Чтение онлайн

Несчастная овечка Долли была подлинной мученицей науки, она страдала артритом, ожирением и признаками преждевременного старения, поскольку была рождена от взрослой соматической клетки. Затем её поразила острая лёгочная инфекция, и в феврале 2003 г. было сообщено о её преждевременной смерти. Долли была в целом нежизнеспособна и совсем непохожа на свою донорскую и вынашивающую мать.

Однако само зачатие овечки Долли стало возможным, по-видимому, вследствие двух важных обстоятельств. Во-первых, ядро соматической клетки для этого зачатия было взято от беременной овцы, организм которой своей биологической работой был подготовлен выделением в кровь определённых гормонов к живорождению. Во-вторых, клетка для изъятия ядра была взята из вымени, т. е. из вторичного полового признака, клеточные структуры которого были ближе по своему строению к половым клеткам.

Как бы там ни было, но появление на свет живой клонированной овцы создало мощные стимулы для последующих исследований. Если Ян Вилмут для слияния ядра соматической клетки с яйцеклеткой использовал электростимуляцию, которая травмировала генетический аппарат, группа исследователей из университета в Гонолулу (Гавайские острова) под руководством Риузо Янагимачи нашла способ вживлять донорское ядро с помощью специальной микропипетки.

По мере совершенствования технологии генно-инженерного клонирования снижался травматизм трансплантации, расширялся диапазон животных, зачатых и оплодотворённых генетическим аппаратом соматических клеток. Каждый прошедший год приносил и приносит новые важные для науки результаты.

В 1997 г., сразу же вслед за Долли родилась первая в мире клонированная мышь, в 1998 г. – первая корова, в 1999 – козёл, в 2001 – кошка, в 2002 – кролик, в 2003 – бык, мул и олень, в 2005 – собака Снуппи, афганская борзая, в 2006 – хорёк, в 2009 – верблюд. При этом с начала XXI века собака была успешно клонирована трижды, кошка – дважды, коза – пять раз. В 2004 г. была с коммерческой целью клонирована кошка – домашняя любимица богатого человека, а в 2008 г. началось коммерческое клонирование собак.

Полученные клоны не являются ни вполне жизнеспособными животными, ни похожими копиями тех животных, от соматических клеток которых они зачаты. При клонировании происходит копирование генотипа, фенотип же не может быть скопирован вследствие происходящих в организме изменений в процессе развития.

Российский генетик и селекционер Владимир Струнников отмечает по этому поводу:

«Работая с целым рядом резко различающихся между собой клонов, нам удалось выявить, что, несмотря на одинаковые генотипы и условия разведения, члены одного клона оказываются весьма разнообразными по целому ряду признаков: величине, продуктивности и плодотворности. В некоторых клонах это разнообразие бывает большим, чем в генетически разнородных популяциях» (Струнников В.А. Клонирование животных: теория и практика – Природа, 1998, № 7).

В этих словах содержится настоящий приговор геноцентризму, который окончателен и обжалованию не подлежит. Если клоны, т. е. «чистые линии» наследования, обладающие одинаковым генотипом, могут различаться между собой больше, чем в генетически разнородных популяциях, о какой же определяющей роли генов в развитии организма может идти речь? Гены задают лишь общие контуры развития организма, они сами зависимы от биологической работы фенотипа, они включаются и выключаются не по однажды заведенной программе, содержащейся в оплодотворённой яйцеклетке, а в зависимости от распределения произведенных ими белков. Они перепрограммируются в совместной биологической работе с фенотипом.

В. Струнников объясняет фундаментальные различия клонов с геноцентрических позиций – ошибками копирования, сбоями «копировального аппарата», т. е. мутациями, накопленными в генофонде. Но ведь мутации – такой же результат биологической работы организма, как и безошибочная работа генетических структур. Понятно, что мутации – не единственная причина громадных различий клонированных животных.

Другой лидер современной российской генетики, Леонид Корочкин, видит главную причину различий клонируемых животных в степени колеблемости в рамках нормы реакций проявления признака, контролируемого тем или иным геном. Такая колеблемость «зависит от влияния многих других генов» (каждый из которых имеет свою норму реакции), от воздействия внутренней (которая у разных приёмных материй будет разной) и внешней среды (температура, влажность, содержание кислорода и всяких других веществ в воздухе, уровень радиации и прочее)». (Корочкин Л.И. В лабиринтах генетики – Новый мир, 1999, № 4).

Корочкин обращает внимание на то, что различные условия развития зародышей в матках разных вынашивающих матерей неизбежно будут расширять «определённые пределы колеблемости проявления данного гена в фенотипическом признаке» (Корочкин Л.И. Клонирование животных – Соровский образовательный журнал, 1999, № 4, с. 15).

Следует уточнить, что эта колеблемость в работе генов вызывается под влиянием внешних условий биологической работой организма в целом, воздействием на генетические структуры переносимых белками сигналов о состоянии покровов тела зародыша, групп клеток, находящихся в процессе органогенеза, а главное, формирующейся макроскопической мобилизационной структуры целостного организма – его центральной нервной системы. В конечном счёте развитие фенотипа диктует генам сценарии поведения.

«Спрашивается, – подытоживает Корочкин, – велика ли вероятность точного воспроизведения свойств «клонируемого» образца?» (Там же). Вероятность эта, конечно же, очень мала, практически близка к нулю.

Крайне низкой является и вероятность точного копирования многоклеточных организмов другими способами клонирования. Так, тот же Владимир Струнников возглавлял группу исследователей, которая на протяжении многих лет проводила эксперименты по клонированию тутового шелкопряда методом партеногенеза в сочетании с селекцией.

«В результате многолетнего отбора, – пишет В. Струнников, – нам удалось накопить в генотипе селектируемых клонов невиданно большое число генов, обусловливающих высокую склонность к партеногенезу и жизнеспособность. Вылупление гусениц достигло 90 %, а их жизнеспособность, как ни удивительно, повысилась до 95-100 %», опередив в этом отношении обычные породы и даже гибриды. В дальнейшем мы «скрестили» с помощью партеногенетических самцов два генетически резко отличающихся клона разных рас и от лучших гибридных самок вывели сверхжизнеспособные клоны» (Струнников В.А. Клонирование животных: теория и практика – Природа, 1998, № 7).

Само по себе выведение клонов, обладающих высокой жизнеспособностью, является значительным научным достижением. Но обусловлено было это достижение тем, что клонировались насекомые, у которых естественная эволюция размножения ещё сохраняет наряду с половым процессом достаточно выраженную способность к партеногенезу как «запасному» варианту произведения на свет себе подобных.

Исследователи сталкивались с явлением угнетения жизнедеятельности, депрессии партеногенеза и связанного с ним клонирования, которое объясняется вытеснением клонирования из диапазона биологической работы вида в сфере размножения. Естественное клонирование остаётся своеобразным рудиментом системы размножения, приводящим к снижению жизнеспособности вследствие отсутствия поступления свежей генетической информации, передаваемой половым путём. Это явление аналогично инцесту млекопитающих, т. е. скрещиванию между близкими родственниками, несущими в своих половых клетках близкородственные гены, что приводит к появлению анемичного, болезненного потомства.

Как отмечает В. Струнников, «депрессия у тутового шелкопряда несравнимо меньше, чем у млекопитающих животных», у которых «яйцеклетка с диплоидным яром, образованным в результате слияния двух женских гаплоидных ядер или двух мужских, вообще не развивается в организм» (Там же).

Наиболее важным научным результатом многолетних экспериментов В. Струнникова с точки зрения изучения возможностей клонирования явилось выведение клонов, причём не только самок, но и самцов, с повышенной жизнеспособностью и плодовитостью при половом скрещивании. Сами по себе непосредственного практического значения для шелководства они не имеют, так как уступают размножающимся половым путём тутовым шелкопрядам по ряду экономических показателей. Так, клонированные самки слишком прожорливы, они съедают на 20 % больше листа шелковицы, а их коконы содержат на 20 % меньше шёлка.