24. Генная инженерия. Проблемы клонирования

Генетическая инженерия (генная инженерия) — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.

Применение в научных исследованиях.

Нокаут гена. Для изучения функции того или иного гена может быть применен нокаут гена (gene knockout). Так называется техника удаления одного или большего количества генов, что позволяет исследовать последствия подобной мутации. Для нокаута синтезируют такой же ген или его фрагмент, изменённый так, чтобы продукт гена потерял свою функцию. Для получения нокаутных мышей полученную генно-инженерную конструкцию вводят в эмбриональные стволовые клетки, где конструкция подвергается соматической рекомбинации и замещает нормальный ген, а измененные клетки имплантируют в бластоцисту суррогатной матери. У плодовой мушки дрозофилы мутации инициируют в большой популяции, в которой затем ищут потомство с нужной мутацией. Сходным способом получают нокаут у растений и микроорганизмов.

Искусственная экспрессия. Логичным дополнением нокаута является искусственная экспрессия, то есть добавление в организм гена, которого у него ранее не было. Этот способ генной инженерии также можно использовать для исследования функции генов. В сущности процесс введения дополнительных генов таков же, как и при нокауте, но существующие гены не замещаются и не повреждаются.

Визуализация продуктов генов. Используется, когда задачей является изучение локализации продукта гена. Одним из способов мечения является замещение нормального гена на слитый с репортёрным элементом, например, с геном зелёного флуоресцентного белка (GFP). Этот белок, флуоресцирующий в голубом свете, используется для визуализации продукта генной модификации. Хотя такая техника удобна и полезна, ее побочными следствиями может быть частичная или полная потеря функции исследуемого белка. Более изощрённым, хотя и не столь удобным методом является добавление к изучаемому белку не столь больших олигопептидов, которые могут быть обнаружены с помощью специфических антител.

Исследование механизма экспрессии. В таких экспериментах задачей является изучение условий экспрессии гена. Особенности экспрессии зависят прежде всего от небольшого участка ДНК, расположенного перед кодирующей областью, который называется промотор и служит для связывания факторов транскрипции. Этот участок вводят в организм, поставив после него вместо собственного гена репортерный, например, GFP или фермента, катализирующего легко обнаруживаемую реакцию. Кроме того, что функционирование промотора в тех или иных тканях в тот или иной момент становится хорошо заметным, такие эксперименты позволяют исследовать структуру промотора, убирая или добавляя к нему фрагменты ДНК, а также искусственно усиливать его функции.

Генная инженерия человека.

В применении к человеку генная инженерия могла бы применяться для лечения наследственных болезней. Однако, технически, есть существенная разница между лечением самого пациента и изменением генома его потомков.

Задача изменения генома взрослого человека несколько сложнее, чем выведение новых генноинженерных пород животных, поскольку в данном случае требуется изменить геном многочисленных клеток уже сформировавшегося организма, а не одной лишь яйцеклетки-зародыша. Для этого предлагается использовать вирусные частицы в качестве вектора. Вирусные частицы способны проникать в значительный процент клеток взрослого человека, встраивая в них свою наследственную информацию; возможно контролируемое размножение вирусных частиц в организме. При этом для уменьшения побочных эффектов учёные стараются избегать внедрения генноинженерных ДНК в клетки половых органов, тем самым избегая воздействия на будущих потомков пациента. Также стоит отметить значительную критику этой технологии в СМИ: разработка генноинженерных вирусов воспринимается многими как угроза для всего человечества.

С помощью генотерапии в будущем возможно изменение генома человека. В настоящее время эффективные методы изменения генома человека находятся на стадии разработки и испытаний на приматах. Долгое время генетическая инженерия обезьян сталкивалась с серьёзными трудностями, однако в 2009 году эксперименты увенчались успехом: в журнале Nature появилась публикация об успешном применении генноинженерных вирусных векторов для исцеления взрослого самца обезьяны от дальтонизма. В этом же году дал потомство первый генетически модифицированный примат (выращенный из модифицированной яйцеклетки) — игрунка обыкновенная.

Хотя и в небольшом масштабе, генная инженерия уже используется для того, чтобы дать шанс забеременеть женщинам с некоторыми разновидностями бесплодия.Для этого используют яйцеклетки здоровой женщины. Ребёнок в результате наследует генотип от одного отца и двух матерей.

Однако возможность внесения более значительных изменений в геном человека сталкивается с рядом серьёзных этических проблем

Проблемы клонирования.

Современная жизнь ставит перед нами все новые и новые проблемы, они появляются по причине того, что наше общество и наука не стоит на месте — они развиваются или другими словами можно сказать, что они усложняются. Что раньше мы могли встретить в фантастических рассказах, сегодня окружает мир вокруг, так еще в восемьдесятые годы советский человек не представлял себе мобильные телефоны или компьютеры, которые умещаются на ладони, теперь же мы это можем увидеть, придя в магазин.

Одна из таких проблем, является проблема клонирования и проблема клонирования человека в частности. В настоящем докладе мы затронем морально-этические и юридические вопросы, которые ставит перед нами проблема репродуктивного клонирования человека.

К морально-этическим вопросы относится следующее: морально ли то, что человек появляется искусственно, а не естественно; есть ли у людей право создавать себе подобных (ставя себя на место природы) и др. К юридическим вопросам относится следующее: запрещать или не запрещать данную процедуру, наложить временный запрет, законодательное регулирование правового положения клонов, регламентация процедуры клонирования. Как мы видим юридические вопросы, подразделяются на первоначальные (допустимо ли клонирование?) и производные, т.е. возникшие после того как клонирование человека будет разрешено, начнется клонирование (т.е. появится необходимость в регламентации самой процедуры, например вопросы: как должно быть оформлено согласие человека на свое клонирование, существуют ли группы людей которых клонировать должно быть запрещено) и начнут появляться клоны людей (правовое положение клонов, в частности признавать клона равным человеку впрочем, принцип гуманизма и равенства уже сейчас способно ответить на этот вопрос утвердительно.).

Сейчас о клонировании можно уже говорить как о свершившемся факте. Достаточно вспомнить ставшую знаменитой на весь мир овечку Долли, клонированной в 1996 году.

Как и в любой другой работе, мы начнем с определения. А что такое клонирование? Сами термины клон, клонирование первоначально использовались в микробиологии и селекции, а впоследствии и в генетике. Теперь эти термины используются в разговорной речи и не являются узкоспециальными. Сам термин «клонирование» обозначает точное воспроизведение, какого-то объекта неопределенное число раз. Объекты, получаемые в результате этого действия, называются «клонами». Под клонированием человека понимается возможность создать клон человека, который будет воспроизводить человека-донора не только внешне, но и на генетическом уровне. Впрочем некоторые индивидуально определенные признаки у человека-донора и у клона будут отличатся, например капиллярные узоры пальцев рук. Донором может в этом случае быть не только ныне существующий человек, но и наш предок (в случае если у него можно ДНК). Клонирование можно разделить на два вида. Во-первых – это терапевтическое клонирование, в результате которого развитие появившегося эмбриона останавливается через 14 дней, а он сам используется для получения стволовых клеток. Срок в 14 дней обусловлен тем, что в дальнейшем начинает проявляться человеческая личность, выраженная в частности в появлении зачатков нервной системы. Во-вторых – это клонирование репродуктивное, в результате которого появляется клон человека. Именно этот вид клонирования запрещен в большинстве государств, в том числе в России и США.

Интересно посмотреть на результаты опросов общественного мнения. Один опросов в США показал, что 68% американцев одобряют клонирование для создания стволовых, если эти клетки использовались для лечения заболевания, т.е. одобряют терапевтическое клонирование. Такой результат связан с тем, что стволовые клетки, индивидуально подобранные для конкретного пациента снижают риски отторжения. Вместе с тем опрос, связанный с репродуктивным клонированием показывает совершенно иные результаты. В России такой опрос был проведен в мае 1997 года Институтом социологического анализа. Результаты опроса показали, что 55,5 % респондентов выступили против клонирования человека и только 24 % ответили на этот вопрос утвердительно, да и то при определенных условиях4. В большинстве случаев людьми движет страх, который навеян им фантастикой, они считают, что клоны поработят людей и тому подобное.

На настоящее время препятствием для клонирования человека можно считать:

1. Технологические трудности, в связи с тем, что сейчас неотработана технология клонирования, вследствие этого происходит большое количество неудачных попыток. Кроме этого имеется одно существенное ограничение для клонирования, а именно не возможность повторения сознания;

2. Социально-этический аспект, т.е. вследствие того, что технология как уже было указано выше, является неотработанной, существует большая вероятность появления большого количества бракованных клонов — появление лиц с генетическими мутациями и т.п. А это в свою очередь является угрозой для всего человеческого вида;

3. Этическо-религиозный аспект. Большинство религий к клонированию человека относятся отрицательно, например РПЦ не выступает против исследований в этой области, но выступает против клонирования человека. Это связано с тем, что человек является «созданием божьем», человек не может поставить себя на место Бога и создавать себе клонов, ибо это является гордыней, а она, как известно наказуема. Легенда о вавилонской башни, описанная в Библии служит ярким примером этого, наказанием тогда послужило смешение языков;

4. С точки биологической безопасности вида, этот вопрос тоже является достаточно спорным. Мы уже говорили о возможных мутациях, которые могут произойти вследствие «сырости» самой технологии клонирования;

5. Общественное мнение. В своем докладе мы уже приводили результаты социологических опросов, из которых видно, что общество не возражает против терапевтического клонирования (несмотря на то, что и там существуют этические проблемы, вызванные тем считать ли эмбрион началом жизни человека, формирование его индивидуальности или нет), но резко против репродуктивного клонирования;

6. Последним и самым главным препятствием, по крайней мере, по мнению автора, является законодательные запреты. Такой запрет существует в России, он был наложен ФЗ от 20 мая 2002 г. № 54-ФЗ «О временном запрете на клонирование человека»5. Срок этого запрета определен в пять лет. В этом году он был продлен.

________________