Текст уведомления здесь

О клон, где же ты?

20 лет страстей по клонированию человека

12 января 1998 года страны Европы договорились о запрете клонирования человека. Однако эксперименты на человеческих зародышах тогда только начинались и не прекращаются до сих пор. По всему миру разворачивается захватывающий научно-юридический кросс: разработчики новых технологий против создателей законодательных запретов — кто быстрее?
Добавить в закладки
Комментарии

Гонка вооружений

Начало экспериментам по клонированию было положено еще в середине прошлого века. Как обычно, все началось с лягушек, постепенно двигаясь в сторону рыб, мышей и людей. В середине 60-х годов развернулись первые этические дебаты, впрочем, без серьезных последствий. Технология развивалась неспешно, до рождения знаменитой овечки Долли оставалось еще несколько десятков лет. Тем не менее юристы задолго почуяли грядущие неприятности, и первые запреты на клонирование человека появились уже в 80-х годах — в США и ЮАР. Европа продержалась дольше, но после клонирования овечки Долли Совет Европы сформулировал дополнение к «Конвенции о защите прав и достоинства человека». 24 страны согласились с тем, что «любое вмешательство, нацеленное на создание человеческого существа, генетически идентичного другому человеческому существу, живому или умершему, запрещено». На данный момент это единственное международное соглашение по вопросам клонирования.

Затем последовали локальные законодательные акты, и к 2015 году более чем 70 стран запретили клонирование человека. Россия не осталась в стороне: в 2002 году был введен временный запрет, который впоследствии перешел в окончательный. В последнем законе «О биомедицинских клеточных продуктах», который вступил в силу год назад, постулирована «недопустимость создания эмбриона человека в целях производства биомедицинских клеточных продуктов».

Изображение: Анатолий Лапушко / Chrdk.

Изображение: Анатолий Лапушко / Chrdk.

Как это часто бывает, волна запретов не остановила технологический прогресс. По мере получения новых данных оказалось, что не все манипуляции, подходящие под определение клонирования, в равной степени «греховны». Вслед за этим стали появляться поправки и дополнения к законам, разрешающие отдельные виды экспериментов. Поэтому на сегодняшний день ситуация с клонированием в мире неоднородная: в некоторых странах оно запрещено категорически (как, например, в России), в других разрешено частично (среди них Англия и Австралия), а в США эксперименты ограничены в финансировании (на отдельные, пусть и разрешенные законом исследования запрещено выделять деньги из бюджета). Чтобы примириться с этой законодательной логикой, заглянем в дебри процесса клонирования.

Чей клон лучше

Что нужно для создания человека? Две кучки клеток. Именно так выглядит зародыш на самых ранних стадиях развития — в течение первой недели. Снаружи плотным слоем выстроены клетки, из которых впоследствии образуются внезародышевые ткани (плацента и оболочки, через которые эмбрион питается). Внутри рыхлой кучкой лежит внутренняя клеточная масса — клетки, которые позже дадут начало всем органам и тканям будущего организма. Если эти клетки извлечь и посадить на подложку, они будут продолжать расти — получится культура эмбриональных стволовых клеток. Подведем промежуточный итог: ранний эмбрион человека — это клеточный двуслойный шар, а для создания тканей и органов достаточно только внутренней группы клеток.

Слева — эмбрион человека через неделю после оплодотворения (бластоциста). Внутренний клеточный слой впоследствии даст ткани и органы человека. Справа — картина Густава Климта «Даная». Полагают, что на ткани в правом нижнем углу художник изобразил бластоцисты человека.Изображение#1: NinaSes / wikimedia commons / CC BY-SA 4.0Изображение#2: Gustav Klimt / public domain
Слева — эмбрион человека через неделю после оплодотворения (бластоциста). Внутренний клеточный слой впоследствии даст ткани и органы человека. Справа — картина Густава Климта «Даная». Полагают, что на ткани в правом нижнем углу художник изобразил бластоцисты человека.

Изображение#1: NinaSes / wikimedia commons / CC BY-SA 4.0

Изображение#2: Gustav Klimt / public domain

Как получить эмбрион, генетически идентичный другому человеку? Если просто взять клетку взрослого человека и заставить ее делиться, то зародыш не образуется. Это происходит потому, что во взрослых клетках работают другие гены, не такие, как в зародыше. Чтобы включить гены, работающие на ранних эмбриональных стадиях, нужно репрограммировать геном взрослой клетки. Этого можно добиться двумя путями.

Поначалу, когда среди ученых не было четкого понимания того, что такое репрограммирование, они пользовались простым методом. Брали яйцеклетку взрослого организма, вынимали оттуда ядро и заменяли его на клеточное ядро из любой клетки того, кого мы собираемся клонировать. Дальше цитоплазма яйцеклетки как-то (до сих пор не до конца известно как) действует на новое ядро, и его геном начинает работать по тем же принципам, как и в яйцеклетке. Эту технологию называют SCNT (somatic cell nuclear transfer, перенос ядра соматической — то есть не половой — клетки). Именно таким способом клонировали лягушек, мышей и овечку Долли. И таким же способом в 2013 году удалось получить клонированные эмбрионы человека.

Дальше с этими эмбрионами можно поступать по-разному. Можно подсадить их суррогатной матери и вырастить (так происходило с клонированными животными). Это называют репродуктивным клонированием. И именно оно строго запрещено законом. Однако эмбрионы обезьян, полученные таким образом, не приживались в матке, что снижает градус беспокойства по поводу полноценного клонирования людей. Или же можно извлечь из зародыша внутреннюю клеточную массу, вырастить культуру эмбриональных стволовых клеток и отрабатывать на ней методики, тестировать лекарства и теоретически получать из нее «запасные» органы и ткани. Это терапевтическое клонирование, которое в некоторых странах уже разрешено. Но не в России, так как оно подразумевает то самое «создание эмбриона человека в целях производства биомедицинских клеточных продуктов» и «разрушение эмбриона человека», которое закон считает недопустимым.

В то же время есть и альтернативная методика репрограммирования. Берем клетки взрослого организма и действуем на них небольшим набором белков. Эти белки переключают работу генов в ядрах, и клетки возвращаются в зародышевое состояние. Их называют индуцированными плюрипотентными клетками, а технология уже принесла своему изобретателю Синъе Яманаке Нобелевскую премию. Иными словами, мы из взрослых клеток получаем культуру, аналогичную эмбриональным стволовым клеткам. И снова можем их использовать для экспериментов и выращивания органов.

Изображение: Анатолий Лапушко / Chrdk.

Изображение: Анатолий Лапушко / Chrdk.

Перед нами две технологии: перенос ядер и методика Яманаки. Какую выбрать? Перенос ядер показал себя более эффективным и быстрым, что делает его более предпочтительным в клинике. Однако эта методика предполагает создание и разрушение эмбриона, об этичности чего до сих пор продолжают спорить. Кроме того, для нее необходимы донорские яйцеклетки, то есть вмешательство в организм женщины. Метод Яманаки гораздо менее травматичен, и промежуточная стадия эмбриона в нем отсутствует. Однако репрограммирование по методу Яманаки далеко не всегда дает ожидаемые результаты, и время от времени ученые выявляют в полученных клетках новые отличия от эмбриональных стволовых. Поэтому работы по выращиванию органов этим методом движутся довольно медленно.

Ищу человека

Продолжающие развиваться биотехнологии ставят непростые задачи перед юристами и разжигают страсть в любителях философских рассуждений. Вечная проблема — кого во всех этих экспериментах считать человеческим существом? Эта задача не имеет общепринятого решения, и каждое сообщество решает ее по-своему, в зависимости от своих моральных убеждений. Однако чем сложнее становятся технологии, тем больше запутываются выводы. Пусть мы считаем человеческим существом зародыш на ранней стадии развития, двухслойный шарик. Считаем ли мы человеком кучку клеток, выделенную из шарика? По-видимому, нет, иначе бы на них давно запретили проводить эксперименты. Тем не менее известны опыты с химерными зародышами: можно взять эмбрион одного существа (даже другого вида) и ввести внутреннюю клеточную массу другого вида. Какой статус получит такая конструкция? А органы, полученные посредством этих технологий? И что будет, когда мы наконец научимся выращивать человеческий мозг?

В истории с клонированием есть еще одна неопределенность — кого считать клоном? В голове сразу возникают кадры фантастических фильмов, мы представляем себе абсолютную копию человека. В официальных текстах принято писать «человеческое существо, генетически идентичное другому существу». Однако с научной точки зрения оба варианта не выглядят полностью корректными. Генетически идентичные люди нам известны — это однояйцевые близнецы. Они могут быть очень сильно похожи внешне, но все равно будут отличаться по множеству признаков. Их мы никак не сочтем одним человеком. И даже если мы создадим для кого-то полную генетическую копию, абсолютного сходства достичь невозможно, потому что влияние среды на развитие человека не менее значимо, чем генетические факторы. То есть получается, что тех самых клонов, которых мы себе представляем, создать невозможно. Зато здесь подливают масла в огонь последние эксперименты по редактированию генома человека. Напомним кратко: в этом году ученым удалось с помощью системы CRISPR-Cas заменить испорченный ген в эмбрионе человека на работающий. Теперь представим себе, что мы клонировали человека, а затем отредактировали его гены. Будет ли он все еще считаться клоном?

Покидая это бесконечное поле для философских и этических диспутов, мы хотим на прощание пожелать успеха обеим противоборствующим сторонам. Пусть научное сообщество не останавливается на достигнутом, а законотворцы активнее упражняют фантазию и оттачивают формулировки. Чем дальше, тем сложнее будет свести все происходящее в современной медицине к словам «человеческий эмбрион» и «клеточный продукт». Остается только надеяться, что будущие поколения, рожденные с помощью многочисленных манипуляций, не будут мучиться экзистенциальными рассуждениями и найдут на вопрос «Кто я такой?» однозначный ответ.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Покорение микромира

Как выглядят микроскопические биороботы и зачем они нужны

Человек и микромир — слабо совместимые вещи. Для интеллекта естественного происхождения возможен единственный вид носителя — сравнительно крупный макроорганизм, обладающий сложным мозгом из триллионов нервных клеток. Такому существу для выживания не нужно знать, что происходит на пару этажей ниже — в микромире, среди суетливо копошащихся инфузорий и бактерий. Но чего только не может добиться любопытство, помноженное на стремление жить еще дольше и лучше, да еще и сдобренное возможностями современных технологий!
Добавить в закладки
Комментарии

До недавнего времени природа обладала абсолютной монополией на создание систем микро- и нанометрового масштаба. Но мы полны решимости оспорить ее безусловное лидерство в этой весовой категории. Роботы, сравнимые по своим размерам с бактериями или, на худой конец, с клетками крови и способные самостоятельно передвигаться внутри человеческого тела, произвели бы настоящую революцию в медицине. Такое устройство могло бы легко добраться до самых труднодоступных участков тела человека без травматичных разрезов, неизбежных в классической хирургии. Еще большие перспективы открываются в направленной доставке лекарств: например, токсичные химиотерапевтические препараты можно было бы доносить непосредственно до опухоли, даже если она расположена в самом неудобном месте.

Вот только на пути создания таких систем стоит куча препятствий. Стоит начать с того, что внутри нашего плотно скомпонованного организма практически нет свободного места для передвижения. Кости, мышцы, да и все остальные твердые ткани тела становятся непреодолимым препятствием для микромашин. Единственную возможность для направленного движения дают полости, заполненные биологическими жидкостями, — сосуды кровеносной и лимфатической систем, желудочно-кишечный тракт, спинномозговой канал и желудочки головного мозга, межклеточные промежутки в тканях.

Но и само по себе передвижение микромашин в биологических жидкостях — очень непростая задача. Объекты микрометровых размеров обладают очень малой массой, а значит, и инерцией. Это выводит на первый план взаимодействие его поверхности с молекулами окружающей жидкости (строго говоря, тут работает вездесущее правило соотношения объёма и площади поверхности). При движении вперед ему приходится буквально протискиваться через молекулы окружающей жидкости, противостоя силе вязкого трения. А вязкость большинства биологических жидкостей довольно велика — например, для крови эта величина в 3—6 раз больше, чем для воды. Кроме того, на микрометровых масштабах намного более значительную, но, к счастью, не главную роль начинает играть броуновское движение. Случайные и абсолютно непредсказуемые удары молекул с разных сторон начинают влиять на движение нашей микроподлодки, хотя опыты и показывают, что доминирующей силой броуновское движение становится в еще меньших масштабах — для нанобъектов размером от 600 нанометров и меньше.

То есть для того, чтобы наш микроробот плыл туда, куда нам нужно, необходимо постоянно прикладывать к нему силу и задавать направление движения. Как же это сделать? Двигатель должен обладать достаточным запасом топлива, которое вряд ли удастся поместить внутрь миниатюрной машины. За годы исследований было предложено множество остроумнейших конструкций, призванных решить эту проблему. Это и микроботы, толкаемые вперед звуковым давлением, которое создается ультразвуковыми волнами, и даже настоящие микроракеты из платинового катализатора, разлагающие перекись водорода и мчащиеся вперед на шлейфе из пузырьков кислорода. Большинству этих технологий очень далеко до практического применения, и часто основную роль в этом играет чересчур высокая стоимость аппаратов. Но что если при изготовлении наших микророботов использовать природных микробов? Раз уж мы не можем превзойти эволюцию, может, стоит сразу взять готовое, слегка подправив под свои нужды? [ ... ]

Читать полностью
Фрагмент Королевских ворот в Хаттусу, столицу Хеттской империиStylone / Фотодом / Shutterstock

Бронзовый коллапс, или Куда делись все эти люди

Чем был вызван кризис средиземноморских цивилизаций три тысячи лет назад

В конце второго тысячелетия до нашей эры в Греции и на Ближнем Востоке — в Месопотамии, в Древнем Египте, в Сирии, в Малой Азии — творились очень странные дела. Великие царства бронзового века одно за другим уходили в небытие, из ниоткуда появлялись новые народы, хроники повествовали о нашествиях, голоде и прочих бедствиях. Историки долго предпочитали винить во всем «народы моря», но теперь, благодаря археологическим данным, полученным в последние годы, у нас, кажется, есть основания иначе отвечать на вопрос, кто виноват в коллапсе «бронзовых» цивилизаций.
Добавить в закладки
Комментарии

Как рассказывает профессор Эрик Клайн из Университета Джорджа Вашингтона, директор Капитолийского археологического института, автор книги «1177 BC: The Year Civilization Collapsed», Средиземноморье позднего бронзового века представляло собой мир, очень похожий на современный, — глобализованное пространство с торговыми нитями, опутавшими всю ойкумену, то есть все страны, составлявшие на тот момент европейскую цивилизацию.

Торговые и культурные связи второго тысячелетия до нашей эры обеспечивали единый высокий технологический уровень городов Греции и Ближнего Востока во всем: в кораблестроении, в архитектуре, в обработке металлов. Чтобы показать протяженность и устойчивость торговых путей бронзового века, достаточно сказать, что олово для выплавки бронзовых изделий поступало, скорее всего, из Афганистана, а медь брали на Кипре.  Города были оснащены системами водоснабжения, инженерный уровень которых античным грекам тысячу лет спустя и не снился.

Все это откатилось назад со страшной скоростью в кратчайшие по меркам истории сроки, чтобы сбросить с древнего мира бронзовый век и позволить ему войти в новый век — железный, в ту историю, которую мы изучаем в школе.

За относительно короткое время — в древнеегипетских надписях зафиксирован промежуток от 1207 до 1177 года до нашей эры — весь прекрасный бронзовый мир растворяется. Торговые связи рушатся. Из известных нам царств бронзового века в более-менее нетронутом виде остается Египет, который теряет контроль над Сирией и Палестиной. Вавилон и Ассирия сохраняют разве что локальное значение. Исчезает микенская цивилизация. Разрушена Троя. [ ... ]

Читать полностью

Выжимая педаль фотосинтеза

Можем ли мы ускорить главную реакцию биосферы?

Возможно ли сделать фотосинтез чуть более эффективным? Невиданная урожайность и прирост биомассы культурных растений, решение продовольственного кризиса и облегчение производства биотоплива — от перспектив захватывает дух. Недавно молекулярные биологи сделали очередной шаг по этому нелегкому, но столь заманчивому пути.
Добавить в закладки
Комментарии

Гигантские секвойи и пассажиры московского метро, кузнечики на лугу и невидимые глазу амебы в цветущей луже — как бы ни выглядел земной организм, энергия, которую он использует, имеет один первоисточник — солнечный свет. Кванты электромагнитного излучения, падающие на Землю, раскручивают колесо биохимических превращений, запускающих грандиозную машинерию биосферы на нашей планете.

Из этого правила есть, конечно, редкие исключения, например бедные и чудаковатые на вид экосистемы, построенные эволюцией вокруг геотермальных горячих источников, — странные сообщества, живущие, например, рядом с черными курильщиками. Местные бактерии и археи научились синтезировать органическое вещество за счет окислительно-восстановительных реакций, в прямом смысле оседлав горячие струи минеральных растворов, бьющие из-под тонкой океанической коры. Но если закрыть глаза на несколько исключений, то биосферу можно сравнить с водяной мельницей, только роль потока воды на себя здесь берет солнечный свет.

Для того чтобы усваивать лучистую энергию Солнца, живые системы изобрели фотосинтез — целый комплекс сложнейших реакций. Их суть очень проста: с помощью энергии света организм отрывает электроны от какой-нибудь удобной для него молекулы и переносит их на молекулы углекислого газа, восстанавливая их и превращая в молекулы органического вещества, которое потом можно будет опять окислить, получив энергию. Особо преуспели в этом искусстве существа, выбравшие в качестве источника электронов молекулы воды. Оно и не мудрено: в среднем воду на Земле найти гораздо проще, чем какой-нибудь сероводород. Именно этот тип фотосинтеза выбрали предки сегодняшних растений, и с тех пор, в общем-то, жизнь здесь и завертелась.

Центральный узел [ ... ]

Читать полностью