уверен, что сегодняшние). Всё благодаря карикатурному автопортрету Льюиса Кэрролла из «Алисы в Стране чудес».

Несколько экземпляров этой птицы в виде чучел сохранились в разных музеях. Сохранились также их мягкие ткани, а среди родственников значится никобарская голубка, которая и могла бы выносить потомство додо. Правда, пока все это лишь разговоры.

Среди известных, но, к сожалению, провальных попыток реанимировать умерший вид значится пиренейский козерог, который исчез относительно недавно - в 2000 году. В 2009-м родился его клон, который прожил всего семь минут.

Зачем мне нужен клон?

Пока в теории, но не всегда на практике обсуждаются два вида человеческого клонирования: терапевтическое и репродуктивное. Первый подразумевает клонирование клеток тех или иных тканей (не органов) в целях трансплантации. Полученные таким образом ткани не будут отторгаться организмом пациента, потому что являются по сути его собственными. Полезная вещь.

Как это работает? Берется клетка пациента, ядро которой пересаживается в цитоплазму (внутреннюю среду) яйцеклетки, уже лишившейся своего ядра. Эта яйцеклетка множится, развивается в ранний эмбрион пяти дней от роду. Затем в чашках Петри полученные стволовые клетки превращаются в ткани, необходимые ученым и медикам.

Кому может понадобиться репродуктивный клон? Людям, которые потеряли своих близких и хотят их таким образом вернуть? Но клоны не рождаются с нужным возрастом. Такое бывает разве что в научной фантастике.

Вопросы этики

У клонирования пока слишком много неразрешенных этических проблем. И работа с эмбрионами, пускай на самой ранней стадии их развития, приводит к волнам критики в адрес генетиков. В частности, со стороны религиозных организаций. Все-таки искусственное создание жизни и уподобление богам они одобрить не могут.

К тому же репродуктивное клонирование человека прямо запрещено во многих странах мира и грозит уголовной ответственностью. Да, отработанные на животных методики существуют и ученые не видят никаких препятствий к клонированию человека, кроме моральных. Однако проблема в том, что животные - не личности. Нет, я люблю и уважаю животных (не всех), но факт остается фактом: они встроены в нашу пищеварительную цепь. И никто не спрашивает у клона коровы ее мнения по поводу прожарки бифштекса.

Репродуктивное же клонирование человека предполагает, что он не будет простым набором органов, а за годы сформируется в личность, которая сможет коренным образом отличаться от оригинала (это, в частности, демонстрируют близнецы). И правовой статус клона будет неопределенным: какие у него вообще должны быть права и обязанности? Как он должен взаимодействовать со своим оригиналом? Для кого он будет внуком или наследником?

Что касается терапевтического клонирования, то оно также находится под запретом во многих странах мира. Хотя ради научных целей всегда могут сделать исключение.

Высказывалась о клонировании человека и ООН. Негативно. В Декларации о клонировании человека от 2005 года организация заявила, что применение достижений биологических наук должно служить облегчению страданий и укреплению здоровья личности и человечества в целом. Документ призывает запретить все формы клонирования людей в такой мере, в какой они несовместимы с человеческим достоинством и защитой человеческой жизни.

Несмотря на это, несмело, стыдливо, но неумолимо к изучению терапевтического клонирования приступает все больше научно-исследовательских институтов. Когда наступит время, человечеству все-таки придется взвесить все за и против, снять этические вопросы и решить моральные дилеммы. Потому что прогресс можно отсрочить, но не отменить.

Сообщения о разрешении работ по клонированию органов человека, промелькнувшие в средствах массовой информации, звучат интригующе фантастично. К клонированным лягушкам и овечкам вроде бы все уже привыкли. Неужели на подходе штамповка печени, почек, сердца и легких? Давайте разбираться.

Для того чтобы вырастить в лаборатории, к примеру, человеческую почку и успешно пересадить ее пациенту, необходимо решить две проблемы. Первая – проблема отторжения чужеродных клеток и тканей. Зачем делать искусственный орган, если можно взять природный. Высокий, к сожалению, уровень смертности в мире от всевозможных несчастных случаев поставляет материал для подобных пересадок. Беда в том, что иммунная система реципиента (т.е. человека, которому пересадили орган) будет реагировать на чужие клетки так же, как она реагирует на вирусы гриппа или краснухи, – она будет эти клетки убивать. Не будем сейчас вдаваться в тонкости, почему так происходит. На эту тему написано много популярных статей и книг. Существует три способа, которые позволяют проблему отторжения обойти.

Можно подавить иммунитет реципиента специальными лекарствами – иммуносупрессорами. Неплохо для предотвращения отторжения, но в этом случае пациент будет страдать от нежелательных побочных эффектов. В частности, если иммунную систему «выключить», активизируются всевозможные патогенные микроорганизмы, которых в теле любого человека хватает. Каждый из нас представляет собой настоящий ходячий зоопарк, где в клетках сидят различные бактерии, вирусы, всевозможные грибки. Их постоянно держит под контролем иммунная система.

Второй вариант – подобрать орган от такого донора, клетки которого по целому ряду показателей будут напоминать клетки реципиента. Другими словами, надо найти орган-двойник. Для этого в развитых странах мира создаются целые банки данных. Шансов на успех все равно немного. Биологи насчитывают десятки параметров, по которым иммунная система может отличать «своих» от «чужих». Красные кровяные клетки обладают всего двумя белками, наличие или отсутствие которых и создает четыре основные группы крови. Мало кому из неспециалистов известно, что на самом деле таких белков на поверхности клеток найдено уже много десятков, и случайное совпадение их индивидуальной комбинации маловероятно. Поэтому в очереди за нужной для пересадки почкой можно стоять годами.

Наконец, третий путь, наиболее перспективный и наименее разработанный, – создать орган из клеток, которые не отторгаются иммунной системой. Такие клетки существуют. Это некоторые клетки плода. Они еще не успели приобрести специфичные метки, по которым их может распознать и собственная, и чужая иммунные системы. Если провести очень далекую аналогию, то это клетки-детеныши, которых принимают на воспитание любые взрослые иммунные системы. О возможности выращивания таких клеток, взятых на самых ранних стадиях развития эмбриона, в основном и велась в последнее время дискуссия в научных и околонаучных кругах. Однако между выращиванием в массе таких клеток и получением из них органа расстояние примерно такое же, как от первых плавильных печей до космического корабля.

Кстати, «невидимые» для иммунной системы клетки есть и в теле взрослого человека. Например, глубинные клетки кожи. Их можно выделять и выращивать на питательных средах. В результате получаются тонкие лоскутки «искусственной» кожи, которые с успехом используются в противоожоговой терапии в нашей стране и за рубежом.

Мысль о том, что если орган для пересадки нельзя достать, то его надо сделать, высказывал еще в конце 1980-х гг. директор программы по пересадке печени в Бостонской детской больнице доктор Чарльз Ваканти. Однако орган – очень сложная система: он включает множество разнообразных тканей, его пронизывают кровеносные сосуды, нервы. Как воссоздать эту систему и как воспроизвести нужную форму органа в лаборатории? Это вторая и пока практически не решенная проблема на пути создания (клонирования) органов для пересадок.

Кое-какие подходы для ее решения, впрочем, намечаются. Возьмите, например, нос и уши. Их форма создается хрящом, а хрящ устроен достаточно просто. В нем нет ни кровеносных сосудов, ни нервных окончаний. Чтобы получить искусственное ухо, делают следующее. Из пористого полимера отливают нужную форму и «заселяют» ее хондроцитами – клетками, создающими натуральный хрящ. Сами по себе хондроциты выращивать вне организма удается, однако уши и носы в пластиковых чашках не вырастают. Хондроциты сами по себе такие сложные пространственные формы создавать не умеют. Однако им можно помочь, расположив их в пространстве нужным образом. Через некоторое время волокна полимера, из которого был сделан шаблон, рассасываются, и получается «живой» хрящ нужной формы.

Согласитесь, это уже кое-что, хотя до почки или печени еще далеко. Они состоят из разных тканей, и вряд ли удастся «собирать» из них эти органы наподобие того, как на конвейере собирают из отдельных деталей автомобиль. Здесь человеческая и биологическая технологии расходятся. Человеческая техника построена на сборке сложных агрегатов из блоков, которые создаются заранее и отдельно. Биологическая техника основана на постепенном, пошаговом «выращивании» структур из развивающихся зачатков. Никаких заранее созданных частей при этом не существует. Все они формируются в процессе развития. Если ученым удастся заставить выделенные клетки действовать таким же образом, то появится, хотя и отдаленный, шанс на получение сложных искусственных органов вроде печени или почек.

Наконец, существует еще один путь развития трансплантологии. Вы замечали – человечество научилось летать, но делает оно это совсем не так, как птицы. Самолеты крыльями не машут. Возможен такой путь и в медицине. Более того, он уже постепенно осуществляется. Создан и работает прибор «искусственная почка». Пока живых клеток в нем нет. Но, быть может, в будущем удастся создать этакого «кентавра» – начиненный электроникой орган, в состав которого будут входить живые ткани. Он не будет копией натуральной почки, но функции ее выполнять станет отменно.

Пока все сказанное лишь далекая перспектива, которую, однако, с осторожным оптимизмом можно наметить. До «клонирования», т.е. до массового производства таких сложных органов, как почки, печень или селезенка, еще очень далеко. Поэтому берегите свое здоровье!

Ежегодно жизни тысяч людей по всему миру спасают операции по трансплантации органов. Но десятки тысяч пациентов гибнут из-за того, что донорских органов им не досталось. Трансплантология в последнее десятилетие развивается очень быстро, но главный вопрос все еще не решен: где взять органы для пересадки?

Вариантов несколько:
- взять орган от донора, и почти всю жизнь пациента подавлять иммунитет, чтобы побороть отторжение органа;
- заменить искусственным аналогом (в случаях, когда это возможно);
- вырастить новый «орган в пробирке».
Безусловно, орган из пробирки решит множество проблем: организм примет его как свой, а, значит, не будет отторжения, при этом это будет полностью функциональный орган, а не «протез», лишь частично восполняющий функции. А значит, пациент, получивший такой орган, сможет с большей вероятностью вернуться к полноценной жизни.
Прекрасное решение, но как вырастить такой орган и какие вообще органы возможно вырастить «в пробирке»? И современная наука уже много лет бьётся над решением этих проблем.
Клонирование органов
Наверное многие помнят овечку Долли, которую клонировали в Рослинском институте, в Шотландии, близ Эдинбурга в 1996 году. Тогда в прессе много говорили о возможности клонирования органов. Но научное сообщество поспешило опровергнуть возможность клонирования отдельных органов человека, т. к. соматические (не половые) клетки всего организма имеют одинаковый генетический набор.
Конечно, можно сделать клона – такого же полноценного человека, которого к тому же сначала надо вырастить, и лишь потому него взять органы. Но это было бы, по меньшей мере, неэтично. Единственный перспективный путь – получить органы invitro (вне живого организма).
Клеточные культуры помогут в поисках Уже давно в рутинной работе в научно-исследовательских целях учёными используются клеточные культуры. Клеточные культуры – это клетки человека либо животных, которые растут на специальных питательных средах. Изначально в качестве сред использовались плазма или аллантоисная жидкость, однако со временем изобрели среды постоянного состава. Основные требования к средам – поддержание определённого уровня кислотности (как правило Ph6 - 7,5), осмотического давления, а также наличие необходимых питательных веществ.
Среды для культивирования могут иметь различный состав. На питательной среде клетки культуры начинают активно делиться. В течение некоторого периода времени клетки покрывают всю поверхность культуральной плашки. После этого исследователи собирают клетки, делят их на части и помещают в новые плашки. Процесс перемещения клеток в новые плашки называется пересевом и может многократно повторяться в течение многих месяцев.
Цикл пересева клеток называется пассаж. Однако такое ведение клеток в культуре характерно для трансформированных (изменённых) клеток, которые зачастую уже не похожи на те, из которых были получены. Обычные же соматические клетки взрослого человека очень ограничены в возможностях самовоспроизведения, причём, чем более высоко специализирована клетка, тем меньше поколений клеток она может дать. Другими словами, взять обычные клетки и вырастить из них хоть что-нибудь (даже не целый орган) практически невозможно.
И всё-таки есть в нашем теле клетки, которые могут давать много поколений потомков: это стволовые клетки (в костном мозге, жировой ткани, мозге и др.). Огромным прорывом было открытие в организме взрослого человека стволовых клеток.
На сегодняшний день известно множество стволовых клеток в человеческом организме. С их помощью надеются также вскоре лечить множество болезней человека, однако, как и везде в физиологии и медицине, в этой перспективе множество подводных камней, например один из них – опасность опухолеобразования. Но если использовать эти клетки для создания биоинженерных органов, «органов из пробирки», то возможно удастся избежать этого риска.
Органы – это целые системы клеток разных типов, которые взаимодействуют друг с другом, имеют определённое пространственное строение и выполняют определённую функцию. Потому мало просто суметь вырастить клетки на питательной среде, необходимо ещё и «заставить» их взаимодействовать, создавать структуру.
И эти вопросы старается решить метод «органной культуры». Когда на питательных средах вместе могут сокультивироваться уже несколько типов клеток, которые взаимодействуют и создают определённые структуры. И всё же органные культуры – это не органы, а лишь системы клеток.Наука в поискеВ настоящее время по всему миру множество учёных ведёт поиски возможностей выращивания если не целых органов, то хотя бы«органоидов», которые смогут выполнять часть функций того или иного органа. Это технологии будущего, т. к. они основаны на использовании технологий культивирования из стволовых клеток необходимых человеку тканей, что в настоящее время является проблемой, также находящейся на стадии научных исследований и разработок.
Одним из методов, близких к применению, пожалуй, можно считать запатентованный в 1999г. способ восстановления целостности гиалинового хряща суставов, путем введения в сустав взвеси аутологичных костномозговых стромальных клеток-предшественников, выращенных in vitro. (Патент на изобретение №: 2142285 Автор: Чайлахян Р. К.) В этом случае используется выращивание «в пробирке» не целого органа, в данном случае хряща, а лишь культивирование клеток-предшественников хряща, которые затем вводятся в сустав.
В настоящее время уже проходят клиническое испытание метод лечения остеоартритов при помощи трансплантации клеток. Этот метод состоит в удалении зрелых клеток хряща пациента (хондроцитов) и культивирования их в определенных условиях in vitro. Когда число клеток увеличится, пациенту проводят хирургическую операцию по имплантированию клеток в коленный сустав. Имплантированные хондроциты в последствии помогут образованию здорового хряща. В отличие от предыдущего метода, в данном случае клетки вводятся не в виде суспензии, а на подложке, что требует оперативного вмешательства, однако дает лучшую приживаемость клеток.
В 2005-2006 году появилась информация о возможности выращивания костно-дентального эквивалента, то есть зуба. Эксперименты былипроведены на крысах и свиньях (когда костно-дентальный эквивалент свиньи выращивался в тканях крысы). Зачатки коренных зубов получали из свиней 6-месячного возраста. Из них выделяли клетки и высаживали их на специальные матрицы из синтетических полимеров. Полученные конструкции помещали в сальник бестимусных крыс (бестимусные крысы – животные со сниженным иммунитетом для снижения вероятности отторжения помещённой конструкции), то есть крысы использовались как питательная среда.
Одновременно создавали эквивалент костной ткани. Для этого на те же синтетические полимеры наносили остеобласты (клетки из которых развиваются костные клетки) тех же животных. Эквивалент костной ткани культивировался в роторном биореакторе в течение 10 дней. Через 4 недели эквивалент зуба извлекали из сальника и совмещали с эквивалентом костной ткани. Полученную конструкцию снова помещали в сальник бестимусных крыс на 8 недель.
В результате, эквивалент зуба, помещенного в сальник крыс, при гистологическом исследовании имел строение, характерное для нормального зуба уже через 4 месяца. Композиция костной ткани с эквивалентом зуба при гистологическом исследовании имела структуру губчатой кости, а интегрированный в нее зуб состоял из дентина, эмали и пульпы с сосудами, как полноценный орган. Однако аналогичных исследований с тканями людей пока не проводилось.
Кроме того, сейчас очень много работ появляется в новом направлении: это некий синтез донорского органа и клеток реципиента. Для этого необходимо из донорского органа удалить все клетки при помощи специальных химических агентов. При этом все внеклеточные структуры сохраняются. Оставшийся «каркас» органа затем заселяется клетками реципиента. Так решается вопрос и с сохранением архитектоники органа, и с преодолением иммунного отторжения органа донора.
По данному принципу уже получены такие органы как печень и лёгкие, однако все испытания пока проводятся на животных.Так, в октябре 2010г. появилась публикация американских исследователей, в которой они описали создание биоинженерной печени. Это органоподобная структура, которая может выполнять функции печени. Однако о создании полноценной печени в культуре говорить ещё рано, хотя, несомненно, это уже большой шаг в данном направлении.
Совсем недавно вышла новая статья, в которой авторы говорят о создании биоинженерного лёгкого, моделирование проводили на крысах с использованием человеческих клеток. Полученный орган трансплантировали крысе и он выполнял функции лёгкого. Однако исследования на приматах, а уж тем более на людях, пока не проводились.
Таким образом, «органы из пробирки» - это, несомненно, технологии будущего, которые уже сегодня могут становиться реальностью. Однако как и любые новые разработки, пока это единичные модели, они стоят больших и физических, и финансовых затрат (как, скажем, уникальные автомобили, собранные вручную), однако, когда-нибудь они станут конвейерными технологиями.

Клонирование организмов

Клон – это точная генетическая копия живого организма.

В природе клоны широко распространены. Это, конечно же, потомки . Так как полового процесса не происходит, не изменяется . Поэтому дочерний организм является точной генетической копией предыдущего .

Клоны так же создаются с участием человека. Зачем это делается? Представьте, ведется многолетняя работа по отбору и гибридизации растений, из всех полученных гидридов, у одного очень удачная комбинация генов (например, сочные плоды больших размеров). Как размножить это растение? Если проводить скрещивание, то произойдет рекомбинация генов. Поэтому проводят .

Многие культурные сорта являются клонами изначально полученного растения. (Фиалки, например, размножают листьями). Можно даже получить клон растения всего из одной клетки.

• сначала выращивается культура клеток ,
• потом воздействуют нужными гормонами для дифференцировки тканей , и
• воссоздается новый организм.

С помощью этого метода можно будет получать больше урожая, чем через стандартное разведение. Возможно, в будущем мы будем получать растительные продукты не с полей, а из пробирок.

Огромные площади земли заменит лаборатория. А колхозники останутся без работы.

Но как создавать клоны организмов, неспособных к бесполому размножению (позвоночных к примеру)?

Это возможно. Такое явление встречается даже в природе. Это – .

Из одной зиготы развивается не один организм, при том эти организмы являются генетическими копиями друг друга (так как развились из одной зиготы).

Такое явление позволило возникнуть близнецовому методу (благодаря ему, изучается влияние наследственности и среды на признаки).

Появилась идея искусственного клонирования организмов .

В теории она проста: если из зиготы удалить собственное , и поместить ядро из соматической клетки, то разовьется организм – точная генетическая копия, клон донора соматической клетки.

Практически осуществить это получилось не сразу.

В 60-е года были проведены опыты по клонированию . Из икринок лягушек вытаскивали ядра и засовывали ядра, взятые из соматических клеток (метод такой пересадки ядер, между прочим, был разработан у нас в СССР в 1940 году ученым Г.В. Лопашовым). Получились клоны лягушки. С амфибиями проще, у них оплодотворение и эмбриональное развитие происходит во внешней среде.

Как быть с ?

Икру то они не метят. В 1996 году группа британских ученых (это не фигура речи, они действительно из Британии) под руководством Иэна Уилмута сделала огромное достижение в области биологии. Они, с помощью метода пересадки ядра, клонировали овцу.

Из клетки ткани вымени уже умершей к моменту эксперименту овцы (организма-прототипа) взяли ядро. Из другой овцы взяли яйцеклетку и, предварительно удалив ее собственное ядро, трансплантировали ядро из клеток овцы-прототипа. Полученную уже диплоидную клетку (диплоидную, так как ядро взято из соматической клетки) поместили в другую овцу, которая стала суррогатной матерью. Полученного ягненка назвали Долли.

Она была генетической копией овцы-прототипа.

Но Долли не была первым в истории клоном млекопитающего. И до нее проводились удачные эксперименты. В чем новшество? В том, что ранее брались либо эмбриональные, либо стволовые клетки для донорства ядер. В случае с Долли были взяты уже дифференцированные клетки взрослого организма (клетки вымени). Овечка Долли прожила достойную жизнь, несколько раз становилась мамой. Рожала совершенно здоровых ягнят. Долли ничем не отличалась от других овец, только тем, что она являлась клоном. К концу жизни Долли заболела артритом. Ее усыпили. Болезнь эта никаким образом не связана с клонированием: ей болеют и обычные овцы.

Эксперимент с Долли продемонстрировал возможность и безопасность клонирования млекопитающих.

Какова практическая значимость клонирования? Оно позволяет решить некоторые проблемы:

• можно увеличить численность — спасти от вымирания популяции, которые сами уже не могут поддерживать свою численность и, по сути, обречены;
• клонирование дает возможность в прямом смысле воскресить вымершие виды, если сохранились образцы ядер клеток этих организмов (вспомните Парк Юрского периода);
• не обязательно выращивать целиком новый организм. Можно выращивать отдельно органы и заменять ими поврежденные. У человека отказала . Взяли у него одну клетку – вырастили новую. И отторгаться она не будет , так как не содержит чужеродных белков: все свое.

В теории все прекрасно, на практике возникают некоторые проблемы.

Прежде всего, это чисто «механические» проблемы. Несовершенство методов. Белые пятна, пробелы в знаниях: не все еще известно о генах и всех их тонкостях.

Еще одна проблема скрыта в ядре. В процессе дифференциации клеток происходит и дифференциация ядер этих клеток: некоторые гены отключаются, некоторые активируются. То есть в ядре, взятом для пересадки в яйцеклетку, могут быть отключены некоторые гены, которые необходимы для нормального развития зародыша. Понятно, что в этом случае нормального развития не получится.

Есть проблема этическая — клонирование человека. Сути ее я не понимаю, лично мне она кажется надуманной. Поэтому комментировать ее не буду.

Последняя проблема, которую мы рассмотрим – это проблема старения ядер. В ядрах есть счетчики старения организма – теломеры. С каждым делением они все короче и короче. Очевидно, нужен способ искусственно «сбросить до заводских настроек» ядро: отменить отключение генов, восстановить теломеры.

На клонирование организмов возлагаются огромные надежды. В этом методе видят излечение болезней . Область открыта для исследований: еще многое нужно изучить.