Мир потрясен сенсацией. На прошлой неделе все средства массовой информации взахлеб рассказывали о потрясающем достижении шотландских генетиков, впервые в мире скопировавших овцу. Безобидная кудрявенькая Долли — такое имя дали точной генетической копии овцы-мамы — сотворена из клетки, взятой из маминого вымени. Теперь любое ценное животное можно тиражировать в необходимом количестве копий.
Подробности
Нужны ли человечеству пятьсот Эйнштейнов — это еще вопрос. Но то, что сыра чем больше, тем лучше, не вызывает сомнения
От мифов к реальности
Древние были умные. Они в легендах и мифах напророчили и предсказали практически все значимые научные открытия грядущих времен. И клонирование не исключение. В индийской мифологии триединство богов Брахмы, Шивы и Вишну бесконечно творило и воссоздавало все сущее, в том числе и живое. Брахма, в частности, воссоздал себя в инцесте с собственной дочерью. Зевс, подобно другим верховным божествам, обладал даром партеногенетического, или непорочного, зачатия. Два раза он стал отцом, обойдясь при этом без женщин и прекрасных богинь, жаждавших его любви. Один раз сын у него родился из бедра, в другой — дочь Афина выскочила на свет из разверзнувшейся на миг головы Зевса. Что уж говорить о Еве, созданной из ребра Адама, или о партеногенетическом рождении Христа (то есть непорочным зачатием) — это, так сказать, повторение пройденного.
Было ли это в действительности или предки догадывались о возможности подобных чудес — возможно, мы не узнаем никогда. Но человечество мечтало о бессмертии и стремилось к нему всегда. И поскольку отдельный индивид смертен, не есть ли бессмертие в череде поколений, которые каждый раз обновляют себя при помощи все того же древнего секса, а еще точнее, половых клеток.
Первая революция в этом процессе была совершена в 1785 году, когда впервые удалось оплодотворить женщину искусственно. Мужской спермой, естественно, но без полового акта. История свидетельствует, что в результате этой операции родился нормальный, здоровый ребенок. Век спустя под микроскопом впервые увидели яйцеклетку, а в 1943 году научный журнал «Сайенс» опубликовал статью известного акушера Дж. Рока, в лаборатории которого сотворили чудо. У бесплодной женщины была изъята яйцеклетка, которую в пробирке оплодотворили спермой. Естественно, в те времена речь не шла еще об имплантации зародыша в матку женщины, но сам факт зарождения жизни в пробирке был научной сенсацией. Еще через десяток лет ученые научились пересаживать ядра лягушачьих икринок. Это привело человека в 70-е годы к тому, что было доступно лишь богам, а именно к клонированию.
Клонирование — воспроизведение точных генетических копий — постоянно случается в природе при рождении однояйцевых близнецов, у которых не только пол, но и подавляющее большинство генов одинаковы. Рождение двоен, троен и даже четверых однояйцевых близнецов доказывает одну очень важную непреложную истину. Она заключается в том, что клетки, образовавшиеся в результате деления яйца, могут разделяться и каждая при этом дает нормальный плод. Две-четыре клетки-балласта, возникшие после первого и второго деления оплодотворенной спермием яйцеклетки, равнопотентны, то есть практически одинаковы в своей потенции давать развитие эмбриону. Это свойство и легло в основу при клонировании генетических копий.
Но яйцеклетка позволяет производить над собой и еще одну уникальную операцию, а именно пересадку ядра. Этим-то и воспользовался в 70-х профессор Оксфорда Дж. Гердон, которому впервые удалось клонировать лягушек. Для этого он пересаживал в икринки ядра соматических (не половых) клеток. Брались клетки кишечного эпителия, что очень важно. Если помните, нынешняя сенсация — овечка Долли — «сделана» из клеток маминого вымени. И в том и в другом случае брались клетки, активно делящиеся, такие клетки не надо слишком активизировать, чтобы они начали делиться (в противном случае пересаженное ядро может не начать делиться вовсе).
Итак, со школы известно, что мужской спермий и женская яйцеклетка несут набор хромосом по 23 штуки каждый и что жизнь зарождается только в результате соединения этих двух начал и этих двух наборов в двойной (диплоидный) набор, который и несут клетки тела ребенка. Революция, свершенная Гердоном, заключалась в том, что он впервые зародил жизнь при помощи яйцеклетки, ядро которой заменил на уже диплоидное ядро обычной соматической клетки.
Дальше — больше. Дошло дело и до баранов. В прошлом году, 7 марта, в канун Женского дня журнал «Нейчур» сообщил об открытии в деле производства млекопитающих. Ученые из Рослинского института в Эдинбурге зародили ягненка без участия барана (вернее, его половых клеток). Хитрые шотландцы, привычным способом оплодотворив в пробирке яйцеклетку овцы бараньей спермой и получив зародыш, разделили его на клетки и поместили их в лабораторную культуру. Дальше самое интересное: изъятые из культуры ядра клеток были перенесены в цитоплазму яйцеклеток от другой овцы, из которых предварительно удалили ядра, то есть была произведена операция по перемещению ядра на другое место. И оплодотворенная таким образом яйцеклетка дала зародыш, а затем и ягненка без участия барана. Впервые в мире шотландским ученым удалось воспроизвести «лягушачий» эксперимент на млекопитающих. Правда, частично.
Сенсация последней недели — Долли — это целиком и полностью повтор «лягушачьего» эксперимента. Эдинбургские ученые под руководством доктора Яна Вилмута взяли ядро клетки из вымени взрослой овцы и выращивали в лабораторной культуре в течение шести дней. Затем у другой овечки изъяли неоплодотворенную яйцеклетку и при помощи электрического разряда «сплавили» ее с клеткой донора. Затем зародыш поместили в матку третьей овцы, которая послужила суррогатной матерью.
Как вы понимаете, от клонирования овцы без участия барана до копирования человека, минуя мужчину, — один шаг.
Между прочим, некоторым образом и россияне причастны к открытию века. Знаменитый генетический центр в Эдинбурге организовала после войны Шарлотта Ауэрбах. А Шарлотта работала у советского генетика Тимофеева-Ресовского, в берлинском пригороде Бухе. И спас ее, еврейку, в гитлеровской Германии от уничтожения именно Тимофеев-Ресовский.
Собственно, почему овца Долли произвела сенсацию? Ведь два года назад уже были клонированы крысы. Э, батенька, зачем же нам ксерокопированные крысы! Вот сельскохозяйственное животное — это другое дело, это штука полезная. Здесь открытие Вилмута действительно обещает революцию. Знаете ли вы, к примеру, в чем основная проблема молочного скотоводства? Вымя у коров разного размера, а доильный аппарат — одного. Клонированная, многократно повторенная корова будет сочетаться с доильным аппаратом технологически идеально, ей требуются одинаковые условия содержания, что сильно удешевляет производство. И т.д.
Но открывающиеся грандиозные перспективы сельского хозяйства волнуют, кажется, лишь специалистов. Журналисты и философы наперебой говорят о другом: они напуганы тем, что появилась возможность «ксерокопировать», вслед за животными, и людей. Горячо обсуждается целый ряд неожиданно возникших этических проблем. Англичанин доктор Патрик Диксон рассказал, что к нему обратилась женщина, желающая воскресить недавно умершего отца. Она готова выносить его в своем чреве и вырастить. Но спрашивается, будет ли ребенок считаться ее отцом?
Бульварные газеты пугают обывателя. А ну как массы больных людей захотят иметь свои копии, чтобы заменять их частями пораженные органы?! Они продлят свою жизнь, но как быть с гомункулусами? Утилизировать? Богатые старцы станут заказывать генетикам молодые копии некогда любимых, но постаревших жен. Не разрушит ли двоеженство нынешний институт семьи? (Правда, старику нужно будет лет 20 подождать, пока ребенок вырастет до взрослой девушки, которая может ведь и не захотеть выйти замуж за старикана.) Магнаты шоу-бизнеса пожелают возродить звезд прошлого, Мэрилин Монро, к примеру. Этично ли это по отношению к ней? Социологи рисуют совсем уж мрачные картины: диктаторы и террористы обзаводятся двойниками (которые, правда, по возрасту им во внуки годятся); фанатики с кошельками покупают себе в качестве личной игрушки Ленина или фараона Тутанхамона; любители остренького разводят где-нибудь в джунглях и выпускают на свободу людоедов.
Однако далеко не всем метод клонирования кажется ящиком Пандоры, а его авторы — врагами цивилизации. Доктор Рон Джеймс, научный сотрудник фирмы «ППЛ Терапевтикс», которая приобрела права на результаты работы Вилмута, утверждает, что совершен прорыв в медицине. Что ж, возможно, он прав. Вспомните, как трудно мы привыкали к пересадке человеческих органов, пробирочным детям, суррогатному материнству. Ничего, смирились. Потому что победил здравый смысл. Так же, наверное, будет и с клонированием человека. Плох или хорош любой метод, зависит от целей, для которых мы его применяем. Та же атомная энергия: можно делать ядерные бомбы, а можно — АЭС.
Человечеству, быть может, надо разработать и ввести законы, ограничивающие эксперименты с копированием людей (в Великобритании такой закон уже есть). Но вряд ли надо отказываться от возможностей, которые клонирование открывает в борьбе с неизлечимыми недугами и другими бедами. Как и в других случаях, сначала «уклонизм» будет доступен лишь самым богатым. Затем новым методом станет пользоваться средний класс, наконец, и мы с вами.
У расейской овцы собственная гордость
Нужны ли человечеству пятьсот Эйнштейнов — это еще вопрос. Но то, что сыра нужно чем больше, тем лучше, не вызывает сомнения. Сыр недешев, потому что дорог химозин — сычужный фермент, сбраживающий молоко. Фермент этот буквально по крупицам выскребают из желудков специально убиенных, непременно юных телят. «Зеленые» развитых стран проводят бесконечные демонстрации против массовых убийств безвинных теленков, но, приустав от криков, не гнушаются подкрепить силы сырком.
Сырную проблему решили в Москве российский ученый академик РАСХН Лев Эрнст и немецкий профессор Готфрид Брем. Нет, не синтезировали химозин — синтезу он не поддается. Они вырастили единственную в мире овцу, вырабатывающую дефицитный фермент, так сказать, в процессе жизнедеятельности. Для этого несколько лет овечкам вводили ген химозина с пристроенным к нему регулировщиком — промотором, по-научному. Промотор велит гену воспроизводить фермент не где попало, а только в одном месте — в овечьей молочной железе. Два года назад удача улыбнулась ученым: у двух овец ген осел там, куда его направляли. Но один, видимо, перестарался: не сел, а лег и работать не захотел. Зато второй просто фонтанирует драгоценным ферментом: выбрасывает его в молоко по 300 миллиграммов на литр! А для получения тонны сыра требуется всего 1 грамм. С этой ответственной задачей за день справляется всего одна овца.
Животных, в молоке которых содержится сычужный фермент, в природе не существует. Овцы Эрнста и Брема — их теперь несколько десятков — пионеры нового направления в животноводстве, обслуживающего сыроделие. Они об этом не знают и ведут себя скромно. Сыр, приготовленный с применением овечьего химозина, с аппетитом исследовал и одобрил Институт питания РАМН. Ученые надеются, что через год-полтора весь российский сыр будут получать с их химозином. А там, глядишь, его начнет покупать заграница — ведь он дешевле телячьего почти в десять раз.
Если клонирование — это клеточная инженерия и только копирует организмы, то изменяет их (как в данном случае) генная инженерия. Те и эти инженеры дополняют друг друга.
Еще Эрнст и Брем методом генной инженерии вывели свинью, которая ведет себя совсем не по-свински. Обычные хрюшки, едва перевалят за сто килограммов, облепляют себя дальше одним жиром. Новые русские свиньи наращивают аж до 160 килограммов исключительно мяса с тонкими прослойками сала.
Коллектив Эрнста может посадить животным такие гены, что они станут выделять с молоком инсулин, эритропоэтин, антитрипсин и другие нужнейшие лекарства. Но, естественно, нет денег на доработку технологии. Господа бизнесмены, спешите делать инвестиции в трансгенных коров, овец и чушек. Обеспечите себя прибылями на всю оставшуюся жизнь.
Если наука и дальше пойдет такими семимильными шагами, то скоро ученые уже будут клонировать не овец, а сразу ветчину и сыр, причем в вакуумных упаковках.
Владимир ЗАСЕЛЬСКИЙ,Игорь ЛАЛАЯНЦ
Клон — в переводе с латыни клан, семейство, потомство одного предка. Генетики понимают под клонированием воспроизведение в детях абсолютно точного генома родителя, то есть генетическое копирование.
Фото А. Басалаева, AFP