Клонирование – перенос ядер соматических клеток

Перенос ядер соматических клеток — технология создания клетки, которая ведет себя наподобие эмбриональной стволовой клетки, но содержит генетический материал, полученный от взрослой клетки. Процесс начинается с оплодотворенной яйцеклетки и соматической клетки, взятой от взрослого организма. Донор оплодотворенной яйцеклетки и донор соматической клетки не должен быть одним и тем же индивидуумом. Ядро оплодотворенной яйцеклетки удаляется и заменяется ядром соматической клетки. Соматическая клетка теоретически может быть любым типом клетки: от костного мозга до кожи. Яйцеклетка развивается в зиготу, а линия эмбриональных стволовых клеток образуется из бластоцита, как и в случае развития любой линии эмбриональных стволовых клеток. Однако теоретически вы можете имплантировать новую яйцеклетку с ядром соматической клетки в матку, и она разовьется в целостный организм (клон), полностью идентичный организму, от которого была получена соматическая клетка.

Перенос ядер соматических клеток интенсивно использовался при клонировании животных. В 1996 году родилась овечка Долли — первый успешный клон, произошедший от клетки взрослого организма. С тех пор с использованием той же технологии ученые клонировали тысячи особей крупного рогатого скота, мышей и других животных. Клонирование Долли возбудило дискуссию о значении и смысле жизни, которая не утихает и до сегодняшнего дня.

В феврале 2004 года группа под руководством ветеринара Хван Ву Сука (Woo Suk Hwang) и гинеколога Шин Йон Муна (Shin Yong Moon) из Сеульского национального университета шокировали ученый мир сообщением о получении эмбриональных стволовых клеток в экспериментах с человеком. Эта группа сообщила, что они смогли удалить ядро из недифференцированных ооцитов человека (яйцеклетки) и заменить его ядром, полученным из дифференцированной взрослой клетки. Измененная таким образом клетка, как сообщалось, была в дальнейшем использована для создания эмбриональной клеточной линии. Согласно заявлению исследователей эти усилия привели к успеху только в одном случае более чем из 200 попыток. Однако в мае 2005 года та же самая команда сообщила о получении около десятка новых линий эмбриональных стволовых клеток человека, некоторые из которых были получены от пациентов, страдающих различными заболеваниями. У них было множество волонтеров, желавших стать источником новых линий эмбриональных стволовых клеток. Затем, в конце 2005 года, все это оказалось мошенничеством. Хван Ву Сук был покрыт позором, а мы все прониклись уважением перед техническими затруднениями, которые необходимо преодолеть до того, как перенос ядер соматических клеток станет реальностью для клеток человека.

На американском континенте ученые Гарвардского университета в августе 2005 года сообщили о создании стабильной клеточной линии путем слияния соматической и эмбриональной клеток. Однако их клеточная линия содержит ДНК как соматической, так и эмбриональной клеточной линии. Несмотря на это, ученые доказали, что клеточная линия дифференцируется в три основных типа тканей человека, из которых образуются все остальные ткани нашего организма.

Это достижение ясно показывает, что технология по переносу ядер соматических клеток, представленная на рис. 9.4, когда-нибудь сможет применяться для клеточных линий человека, которые могут быть использованы для лечения заболеваний. Чем же отличается эта технология от клонирования? Клон возникнет только в том случае, если модифицированная половая клетка (яйцеклетка) будет имплантирована в матку, после чего разовьется плод, генетически идентичный индивидууму, от которого была взята соматическая клетка. Однако никаких серьезных исследований в этой области сделано не было.

Рис. 9.4. Перенос ядра соматической клетки

Потенциал использования эмбриональных стволовых клеток в терапевтических целях огромен. Линия эмбриональных стволовых клеток может быть получена с использованием соматических клеток конкретного больного. Теоретически эмбриональные клетки могут быть впоследствии пересажены в больной орган, что приведет к его восстановлению. В более отдаленном будущем развитие эмбриональных клеток может быть направлено по пути образования полностью нового органа, готового к пересадке пациенту. Исходя из того, что эти клетки генетически идентичны клеткам пациента, можно не беспокоиться об иммунном ответе при пересадке нового органа. Очевидно, что нам еще очень много предстоит узнать о механизме регуляции клеточной дифференцировки, перед тем как образование целых органов таким путем станет реальностью. Кроме того, надо учитывать, что если данный конкретный индивид страдает генетическим заболеванием, то и эмбриональные клетки, содержащие его или ее геном, будут нести тот же самый дефект.

Использование технологии переноса ядер соматических клеток имеет несколько ограничений. Животные, полученные методом клонирования с использованием технологии переноса ядер соматических клеток, имеют высокий процент выкидышей на поздних сроках беременности и рождения детенышей с врожденными дефектами, свидетельствующее о том, что клеточная трансформация не лишена своих недостатков. Кроме того, общество должно учитывать этические моменты по отношению к технологии, которую теоретически можно использовать для клонирования человека.