«Клонирование». Глава из книги
А нельзя ли и человека проклонировать?
Тем не менее вокруг достижений британского ученого поднялся большой шум. И вот тут-то заговорили о клонировании млекопитающих и человека: если можно клонировать лягушку, почему бы не попробовать то же самое на других объектах.
Появились научно-фантастические рассказы о человеческих клонах, творящих то добро, то зло, используемых то тупыми солдафонами, то недальновидными политиками. Снимали и кинофильмы на эту тему, а иные сердобольные моралисты забеспокоились, как бы не отошел в прошлое гораздо более приятный и простой способ размножения...
Возникли и социальные аспекты проблемы, с которыми мне впервые довелось соприкоснуться в 1973 г. на очередном международном генетическом конгрессе в г. Беркли в США, в котором я участвовал в составе советской достаточно представительной по тем временам делегации. Приехали мы под утро, поспать не успели, кое-как наскоро позавтракали и отправились на торжественное открытие конгресса. Каково же было наше удивление, когда вместо организаторов нас встретило плотное оцепление из дюжих полицейских, вооруженных автоматами.
Что же случилось? Оказывается, студенты университета прослышали, что на конгрессе будет обсуждаться проблема клонирования и пригрозили разорвать на куски безответственных и зловредных генетиков, которые, как они почему-то считали, собираются клонировать Ленина, Гитлера, Сталина и прочих подобных им преступников. В университетском городке шли митинги и демонстрации протеста, ораторы клеймили позором участников научного форума, распространялись листовки, над конгрессом сгустились тучи студенческого гнева, возникла угроза его срыва. Организаторы не на шутку перепугались, писали в газетах, выступали по телевизору, пытались объяснить не в меру разгоряченной молодежи, что речь не о клонировании людей, а всего лишь о возможности копировать хозяйственно-полезных животных, например коров. Закончилось всё благополучно — американские студенты оказались людьми благоразумными, они угомонились и в конце концов пригласили всех участников конгресса на пикник, где за выпивкой и закуской шли мирные беседы с дружескими объятиями.
А на конгрессе между тем было отмечено, что проблема клонирования вовсе не так проста, как первоначально думали, имеется множество «подводных камней», и рано строить рассчитанные под клон коровники. Тем не менее проблемой клонирования животных заинтересовались и в России: программа «Клонирование млекопитающих» стояла в плане совместной работы двух лабораторий — моей и академика Дмитрия Константиновича Беляева, обратившего внимание на идею клонирования и поддержавшего исследования в этой области. В 1974 г. я даже выступал на сессии ВАСХНИЛ с программным докладом по этой проблеме, опубликованном в книге «Генетическая теория отбора, подбора и методов разведения животных» (Новосибирск: Наука, 1976) и сообщавшем, что «в настоящее время ставится задача получения клона млекопитающих» и с преждевременным оптимизмом заключавшем, что задача эта очень сложная, но принципиально разрешимая.
Наши начинания первоначально неплохо финансировались, но вскоре государство потеряло к ним интерес. Основным выводом, сделанным на основе полученных результатов, явилось признание бесперспективности трансплантации ядер при попытках получить клон млекопитающих. Эта операция оказалась слишком травматичной, предпочтительнее было применить метод соматической гибридизации, т. е. перенос чужеродного ядра с помощью слияния яйцеклетки с соматической клеткой, ядро которой требовалось в яйцеклетку «поместить». Именно такой подход использовал впоследствии Ян Вильмут при получении овечки Долли. Кстати, его сотрудник посещал новосибирский Институт цитологии и генетики и беседовал с ребятами, когда-то занимавшимися проблемой клонирования (это не значит, конечно, что он непременно воспользовался их идеями).
Конечно же, всякие разговоры о клонировании человека в настоящее время лишены оснований. Уже в экспериментах такого рода на приматах, наших ближайших родственниках, возникли непредвиденные сложности. Приматы являются своеобразной «прочеловеческой» моделью для изучения механизмов репрограммирования ядра соматической клетки, а также условий оптимального развития эмбрионов до и после имплантации. Первые клонированные приматы были получены методом переноса ядра ранней эмбриональной клетки несколько лет назад. Но ядра ранних эмбриональных клеток, конечно же, существенно отличаются от ядер соматических клеток. Первые еще не специализированы и не нуждаются в репрограммировании для обеспечения нормального развития зародышей, вторые — уже специализированы и не способны обеспечить нормальный онтогенез. Потому-то получение клонов млекопитающих на основе использования ядер ранних эмбриональных клеток не должно вызывать особого чувства удивления. А речь-то идет о воспроизведении в виде клонов чем-то показавших себя выдающихся животных (или людей), например, коров-рекордисток по молоку или овец — по настригу шерсти. Для этой цели необходимы ядра «взрослых» клеток от животных, которые уже охарактеризованы и известны по своим полезным качествам. Ядра от эмбриональных клеток тут не подходят: ведь неизвестно, что из этих эмбрионов получится, когда они вырастут и станут взрослыми!
И вот, когда стали использовать для пересадки ядра соматических клеток приматов, обнаружилось множество неприятных неувязок. Обнаружены, в частности, нарушения в расхождении хромосом при делении яйцеклетки приматов после переноса ядра соматической клетки. В связи с этим было предложено несколько модификаций переноса, применение которых привело к успехам в создании человеческих бластоцист. Было, например, предложено более мягкое извлечение (выталкивание) комплекса хромосомного веретена1, использование определенной стадии развития яйцеклетки для удаления ядра, а также некоторые новшества при культивировании яйцеклетки. Новые технологии используются и для преодоления сложностей, которые возникают при работе с яйцеклетками приматов.
Очень удобно оказалось использовать метод электрослияния яйцеклетки с соматической клеткой при одновременной ее активации к развитию. В этом случае при переносе ядер фибробластов (клеток соединительной ткани) получали жизнеспособные бластоцисты в 43% случаев удачного слияния клеток. При этом строение ядер в клетках бластоцисты было нормальным, не обнаруживалось и отклонений в поведении хромосом. Однако если для слияния использовали ядра клеток, прилежащих к самой яйцеклетке, ни одной бластоцисты получить не удалось, несмотря на применение разных методов активации яйца. Наблюдалось несколько ускоренное развитие эмбриона in vitro по сравнению с оплодотворенными яйце клетками. При этом хорошая внутренняя клеточная масса обнаруживалась только в 2 из 4 полученных бластоцист. Эмбриональные стволовые клетки, выделенные из таких бластоцист, прекращали рост в культуре через неделю. Это, кстати, создает дополнительные проблемы для так называемого терапевтического клонирования.
Существенно и то, что из 135 переносов эмбрионов приматов в матку суррогатной матери ни один не завершился развитием беременности. Несмотря на кажущуюся нормальную морфологию ранних эмбрионов, во многих ядрах составляющих их клеток развивались хромосомные аномалии, наблюдались нарушения в структуре ДНК. Нарушался также и процесс клеточного деления. Эти нарушения выявлялись уже на уровне четырехклеточных, восьмиклеточных и т. д. стадиях. Подобные нарушения приводили к быстрой остановке развития эмбрионов.
Интересные результаты дал более тонкий молекулярный анализ механизмов нарушений такого рода. Так, выяснилось, что при переносе ядер соматических клеток у приматов в яйцеклетке нарушается способность к сборке микротрубочек веретена клеточного деления, в связи с чем процесс деления не может осуществляться нормально. Выяснилось также, что нарушения в формировании митотического веретена обусловлены недостаточностью ряда специфических белков — NuMA, HSET, Eg5.
Таким образом, приматы являются одним из самых трудных объектов для клонирования. Оказывается, для нормального развития раннего эмбриона приматов необходимо присутствие сперматозоида! При клонировании других животных это не требуется. Отсутствие некоторых «деталей», привносимых сперматозоидом приматов, является решающим обстоятельством для дальнейшего неблагоприятного развития эмбрионов! В результате до сих пор так и не удалось получить жизнеспособный эмбрион приматов, способный к развитию в организме приемной матери, методом клонирования. Все попытки переноса бластоцист в матку не заканчивались беременностью.
Что уж тут говорить о человеке! Совершенно ясно, что в данном случае трудности, с которыми столкнутся ученые, будут, по крайней мере, не меньшими, а скорее всего, гораздо большими!
1 Структура, образующаяся в делящейся клетке, состоящая из двух пучков микротрубочек и направляющая движение хромосом при их расхождении по дочерним клеткам.
