Существует несколько видов клонирования. Молекулярное клонирование давно используется в биотехнологии. С помощью этого метода удается встраивать в ДНК клетки или вируса дополнительную генетическую информацию, которая будет передаваться по наследству. Именно молекулярное клонирование позволяет получать инсулин с помощью бактерий (рекомбинатный инсулин), создавать генетически измененные продукты, оно же лежит в основе генотерапии.
Репродуктивное клонирование можно определить как создание точной копии организма с использованием его генетического материала. Вместо собственного ядра в яйцеклетку вводится донорское ядро с его генетической информацией. Яйцеклетка начинает делиться и формирует зародыш, генетически идентичный донорской клетке. Такой зародыш способен развиться во взрослый организм. Так и была создана овца Долли.
Остановив развитие зародыша через несколько дней, можно получить из него стволовые клетки. Многие исследователи связывают с такими клетками большие надежды, планируя использовать их для замены клеток поджелудочной железы при сахарном диабете, клеток мозга при болезни Паркинсона, и многих других. Клонирование для получения стволовых клеток называют терапевтическим.
После того как в конце XIX - начале XX века исследователи установили, что наследственная информация растений и животных находится в ядре клетки, нобелевский лауреат Ганс Спеманн (Hans Spemann) в 1938 году задумывает “фантастический эксперимент”. Он предлагает взять ядро клетки позднего эмбриона, молодой особи или взрослого организма и заменить им собственное ядро яйцеклетки. Еще в 1902 году Спеманну удалось получить из двух частей раннего эмбриона ящерицы два полноценных организма, и он предположил, что получить целый организм можно из клеток на более поздних стадий развития.
Клетки раннего эмбриона животного обладают свойством тотипотентности, т.е. каждая клетка может дать начало взрослому животному. С развитием эмбриона клетки теряют это свойство. Благодаря угнетению одних генов и активации других, клетка необратимо встаёт на определенный путь развития (дифференцируется): в клетку сердца, мозга, легких и т.д. Механизмы, которые ограничивают активность одних генов и стимулируют экспрессию других до сих пор мало изучены.
Потеря тотипотентности взрослыми клетками животных (в отличие от растений) была и остается основной проблемой, которая стоит перед исследователями, занимающимися клонированием. Возможность клонирования эмбриона лягушки впервые была показана учеными Кингом (King) и Бриггсом (Briggs) в 1952 году. Однако, чем старше были донорские эмбриональные клетки, тем меньше модифицированных яйцеклеток вырастало в половозрелую особь. В 60-х и 70-х годах прошлого века исследователям удавалось клонировать клетки взрослых лягушек, но такие особи доживали лишь до стадии головастиков. Неудачные опыты на лягушках заставили многих ученых считать, что часть генетической информации бесследно утрачивается в клетках взрослого организма.
Клонировать клетки эмбрионов млекопитающих пытались еще в 1970-х годах. В яйцеклетку мыши биологи пересаживали ядро эмбриона на ранней стадии развития. Исследователи Карл Илменси (Karl Illmensee) и Питер Хоппе (Peter Hoppe) не раз сообщали, что им удалось вырастить взрослых клонированных мышей, но оказалось, что их результаты были поддельными.
В 1980-х годах биологам Стицу (Stice) и Роблю (Robl) впервые удалось клонировать кролика из клетки эмбриона на ранней стадии. Позднее этот эксперимент был повторен на других животных. Но ни у кого не получалось клонировать клетку эмбриона на поздней стадии развития, и, тем более, клетку взрослой особи.
В 1990-х годах группа исследователей во главе с Яном Вилмутом (Ian Wilmut) из института Рослина (Roslin Institute) в Шотландии приступила к работе по клонированию эмбрионов овец. Донорские эмбриональные клетки Вилмут выращивал в клеточной культуре. Сначала они напоминали стволовые клетки, а потом стали похожими на клетки взрослого организма. Их ядра Вилмут и использовал для клонирования. В результате эксперимента родилось пять ягнят, двое из которых достигли возраста восьми-девяти месяцев.
В следующем эксперименте Вилмут выращивал в клеточной культуре клетки молочной железы уже взрослой овцы. Отобранные из культуры клетки использовались в качестве источника ядер для пересадки. Из 277 яйцеклеток с пересаженным ядром лишь одна развивалась в относительно здоровое животное. Результатом первого удавшегося эксперимента и была Долли.
Успех Вилмута стал международной сенсацией. Долли, которая нормально развивалась и родила шесть ягнят, своим существованием доказала, что животный организм может быть получен из генетического материала взрослой особи. В институте Рослина клонировали и других животных. В июле 1997 года родилась овца Полли, которая несла в себе встроенный человеческий ген. В 2000 году удалось клонировать свиней, которых исследователи надеялись использовать для выращивания органов и тканей для трансплантации.
В 1999 году исследователи заметили, что клетки Долли выглядят более старыми, чем у ее сверстников, рожденных естественным путем. Тогда некоторые генетики сделали вывод, что при клонировании вместе с генами передается и “возраст”. С преждевременной смертью Долли еще более остро встал вопрос о возможности перепрограммирования взрослой клетки животного, возвращающего ей способность развиться в полноценный организм.
С помощью клонирования многие ученые надеются создавать органы и ткани для трансплантации, которые, в отличие от органов других людей, не будут отторгаться, получить целый ряд ценных лекарственных препаратов, сохранить исчезающие виды животных. Использование клонирования в сельском хозяйстве помогло бы получать высокопродуктивных животных.
Как сообщали Mednovosti.ru, компания Clonaid объявила о создании уже трёх клонов человека, однако это заявление не расценивается многими учёными как заслуживающее внимания. Директор Института молекулярной генетики РАН Евгений Свердлов тогда отрицательно отнёсся к рождению первого клона. "В 99 процентах случаев существует риск рождения урода", - заявил врач. По его словам, результаты клонирования животных говорят о том, что клоны страдают нехарактерными болезнями и быстро стареют.
В парламенте США рассматривается законопроект о запрете экспериментов по клонированию клеток человека. В качестве наказания за нарушение закона предлагается десятилетнее тюремное заключение и штраф в миллион долларов. Во многих странах, влючая Россию, клонирование человека уже запрещено. Лишь в Великобритании возможно выращивание клонированных человеческих эмбрионов до ранних стадий развития.
Многие ученые, в том числе Алан Колман (Alan Coleman) - один из создателей Долли - против клонирования человека. “В случае с людьми было бы неприлично двигаться дальше после всего, что мы узнали об отдаленных негативных последствиях клонирования”, - считает Колман. Законодательсва многих стран, нерешенные этические проблемы, а также большой процент неудач в попытках клонирования животных заставляют ученых искать новые
