Начало «эпохи клонирования»

«История» клонирования берет начало в далеких 1940-х гг., когда выдающийся российский эмбриолог Георгий Викторович Лопашов разработал метод трансплантации (пересадки) ядер в яйцеклетку лягушки. В июне 1948 г. он отправил в «Журнал общей биологии» статью, написанную по материалам своих экспериментов. На его беду, в августе 1948 г. состоялась печально известная сессия ВАСХНИЛ, <…> и набор статьи Лопашова, принятый к печати, был рассыпан.

Работу Лопашова забыли, а в 1950-е гг. американские эмбриологи Бриггс и Кинг выполнили сходные опыты, и приоритет достался им, как уже часто случалось в истории российской науки.

Справедливости ради следует отметить, что Бриггс и Кинг пошли дальше. Они усовершенствовали методику переноса ядер, удаления собственного ядра яйцеклетки и добились достаточно далеко продвинутого развития животных с трансплантированным ядром, получая целые клоны эмбрионов на разных стадиях развития. Однако все эмбрионы в конце концов останавливались в своем развитии, и взрослое животное получить не удавалось. Тем не менее эти опыты дали пищу для обсуждения генетических механизмов развития животных и позволили исследовать функциональное состояние ядра клеток на разных стадиях развития, что раньше невозможно было делать в таких масштабах. В США попробовали поставить такие же эксперименты на дрозофиле, но они завершились неудачей – клонированная муха не получилась.

В дальнейшем Джон Гердон из Великобритании усовершенствовал методику и стал удалять из яйцеклетки лягушек собственное ядро и трансплантировать в нее разные ядра, выделенные из специализированных клеток. В конце концов он дошел до того, что начал пересаживать ядра из клеток взрослого организма, в частности, из эпителия кишечника. Яйцеклетки с чужим ядром развивались и часто до достаточно поздних стадий: 1–2% особей проходили стадию метаморфоза и превращались во взрослых лягушек. Впрочем, получались такие лягушки не без дефектов да и выглядели более хилыми по сравнению со своими «родителем», так что даже в этом случае едва ли можно говорить об абсолютно точном копировании.

Схема получения клонированных лягушек по Гердону

А нельзя ли и человека проклонировать?

Тем не менее вокруг достижений британского ученого поднялся большой шум. И вот тут-то заговорили о клонировании млекопитающих и человека: если можно клонировать лягушку, почему бы ни попробовать то же самое на других объектах.

Появились научно-фантастические рассказы о человеческих клонах, творящих то добро, то зло, используемых то тупыми солдафонами, то недальновидными политиками. Снимали и кинофильмы на эту тему.

Конечно же, всякие разговоры о клонировании человека в настоящее время лишены оснований. Уже в экспериментах такого рода на приматах, наших ближайших родственниках, возникли непредвиденные сложности. <…> Первые клонированные приматы были получены методом переноса ядра ранней эмбриональной клетки несколько лет назад. Но ядра ранних эмбриональных клеток, конечно же, существенно отличаются от ядер соматических клеток. Первые еще не специализированы и не нуждаются в репрограммировании для обеспечения нормального развития зародышей, вторые – уже специализированы и не способны обеспечить нормальный онтогенез. Потому-то получение клонов млекопитающих на основе использования ядер ранних эмбриональных клеток не должно вызывать особого удивления. А речь-то идет о воспроизведении в виде клонов чем-то показавших себя выдающихся животных (или людей), например, коров-рекордисток по молоку или овец по настригу шерсти. Для этой цели необходимы ядра «взрослых» клеток от животных, которые уже охарактеризованы и известны по своим полезным качествам. Ядра от эмбриональных клеток тут не подходят: ведь неизвестно, что из этих эмбрионов получится, когда они вырастут и станут взрослыми!

И вот, когда стали использовать для пересадки ядра соматических клеток приматов, обнаружилось множество неприятных неувязок, в частности, нарушения в расхождении хромосом при делении яйцеклетки. Было предложено несколько модификаций переноса, применение которых привело к успехам в созданию человеческих бластоцист, например, более мягкое извлечение (выталкивание) комплекса хромосомного веретена, использование определенной стадии развития яйцеклетки для удаления ядра, а также некоторые новшества при культивировании яйцеклетки.

Очень удобно оказалось использовать метод электрослияния яйцеклетки с соматической клеткой при одновременной ее активации к развитию. В этом случае при переносе ядер фибробластов (клеток соединительной ткани) получали жизнеспособные бластоцисты в 43% случаев удачного слияния клеток. При этом строение ядер в клетках бластоцисты было нормальным, не обнаруживалось и отклонений в поведении хромосом. Однако если для слияния использовали ядра клеток, прилежащих к самой яйцеклетке, ни одной бластоцисты получить не удалось, несмотря на применение разных методов активации яйца. Эмбриональные стволовые клетки, выделенные из таких бластоцист, прекращали рост в культуре через неделю. Это, кстати, создает дополнительные проблемы для так называемого терапевтического клонирования.

Схема генетического клонирования овцы (по Асланяну)

Существенно и то, что из 135 переносов эмбрионов приматов в матку суррогатной матери ни один не завершился развитием беременности. Несмотря на кажущуюся нормальную морфологию ранних эмбрионов, во многих ядрах составляющих их клеток развивались хромосомные аномалии, наблюдались нарушения в структуре ДНК. Нарушался процесс клеточного деления уже на уровне четырехклеточных, восьмиклеточных и т. д. стадиях, что приводило к быстрой остановке развития эмбрионов.

Таким образом, приматы являются одним из самых трудных объектов для клонирования. Оказывается, для нормального развития раннего эмбриона приматов необходимо присутствие сперматозоида! При клонировании других животных это не требуется. В результате до сих пор так и не удалось получить жизнеспособный эмбрион приматов, способный к развитию в организме приемной матери, методом клонирования. Все попытки переноса бластоцист в матку не заканчивались беременностью.

Что уж тут говорить о человеке! Совершенно ясно, что в данном случае трудности, с которыми столкнутся ученые, будут, по крайней мере, не меньшими, а скорее всего, гораздо большими!

Продолжение следует