20 лет назад в научном журнале Nature вышла небольшая, на пару страниц, заметка, озаглавленная «Жизнеспособное потомство, полученное из эмбриональных и взрослых клеток млекопитающего» (Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells). За не слишком понятным для обывателя заголовком скрывалась история о самой знаменитой в мире овце — Долли.
Британские биологи Ян Вилмут и Кейт Кэмпебелл в 1996 году клонировали овцу, а 27 февраля 1997 года об этом узнали все читатели Nature. Публикацию тут же осветили СМИ, и новость разнеслась по миру — создание полноценной генетической копии живого существа оказалось возможным.
Вообще-то, Долли не была первым клонированным животным.
Первые шаги на пути к клонированию были сделаны еще в Российской империи и СССР. Сначала зоолог Александр Тихомиров, а затем биолог Борис Астауров экспериментировали с тутовыми шелкопрядами. Тихомиров открыл явление искусственного партеногенеза (однополого размножения у животных, обычно размножающихся с помощью оплодотворения), Астауров же смог получить генетические копии шелкопряда с помощью радиационного и термического воздействия на яйца. Однако полученные в ходе экспериментов эмбрионы не отличались высокой жизнеспособностью.
Современные эксперименты по клонированию основаны на методе, который в 1940-е годы разработал советский эмбриолог Георгий Лопашов. Он выделил ядро соматической (неполовой) клетки и имплантировал его в обезъядренную (энуклеированную) яйцеклетку. Из-за «лысенковщины» его статья, посвященная пересадке ядер у амфибий, так и не была опубликована. В дальнейшем аналогичные опыты осуществили американские эмбриологи Бриггс и Кинг — им удалось добиться успешного развития головастиков шпорцевой лягушки. А в 1962 году английский зоолог Джон Гердон использовал в качестве донора ядер клетки эпителия кишечника подросшего головастика. Хотя выжили лишь 2% клонов, это стало огромным шагом вперед.
За год до появления Долли та же группа ученых клонировала овец Меган и Мораг, но для их создания использовались эмбриональные клетки. Долли же стала первым теплокровным животным, полученным из ядра соматической клетки.
Источником материала послужили клетки вымени овцы, на момент эксперимента уже умершей. Донором половых клеток стала другая овца, еще одна послужила суррогатной матерью. Из 277 клеток до состояния эмбриона развились 29. Выжил из этих эмбрионов только один.
Долли родилась 5 июля 1996 года, доказав своим появлением возможность клонирования теплокровных животных, в том числе и уже умерших, если есть возможность получить от них генетический материал.
Сообщение об удачном эксперименте раскололо общественность на два лагеря. Пока одни ликовали и мечтали о возрождении вымерших видов животных, решении проблем сельского хозяйства и даже клонировании гениальных изобретателей и политических лидеров, другие не были столь воодушевлены и относились к такому прорыву в области биотехнологий с опаской. То и дело появлялись статьи с названиями вроде «Клонирование — атака на человеческое достоинство?». Всем было очевидно, что клонирование человека — лишь вопрос времени.
Также после публикации выяснилось, что схожие эксперименты велись и в других крупных научных центрах по всему миру. Так, в США ученым из Орегонского центра изучения приматов удалось клонировать человекообразных обезьян — правда, с использованием зародышевых клеток. Китайские генетики, как оказалось, с 1993 года работали с клонированием быков, в России клонировали каспийского осетра.
Однако в 1999 году издание Independent назвало Долли «подделкой» — анализ ее митохондрий показал, что овечка была скорее дочерью двух матерей, чем чистым клоном.
Оказалось, что, хотя все гены в ядрах ее клеток были получены из клеток вымени, в цитоплазме были также гены овцы — донора яйцеклетки. Основная часть генетической информации содержится в ядре клетки, но небольшой ее процент (у млекопитающих — 37 генов) находится за его пределами, в митохондриях. Хотя это число кажется незначительным по сравнению с десятками тысяч генов в ядре, оно все же не позволяет говорить о стопроцентном клонировании.
Раскритиковал работу и лауреат премии Национальной академии наук США в области молекулярной биологии Нортон Зиндер. Учитывая количество сделанных попыток, из которых успешной оказалась лишь одна, он назвал ее «анекдотом, а не результатом». Также Зиндер указывал на то, что «мать» Долли умерла несколько лет назад, что не позволяет сравнить клонированную овцу с исходной. Кроме того, неизвестно, какие еще клетки могли оказаться в вымени — если исходная овца была беременна, то в материал могли попасть эмбриональные клетки. И если Долли появилась именно из эмбриональной клетки, то прорывом это назвать уже нельзя — такой эксперимент уже был успешно поставлен ранее. По словам Вилмута, изначально заниматься клонированием он не собирался, и клетки вымени хранились для других целей. Однако когда ему пришла в голову идея о клонировании, он решил использовать уже имевшиеся клетки вместо получения новых от другого животного.
Долли прожила всего шесть с половиной лет, после чего ее пришлось усыпить — овечка страдала от тяжелого артрита, к которому прибавилась прогрессировавшая болезнь легких.
Кроме того, ученые связывают низкую продолжительность жизни со слишком короткими теломерами — концевыми участками хромосом, укорачивающимися по мере старения организма. На первом году жизни Долли они были короче нормы на 20%. По мнению специалистов, это непосредственно связано с клонированием — ведь материал был взят от взрослого животного, теломеры которого уже успели стать короче.
Впрочем, ни «сестры» Долли, созданные позже из того же генетического материала, ни шестеро ее ягнят с такой проблемой не столкнулись. Тем не менее несколько дней назад ученые сообщили о намерении усыпить остальных клонов — они прожили уже 10 лет, и их дальнейшее существование не имеет смысла для науки. Тесты показали, что они чувствуют себя достаточно хорошо для своего возраста.
В дальнейшем были проведены эксперименты по клонированию мышей, коз, свиней, коров, лошадей, кроликов, крыс и других животных — как живых, так и замороженных на несколько лет.
Сейчас в Китае в промышленных масштабах производится клонирование животных для медицинских исследований. В США в 2004 году началось коммерческое клонирование кошек. В Южной Корее на таможне используют щенков-клонов лучшего корейского разыскного пса. Благодаря клонированию удалось воссоздать вымерших испанских козерогов, диких быков. Хотя получившиеся животные оказались нежизнеспособны, результаты дали ученым надежду на будущее воскрешение вымерших видов и сохранение вымирающих. Так, в 2015 году в журнале Current Biology была опубликована статья, посвященная расшифровке генома двух мамонтов, а несколькими месяцами ранее американским ученым удалось перенести часть генов мамонта в геном клетки обычного слона и размножить их.
Клонирование человека на сегодняшний день в некоторых государствах официально запрещено.
В Великобритании и США оно карается десятью годами лишения свободы. В России оно также запрещено, потому что, как говорится в пояснительной записке к законопроекту, «клонирование человека встречается с множеством юридических, этических и религиозных проблем, которые на сегодняшний день еще не имеют очевидного разрешения».
Терапевтическое клонирование человека разрешено в Великобритании, Бельгии, Швеции. Оно используется для получения стволовых клеток из эмбриона-клона. Такие клетки полностью совместимы с иммунной системой донора и не будут отторгаться, что позволяет лечить множество заболеваний — от болезни Паркинсона до облысения. С точки зрения религии неприемлемо даже терапевтическое клонирование — во-первых, при нем жизнь создается противоестественным способом, во-вторых, эмбрионы умерщвляются, что во многих религиях приравнивается к убийству.