Клонирование.
Клонирование – получение идентичных потомков при помощи бесполого размножения. По-другому определение клонирования звучит так - это процесс изготовления генетически идентичных копий отдельной клетки или организма. То есть эти организмы похожи не только внешне, но и генетический код, заложенный в них, одинаков.
Возможности клонирования открывают новые перспективы для садоводов-огородников, фермеров-животноводов, а также для его медицинского применения. Одной из главных задач в данной области является создание коров, в молоке которых будет содержаться сыворотка человеческого алгаомина. Эта сыворотка используется для лечения ожогов и иных травм, и мировая потребность в ней составляет от 500 до 600 тон в год. Это одно направление.
Второе – создание органов животных, которые можно будет использовать для трансплантации человеку. Во всех странах существует серьезный недостаток донорских органов - почек, сердец, поджелудочных желез, печени. Поэтому идея, что можно создать практически конвейерное производство трансгенетических свиней, по графику поставляющих такие органы для пациентов, специально подготовленных для приема этих органов, вместо того, чтобы отчаянно пытаться найти подходящую ткань у донора-человека - такая идея является волнующей перспективой. Путём клонирования можно получать животных с высокой продуктивностью яиц, молока, шерсти или таких животных, которые выделяют нужные человеку ферменты (инсулин, интерферон, химозин). Человеческие ферменты можно получать и более простым способом: взяв нужную клетку крови человека, клонировать её и вырастить клеточную культуру, которая в лабораторных условиях будет производить нужный фермент. Комбинируя методы генной инженерии с клонированием, можно вывести трансгенные (растения которым «пересажены» гены других организмов) сельскохозяйственные растения, которые смогут сами себя защищать от вредителей или будут устойчивы к определённым болезням.
Вершиной клеточной инженерии можно считать клонирование организмов – создание точной копии живого существа. Выведенные российским генетиком В.А. Струнниковым (1914-2005) клоны шелкопряда известны на весь мир: искусственно полученные насекомые трудятся над производством шелковой нити лучше своих природных собратьев. Наиболее известный феномен клеточной инженерии – клонирование домашних животных. В 1997 весь мир облетела весть об овечке Долли – клоне своей матери.
Выращивание новых тканей организма из отдельных клеток – уже реальность. Из клеток почки можно вырастить новый полноценный орган, который при пересадке не будет отторгаться организмом.
Наиболее перспективным сегодня является клонирование с использованием так называемых эмбриональных стволовых клеток.
Ученые из университета штата Висконсин опробовали новую методику клонирования млекопитающих. В качестве основного исходного материала новаторы использовали яйцеклетку коровы. Ее лишали так называемого генетического кода и имплантировали молекулы ДНК других клонируемых животных - свиньи, крысы, овцы или обезьяны. При этом источником наследственного материала служили клетки тканей взрослых особей, взятые, например, из свиного или крысиного уха. После искусственного оплодотворения из коровьей яйцеклетки, получившей новую генетическую информацию, развивался зародыш другого млекопитающего - копия генетического донора. Таким образом, ученым удалось благополучно вырастить в лабораторных условиях эмбрионы свиньи, крысы, овцы, обезьяны и самой коровы.
Уже получены животные от трансплантации половинок эмбрионов свиней (США, Р. У. Роунтри). По данным ряда исследователей, число потомков может быть увеличено на 30—35%. Однако этим не ограничивается значение клеточно-инженерной операции. Возможность массового получения идентичных двоен (генетических копий) очень важна. Эти животные имеют большую ценность для исследователей, занимающихся проблемой взаимодействия генотипа и среды. Использование идентичных двоен позволяет повысить точность исследований и достичь достоверных результатов при меньшем числе подопытных животных. Кроме того, наличие идентичных близнецов позволяет на одном из них проводить изучение признаков, требующих убоя животного (например, мясные качества), и переносить эти данные на близнеца, что является методически вполне обоснованным. Все это позволяет более точно и всесторонне оценить данный генотип. Кроме того, при трудоемкой и длительной работе по оценке быков по качеству потомства эту работу можно проводить только с одним из двойневых идентичных быков. Оценка одного животного будет соответствовать оценке и другого идентичного животного. Имеется информация о том, что уже получено потомство при разделении бластоцисты на 4 части. Это еще в значительной мере увеличивает значение данного метода клеточной инженерии для повышения эффективности селекционно-племенной работы и исследований в области генетики сельскохозяйственных животных.
Сейчас перед людьми не стоит вопрос: клонировать или нет? Конечно, клонировать. Благодаря этому открываются новые возможности. Например, в сельском хозяйстве можно получить высоко продуктивных животных или животных с человеческими генами. А также клонирование органов и тканей – задача номер один в траспланталогии.
Стоит другой вопрос: разрешить ли клонирование человека? С одной стороны это возможность бездетных людей иметь своих собственных детей, а с другой – возможность получения новых Наполеонов и Гитлеров, а также получение клонов для последующего использования их в качестве доноров необходимых органов. Вопрос клонирования человека остаётся открытым.
Уже накоплен большой опыт культивирования соматических клеток животных, разработаны оптимальные среды и режимы культивирования, отработаны способы длительного хранения клеток при низких температурах. Разработка этих методов создает прочную основу для развертывания теоретических и прикладных работ по клеточной инженерии сельскохозяйственных животных, которые будут иметь все возрастающее народнохозяйственное значение.
Применение клеточной инженерии.
В биотехнологическом производстве клоны клеток используют как своеобразные химические фабрики для промышленного получения биологически активных веществ. Например, гормона эритропоэтина, которых стимулирует образование красных кровяных телец, а так же используется для предотвращения образования тромбов в кровеносных сосудах. Методами клеточной инженерии получены факторы свертываемости крови для лечения страшного заболевания – гемофилии, инсулин для лечения диабета.