Итак, клон млекопитающего был получен. Овечка, выращенная Вилмутом и Кэмпбеллом, оказалась самой обычной овцой, рожала ягнят, нормально себя вела, но... Очень рано у нее начался артрит, а затем и ретровирусное заболевание легких. Пришлось Долли усыпить. Прожила она при этом примерно в 1,5-1,8 раза меньше, чем обычный возраст овец: с 1996 г. по 2003 г. Были высказаны версии, что вообще-то заболевания для овец характерные, а так как объект содержался в помещении, то артрит следовало ожидать. Но были высказаны и идеи, что все дело в
теломерах. В конечном счете были клонированы многие звери: лошади, свиньи, мыши и т.д. И тогда уже было замечено, что все-таки они рановато стареют. И так победила идея того, что все-же теломеры у них короткие: мы их делаем уже изначально старыми.
Тут я не буду расписывать подробно про роль теломер и пределы Хейфлика. Я отошлю к лекции Егорова Е. Е., из которой должно быть ясно какую важную роль играют в клетке теломеры, и почему количество повторов в ней TTAGGG (длина теломеры) крайне важно. Вот:
"Проблемы долговременного культивирования клеток " (YouTube).
Тут уместно опять вернуться к Дарвину. Длина теломер - это таки эволюционный признак. Они подобраны (эволюционно!) таким образом, что клетка может делиться достаточное для прохождения
дифферона число раз, для нормального образования тканей, но не больше того.
Предел Хейфлика. После этого происходит выход из
клеточного цикла в G
0, ну и потом, через какое-то время происходит
апоптоз, то есть самоубийство клетки, а эпителиальные клетки отшелушиваются, ну и т.д. - тут есть варианты. Это защищает организм от образования злокачественных опухолей, тех самых "бессмертных" клеток. С другой стороны, короткие теломеры тоже вещь очень плохая, так как во-первых, провоцирует заболевания (подробнее в видео выше), во-вторых, изначально "старые" клетки просто быстрее начнут себя убивать.
Схема клеточного цикла
М-Митоз, G1-предсинтетический период, S-синтетический
(репликация ДНК), G2-постсинтетический, I-интерфаза. Таким образом, естественным отбором поддерживается некоторый оптимум, баланс между двух огней. Нарушив его в случае овечки Долли (и других), мы и получили некоторые нежелательные последствия.
Когда суть проблемы стала ясна уже был известен и путь, как с этим бороться. В природе вопрос решается с помощью фермента
теломеразы. Этот фермент умеет достраивать концевые участки ДНК по матрице РНК, то есть это обратная транскриптаза. Работает она далеко не во всех клетках организма, а только в половых (предшественниках), стволовых и некоторых раковых. В других просто не синтезируется (регуляция транскрипции - большая тема, мы ее опустим пока). Таким образом стало ясно, что все что нужно - это запустить ее работу.
Если запустить ген, кодирующий белковый компонент фермента, с помощью генной инженерии, то клетки становятся бессмертными - только корми. Но нам это не очень подходит, потому что 1) это уже не совсем клон, раз мы поработали с ДНК, введя дополнительно ген, 2) так мы спровоцируем ранний рак, 3) непонятно, как контролировать ее работу: в клетке-то все достаточно сложно зарегулировано, но мы же вмешались в обход этой регуляции. Второй вариант, дать поработать теломеразе на стадии стволовых эмбриональных клеток. И это было сделано, например, при
клонировании из замороженных клеток. Хитрый ход - мы делаем эмбрион не из первоначальной клетки, а даем ей начать развиваться, из уже полученных эмбриональных клеток берем некоторые для клонирования и только во второй итерации растим организм окончательно. Такой подход дает возможность отобрать неповрежденные клетки, меж тем. (Ага, тут же родилась идея
клонировать мамонта, раздутая журнализдами. Путин повелся.
Ну и Христа, а чо такого?
)
И тут появился второй путь, еще более качественный.
Индуцированные стволовые клетки (iPS). Так мы можем сделать полностью генетически одинаковый организм, вместе с митохондриальной ДНК. Ведь мы не нуждаемся больше в яйцеклетке-акцепторе. Более того, из клетки человека можно сделать ткани и органы с идеальной иммунной совместимостью! А человечество как раз и не нуждается в репродуктивном клонировании (+ тут всплывают разные этические и юридические проблемы), а вот в терапевтическом - очень даже нуждается. И
работы ведутся именно в этом направлении (YouTube).
Как бы то ни было, а полные клоны из iPS были созданы:
iPS cells produce viable mice through tetraploid complementation.
Мастер Йода выражает озабоченность
биоэтическими проблемами клонирования. Мы живем в мире, где клоны уже давно не являются чудом, а производятся массово. Живут полноценно, от своих генетических предшественников не отличаются.
И тут пора сказать вновь об эволюции.
В финальном аккорде хотелось бы отметить, что клоны - не лучшая эволюционная тактика. Как и предсказывает нам теория естественного отбора, выживают виды изменяющиеся. Размножение клонами характерно для наиболее просто организованных организмов. Впрочем, даже бактерии приобрели половой процесс, хоть и своеобразный, не сопровождающийся размножением. Изменчивость дает пищу для отбора, а наследственность закрепляет результат. В изменяющемся мире достаточно длинная цепь клонов просто перестанет соответствовать среде. В какой-то мере этому противостоят мутации, но все же недостаточно для сложных и долгоживущих видов.
Как репродуктивная идея клонирование не может рассматриваться ввиду вышеизложенного, по крайней мере, в каких-то значительных масштабах. Дарвин нас предупредил, мы услышали.