"Отвалите от нас, мы делаем крутые вещи": факты о клонировании, которые ученые скрывают
Человеческие клоны уже существуют и ходят среди нас - это однояйцевые близнецы. Да-да, вы не ослышались: однояйцевые близнецы - генетически одинаковые организмы - технически являются клонами. Правда, тут я немного жульничаю: ведь обычно, говоря о клонах, мы имеем в виду организмы, созданные в лабораторных условиях. Но и для лабораторного клонирования у нас уже готовы все необходимые технологии. И в сегодняшней статье я расскажу, реально ли клонировать человека, насколько клоны на самом деле идентичны, что будет, если клонировать выдающегося ученого, мыслителя или диктатора, может ли женщина стать мамой без участия мужчины, а мужчина - папой без помощи женщины, почему так сложно воскресить мамонтов и динозавров и почему Долли прожила меньше, чем другие овечки.
Все мы знаем историю овечки Долли. Напомню её вкратце: учёные взяли клетку молочной железы из взрослой овечки. Из неё специалисты достали ядро, в котором находится генетический материал, - и поместили это ядро в яйцеклетку другой овечки. Что важно: из яйцеклетки второй овечки учёные предварительно убрали генетический материал. В итоге получилась новая яйцеклетка с двойным набором хромосом, как у взрослого организма. Затем яйцеклетку поместили внутрь суррогатной мамы - третьей овечки - которая родила нашу Долли. Теоретически всё то же самое можно “провернуть” и с человеком. Об этом новое видео и как обычно краткий пересказ.
Click to viewКак не родить циклопа
Мы привыкли думать, что клоны - это, по сути, генетически одинаковые организмы. Но на самом деле все не совсем так просто. Во-первых, при клонировании в яйцеклетке, куда помещают ядро с генетическим материалом, сохраняются “старые” митохондрии. Митохондрии - это, говоря простым языком, такие внутриклеточные органеллы со своей собственной ДНК. Когда-то митохондрии были независимыми одноклеточными существами, которые поселились в клетках наших очень далёких одноклеточных предков. И, в общем, у них сохраняется своя ДНК и свои гены, которые кодируют некоторые белки. Митохондрии очень важны - и у нашего клона в его собственных митохондриях будет не ДНК того, кому принадлежит ядро, а ДНК того, у кого мы взяли яйцеклетку. Получается, по митохондриальной ДНК наш клон будет отличаться от “оригинала”. У клона, например, может проявиться заболевание, связанное с мутацией в митохондриях. При этом “оригинал” будет совершенно здоров. Или наоборот - клон получится здоровым, в то время как “оригинал” будет страдать от какой-нибудь неприятной болячки.
Во-вторых, если мы берём ядро из взрослого организма, то следует понимать: в этом организме могли произойти соматические мутации в ДНК клеток тела. Когда клетки делятся, они могут мутировать (большинство таких мутаций ни к чему не приводят, но определённые сочетания мутаций могут получиться проблемными - и вызвать, например, онкологические заболевания). ДНК не копируется безупречно - поэтому ядро донора мы получаем с некоторым количеством генетических изменений. И клон на выходе будет всё же чуть-чуть отличаться от оригинала.
Третий нюанс: даже генетически идентичные организмы могут развиваться по-разному. И клон может родиться с вполне существенными врождёнными биологическими отличиями. Вообще генетическое - не то же самое, что врождённое. Вот занятный пример: есть такое состояние, которое называется Situs inversus - это когда сердце у человека расположено не слева, а справа. Это врождённый признак, но мутация, которая вызывает такое состояние, не приводит к тому, что сердце оказывается справа. Она приводит к тому, что организм как бы не знает, в какой стороне расположить сердце. Поэтому с вероятностью примерно 50/50 сердце окажется или справа, или слева. То есть у одного однояйцевого близнеца сердце может быть справа, у другого - слева. А, может, у обоих будет справа. Или у обоих слева. К чему я всё это пишу? Да к тому, что даже генетически одинаковые организмы могут обладать весьма существенными отличиями.
Четвёртый нюанс: на развитие клона влияют ещё и факторы среды. Представим ситуацию: две суррогатные мамы-овечки вынашивают клонов одного и того же организма. Даже если эти мамы сами - клоны и генетически идентичны друг другу, беременность у них может проходить по-разному. Например, одна овечка пойдёт и поест кукурузную лилию. Самую натуральную, органическую, био, эко, без ГМО и всяких там добавок, в общем, придуманную природой. Эта лилия выделяет циклопамин - вещество, вызывающее нарушения развития. И у овечки клон родится одноглазым! А вторая овечка окажется равнодушной к лилиям - и у неё ребёнок-циклоп не родится. К слову, то нарушение, которое вызывается циклопамином, может случиться и из-за генетической мутации, поэтому и люди иногда рождаются с похожим нарушением, но это отдельная история.
А если говорить о факторах, которые могут влиять на развитие плода у человека, то здесь можно перечислить и курение, и употребление алкоголя, и нехватку фолиевой кислоты.
Существует ли “ген воина”?
Допустим, мы клонировали взрослого человека (или, может быть, даже уже умершего, если от него остались клетки). Помимо врождённых - как генетических, так и негенетических - отличий, у клона будеь свой собственный жизненный опыт. Перенесённые инфекции и прививки повлияют на его устойчивость к тем или иным заболеваниям в будущем. Ещё клон будет отличаться от “оригинала” тем, что он, скорее всего, получит иное образование, будет общаться с другими людьми, читать другие книги - и вообще его по-другому могут воспитывать. Может, у него вообще будет другой родной язык.
Разумеется, клоны всё равно будут больше походить друг на друга, чем случайные люди. Близнецовые исследования показывают, что генетическая компонента очень важна: она влияет и на интеллект, и на физические способности. Кстати, интересный момент: с возрастом однояйцевые близнецы становятся всё ближе в интеллектуальном плане - генетика со временем берёт своё. Но при этом те же однояйцевые близнецы могут иметь разные представления о морали и разные цели в жизни. Если мы вдруг зачем-то клонируем Гитлера, не факт, что копия захочет аннексировать Австрию или напасть на Польшу. Может, подросший Гитлер 2.0 займётся садоводством - ну или станет известным художником, который будет рисовать цветы. А если мы клонируем Эйнштейна, может, копия ни о какой физике и слышать не захочет и будет писать фантастические романы. Но при этом стоит признать, что клон Эйнштейна с большей вероятностью станет учёным, чем клон рандомного человека.
Даже некоторые признаки, вроде определяемые генами, поддаются модификациям со стороны культуры. Например, есть ген, который кодирует фермент моноаминоксидазу. В этом гене есть мутации, которые обнаружили в семьях людей, особо склонных к плохо контролируемой агрессии (в том числе различным преступлениям, например, поджогам). Этот ген даже прозвали “геном воина”, хотя это и не совсем корректно. Моноаминоксидаза влияет на метаболизм нейромедиаторов в мозге - и, согласно исследованиям, действительно, есть агрессивные семьи, у всех членов которых поломан вышеназванный ген. Но при этом другие исследования показывают, что для проявления избыточной агрессии одной лишь мутации недостаточно, нужна ещё неблагоприятная, небезопасная среда. Иными словами, если человека научили держать себя в руках, он даже при “агрессивной” генетике не станет бросаться с кулаками на обидчика. Кстати, между интеллектом и склонностью драться учёные стабильно находят отрицательную корреляцию. Но и это отдельная история для другого поста и видео.
Тот, кого нельзя клонировать
Любого ли человека можно клонировать? Оказывается, что не любого. Существуют “неклонируемые” люди. Я говорю о химерах - мужчинах и женщинах, в организмах которых есть клетки с разным генетическим материалом. Случается, что во время зачатия образуется две яйцеклетки, они соединяются вместе - и из них получается один человек. У этого человека в разных частях тела могут быть клетки с разным генетическим материалом. У людей-химер один глаз может быть карим, а другой - голубым. Или часть волос может быть светлой, часть - тёмной. Клонировать химеру очень сложно: если взять ядро из одной части тела, то получится клон одной половины человека, а если взять ядро другой части - то получится клон другой половины. Можно, конечно, взять ядро из двух разных клеток, сделать клонирование дважды, соединить полученные эмбрионы… Но такое ещё не делали - и вряд ли распределение клеток получится таким же, как у исходной химеры.
Иногда химеризм приводит к не очень приятным ситуациям. Так, однажды американка по имени Лидия Фэрчайлд решила развестись с мужем. После развода она обратилась в государственные службы своего штата за социальным пособием. Для этого Лидии и её мужу - Джейми Таунсенду - пришлось подтверждать материнство и отцовство анализом ДНК, который, к удивлению, показал, что Лидия не является матерью их троих общих детей. В итоге ДНК-анализ показал: кожа и волосы Лидии содержат один геном, а шейка матки - другой, соответствующий материнскому геному её детей (кстати, ДНК её детей доказывала лишь родство с их бабушкой, матерью Лидии).
Клонироване - фейк
Есть мнение, что на самом деле клонирование - это миф. И история с овечкой Долли - это фейк и заговор учёных. Эту легенду активно распространяет доктор биологических наук Сергей Савельев. Савельев считает, что саму Долли специально сожгли - чтобы никто не мог доказать, была она клоном или нет. Но на самом деле сохранилось даже чучело этой овечки, которое выставлено в Королевском музее Шотландии. И любой желающий может прочитать научные публикации, авторы которых независимо перепроверяли подлинность Долли - они делали анализ маркеров ДНК овечки и доказывали, что животное действительно являлось клоном.
Кстати, учёные клонировали не только овечку, но и мышей, собак, лягушек, мулов, коров, лошадей, свиней, верблюдов, коз, лошадей, быков, кошек, обезьян, ГМО-обезьян и других животных. Уже много лет существует коммерческое клонирование питомцев - в некоторых странах вам запросто “воспроизведут” умершую кошку или собаку. Так, американская певица и актриса Барбара Стрейзанд - мои подписчики наверняка слышали об эффекте, названном в её честь - дважды клонировала свою собачку Саманту. Можно клонировать породистых скакунов, которые выигрывают в соревнованиях. Можно клонировать животных из Красной книги, а в будущем, возможно, мы сумеем клонировать дронта или даже мамонта. А одна команда учёных провела такой эксперимент: клонировала мышку, потом клонировала её клона, затем - клона клона и так 25 раз. И в итоге получилась целая популяция грызунов - клонов одного-единственного “оригинала”.
Люди, которые не верят, что клонирование возможно, ссылаются на предел Хейфлика. Этот предел - граница количества делений соматических клеток, которую открыл в далёком 1961 году профессор анатомии Леонард Хейфлик. Он выяснил, что клетки человека, делящиеся в клеточной культуре, умирают приблизительно после 40-60 делений и проявляют признаки старения при приближении к этой границе. Почему это происходит? Потому что так устроен механизм копирования ДНК. Когда ДНК копируется, концевые участки хромосом - теломеры - укорачиваются. У старых организмов теломеры короче, чем у молодых.
В общем, логика клоно-диссидентов такая: если вы копируете взрослую особь, чьи теломеры укорочены, то возраст вашего клона будет соответствовать возрасту “оригинала”. Но полезно знать, что существует такой фермент - теломераза - который умеет теломеры “достраивать”. Этот фермент очень активен в эмбрионах. А именно в эмбрион “превращается” яйцеклетка с ядром взрослой клетки. Получается, при клонировании у нас активизируется теломераза - и предел Хейфлика теряет актуальность. Клон рождается молодым, а его теломеры ничуть не меньше теломер других новорождённых, не являющихся клонами. И вообще, мы же не удивляемся, что у возрастных пар появляется на свет ребёнок с нормальными, а не укороченными теломерами! С клонированием - та же самая история.
От чего умерла овечка Долли
Долли умерла в шесть лет - хотя обычно овечки её породы живут чуть дольше. Но умерла она от инфекционного заболевания, которое часто поражает овечек, а не от преждевременной старости. Кстати, из таких же клеток молочной железы, что дали жизнь овечке Долли, в 2007 году появились на свет другие овечки - Дэбби, Дениз, Диана и Дейзи. Они прожили примерно по 9 лет - столько и живут среднестатистические овечки. Не повезло только Долли. Так что нельзя сказать, что клоны живут меньше обычных животных - более того, учёные выяснили: их теломеры укорачиваются не быстрее, чем теломеры “оригиналов”.
Вообще Долли - это не первое клонированное животное. Ещё в 1950-х гг. учёные проводили первые опыты по клонированию лягушек, а в 1962 году биолог из Великобритании Джон Гёрдон впервые вырастил из клона лягушки взрослую особь. В 1987 году в СССР клонировали мышку Машку! Но и с лягушками, и с мышками клонирование происходило с переносом ядра из эмбриональной клетки в яйцеклетку. А вот овечку Долли, как мы помним, клонировали путём переноса ядра из клетки взрослого организма. Так что овечка Долли, так или иначе, - это прорыв в биологии.
А когда учёные клонируют человека? На самом деле человека уже клонировали, правда, пока не взрослого. Но технология переноса ядра на людях работает. Доказательством этому служат дети от трёх родителей. Объясню на пальцах: у некоторых женщин, мечтающих стать мамами, есть мутации в митохондриях, которые приводят к генетическим заболеваниям. Митохондрии передаются ребёнку от мамы - а значит у мамы с больными митохондриями родится, скорее всего, ребёнок с заболеванием. Что делать? Мама с папой в лаборатории создают эмбриончик. У этого эмбриончика специалисты забирают ядро и помещают его в яйцеклетку второй мамы, чьи митохондрии в полном порядке. И в итоге “усовершенствованный” эмбрион подсаживают первой маме - и на свет рождается здоровый малыш. У ребёнка большая часть генетического материала - от папы и мамы номер один. Таких детей “от трёх родителей” сейчас довольно много, они ходят среди нас и ничем не отличаются от своих сверстников.
Дети от одной матери или от двух отцов
А теперь представим, что женщина хочет родить ребёнка, но без участия мужчины. В этом случае она может взять свою взрослую клетку, вынуть оттуда ядро, поместить в свою же яйцеклетку, вырастить клон-эмбриончик самой себя. И забеременеть! В общем, репродуктивный процесс с участием одного-единственного человека технически возможен. Это очень интересно! А вот могут ли мужчины завести ребёнка без участия женщин? Мужчина может взять свою взрослую клетку с двойным набором хромосом, с помощью факторов Яманаки - набора генов, способных перевоплотить взрослые клетки в универсальные стволовые - “откатить” её в эмбриональное состояние. Дальше эту клетку надо специализировать в разные типы клеток, в том числе в предшественники половых. Получить предшественников смерматозоидов несложно, а вот получение предшественников яйцеклеток - задача не из лёгких: надо избавиться от Y-хромосом и удвоить X-хромосому, которая присутствует лишь в одном экземпляре (такой эксперимент успешно провели на мышах). На выходе мы получаем и яйцеклетку, и сперматозоид, которые надо соединить вместе. Правда, потом на помощь придётся всё равно звать женщину, которая должна будет выносить и родить малыша. Есть мыши - как самцы, так и самки - которых получили из эмбриончиков, созданных путём соединения яйцеклетки и сперматозоида из генетического материала двух самцов.
Если мужчина вдруг захочет получить клона самого себя, то предлагаю такой вариант. Нужно из мужчины получить яйцеклетку так, как я описал выше, а затем из этой яйцеклетки необходимо вынуть ядро - и поместить туда ядро из взрослой клетки будущего папы. Но и в этом случае без женщины никак не обойтись, разработка искусственной утробы (крайне желательное изобретение, которое могли бы избавить женщин от негативных аспектов беременности) пока ещё только на начальных этапах разработки.
Сейчас людей не клонируют - тут, думаю, дело в юридических и этических ограничениях. Кстати, некоторые мои коллеги считают, что есть учёные, которые наверняка себя уже клонировали - и просто молчат об этом. Я в эти байки не верю - хотя, повторюсь, для клонирования человека нет никаких биологических преград.
Этическая (не)проблема клонирования
Как биолог я не вижу ничего ужасного в том, чтобы клонировать человека. И меня удивляет то, насколько серьёзную оппозицию вызывают подобные идеи в обществе. Сопротивления можно разделить на два класса. Во-первых, есть чисто религиозные возражения в духе того, что “человек не должен играть в Бога”. Подобные идеи могут сильно тормозить прогресс не только в вопросах клонирования, но также в вопросах генной инженерии. Некоторые религиозные ораторы особенно отличились в критике клонирования. Вот, например, что писал в 2001 году Виктор Коломиец:
“Чтобы вырастить клон, требуется женщина. И не просто женщина, а беременная женщина, так как только её подготовленный к деторождению организм пригоден, чтобы выносить ребенка. Из организма беременной женщины извлекается её собственный, ещё очень слаборазвитый, младенец, который подменяется другим - нужным для целей клонирования. При этом извлечённый таким образом плод, конечно, погибает. Для таких женщин придумали специальное название - суррогатная мать”.
Из этого текста понятно, что автор вещает с религиозной колокольни о том, чего не понимает. Для клонирования не нужно извлекать плод из беременных женщин. Нужна лишь неоплодотворённая яйцеклетка. Но это лишь начало страшилки:
“Конечно, Бен Ладен действует не один. И, конечно, не он придумал и изготовил автоматы и пулемёты, которыми воюют его бандиты. Но где гарантия, что подобный безумец не воспользуется разработками по клонированию и не начнет копировать собственную личность, десятками, сотнями и тысячами. За деньги он купит укромное место, необходимых специалистов, оборудование, организует охрану, наймёт тысячи безграмотных женщин, которые будут вынашивать ему "потомство"… Он будет размножаться как монстр из фильма ужасов. Он будет плодить гениев - высшую расу людей. Это мы уже "проходили" у Гитлера”.
Но всё же есть один аргумент, который производит на меня впечатление. Его приводит лауреат Нобелевской премии по литературе Кадзуо Исигуро в книге “Не отпускай меня”. В этой книге описывается мир, где клонов считают людьми второго сорта и специально выращивают на органы. Это объясняется тем, что у обычных людей душа есть, а у клонов души якобы нет. Доказать обратное оказывается проблематичным.
И ведь действительно - многие религии считают, что душа появляется у человека в момент зачатия, а у клонов технически зачатия нет. Вот, например, цитата из энциклики Священного Синода Элладской православной церкви на тему клонирования:
«Церковь и христианская совесть с самого момента зачатия признают человека личностью, наделённой вечной бессмертной участью. <...> Проникновение души в утробу матери относится именно к моменту зачатия, а никак не к более позднему времени. Без этого проникновения души семя осталось бы мёртвым и не дало бы жизни».
Разумеется, у такого представления есть масса внутренних противоречий. Получается, что у однояйцевых близнецов одна душа на двоих, а у химер две души на одного человека? Это при всей спорности самой концепции бессмертной души, которую я как биолог не принимаю. Но даже я не могу отрицать, что многие люди верят в душу и верят, что она появляется в момент зачатия. Да, без доказательств, но лучше нам от этого не становится. А значит, можно представить себе нездоровое общество, где клон действительно будет считаться человеком второго сорта вопреки любым заявлениям биологов.
Я не думаю, что мы живём в настолько ужасном мире, но история не раз меня удивляла самыми невообразимыми формами зла. Поэтому гарантировать безопасность клонам я не могу. И это единственный весомый довод против клонирования, который я лично понимаю.
Клонирование мамонтов и неандертальцев
Наверняка вы все смотрели “Парк Юрского периода” - там учёные воскресили динозавров. По сюжету учёные брали ДНК этих существ из комара, который пил кровь динозавров, а затем застыл в янтаре. Потом специалисты исправляли в ДНК ошибки с помощью ДНК лягушки, переносили полученный материал в яйцеклетку и получали маленького динозаврика, который вырастал и съедал учёных.
В реальности ДНК тиранозавров или бронтозавров у нас нет. Она не сохранилась - эти гигантские животные вымерли слишком давно. Зато есть виды, которые вымерли недавно - так, в 2000 году скончался последний представитель подвида пиренейского горного козла букардо. А уже в 2003 году в Испании родился клонированный детёныш буркадо. Правда, малыш быстро умер - и подвид сохранить всё же не удалось. Тем не менее, учёные активно работают над de-extinction - попыткой воскресить вымершие виды (или создать организмы, генетически близкие к вымершим). В планах у исследователей - воскресить странствующих голубей, шерстистого носорога, уже упомянутую птицу додо и, конечно же, мамонтов. Про мамонтов сейчас говорят больше всего. Есть такой известный генетик из США - Джордж Чёрч - который очень хочет этих родственников современных слонов возродить. Увы, у нас нет нормальной функционирующей клетки мамонта - зато мы полностью прочитали геном этого животного. А это значит, что мы можем взять клетку слона - и превратить её в пробирке с помощью генной инженерии в клетку мамонта. Затем из полученной взрослой клетки мамонта надо забрать ядро и перенести его в яйцеклетку слонихи. Всё просто! Но и тут есть нюанс: репродуктивная биология у каждого вида индивидуальна. Если мы умеем клонировать благородного оленя - это не значит, что мы с таким же успехом клонируем мамонта. Мы даже слонов ещё не клонировали!
Ещё можно клонировать неандертальцев - наших вымерших кузенов. У неандертальцев мозг был больше нашего. И было бы интересно понять - могли бы неандертальцы освоить нашу культуру? Выучить какой-нибудь язык - французский, например? Научиться математике? Думаю, если бы мы клонировали неандертальчика и воспитали его в нашей “сапиентной” среде, мы бы узнали, насколько наши вымершие двоюродные братья от нас отличались. А ещё мы могли бы осчастливить всех антропологов мира! Шведский биолог и лауреат Нобелевской премии Сванте Паабо полностью прочитал геном неандертальца - а это значит, мы можем взять клетку человека, внести в неё все “неандертальские” мутации и подсадить, например, читательнице этого поста. И на свет появится маленький милый неандертальчик!
И глобальное потепление!
Во многих странах клонировать человека запрещено. Многие религиозные люди выступают категорически против клонирования - но религиозные люди вообще много против чего, включая аборты, выступают. Тем не менее, я считаю, клонирование человека - это здорово. Во-первых, мы узнаем, можем ли мы это сделать. Во-вторых, в процессе клонирования мы наверняка разовьём разные интересные технологии, которые, например, помогут бесплодным парам обзавестись потомством, а может даже помогут решить проблему старения (в этом направлении очень важны технологии отката клеток из взрослого в эмбриональное состояние).
Однажды Джордж Чёрча спросили, зачем он хочет воскресить мамонтов. Он сказал примерно следующее: “Есть такая проблема - глобальное потепление. Мамонты жили в Сибири - и там они втаптывали вечную мерзлоту. Через щели, которые образуются в вечной мерзлоте, может выходить парниковый газ - метан. В общем, если мы воскресим мамонтов, мы остановим глобальное потепление!” Если честно мне кажется, что это было скорее шуткой и этой фразой Чёрч хотел сказать журналисту: “Отвалите от нас, мы делаем крутые вещи!” Ведь, действительно, вопрос о том, зачем клонировать мамонта, для учёного выглядит странным. Ещё раз: “Мы хотим клонировать мамонта!” Вдумайтесь в эти слова! Какое ещё объяснение вам нужно?!
Все хотят от учёных классного результата и незамедлительной пользы. Но не забывайте, что многими специалистами движет в первую очередь любопытство. И, думаю, именно любопытство - достойная причина, чтобы клонировать человека. Или Стеллерову корову. Или… А кого бы хотели клонировать вы? Пишите ваши предложения в комментариях - кто знает, может, их прочитает какой-нибудь крутой генетик и через пару лет клонирует то млекопитающее (или, может, рыбку), которое вы хотели бы погладить. Или завести у себя дома. А может вы бы хотели клонированием “воскресить” конкретного человека?