Генная инженерия является важным разделом молекулярной генетики, связанной с возможностью целенаправленного создания новых комбинаций генетического материала.
Как самостоятельная наука генная инженерия возникла в 1972 г. в США. Тогда в лаборатории в Станфордского университета американский биолог П. Берга получила первую рекомбинатную (гибридную) ДНК или (рекДНК).
Она соединяла в себе фрагменты ДНК фага лямбда, кишечной палочки и обезьяньего вируса SV40.
За короткий срок генная инженерия оказала огромное влияние на развитие молекулярно-генетических методов и позволила существенно продвинуться по пути познания строения и функционирования генетического аппарата.
С помощью генной инженерии стало возможным конструирование из различных фрагментов ДНК нового генетического материала, введение которого в рецепиентный организм, обеспечивает условия для его функционирования и стабильного наследования.
Расшифровка генома человека, установление универсальности генетического кода, то есть факта, что у всех живых организмов включение одних и тех же аминокислот в белковую молекулу кодируются одними и теми же последовательностями нуклеотидов в цепи ДНК дали новый импульс развитию генной инженерии.
Генно-инженерные методы считаются наиболее перспективными в сельском хозяйстве, особенно в растениеводстве. Вклад биотехнологии в сельскохозяйственное производство заключается в облегчении традиционных методов селекции растений и животных и разработке новых технологий, повышающих эффективность сельского хозяйства.
Генная инженерия позволяет получать растения с новыми, в том числе не встречающимися в природе комбинациями наследственных свойств.
Это в свою очередь повышает устойчивость трансгенных растений к природным аномалиям, вредителям и различным болезням, увеличивает их урожайность
Однако, по мнению ряда ученых, генно-модифицированные растения, в том числе те, которые человек использует в пищу, представляют для него серьезную опасность. Влияние таких продуктов на здоровье человека пока подробно не изучено.
Кроме того, неконтролируемое распространение таких растений может нарушить биологический баланс в природе.
Благодаря генной инженерии стало возможным производить биотехнологическим методом в значительных масштабах вещества, синтезируемые живыми организмами в естественных условиях в ничтожных количествах.
К таким веществам можно отнести интерферон – гормон роста человека, инсулин человека, пептидные гормоны, ферменты, аминокислоты, витамины, антибиотики, органические кислоты и др.
Многие промышленные технологии заменяются технологиями, использующими ферменты и микроорганизмы. Например, ген гормона роста переносят в бактерию таким образом, чтобы она сама стала способна производить его.
Этот метод позволяет создавать штаммы бактерий, производящих многие биологически активные вещества, используемые в медицине, сельском хозяйстве и микробиологической промышленности.
В частности, по такой технологии для лечебного применения был получен инсулин человека (хумулин).
С помощью генной инженерии в неограниченных количествах могут производиться гормоны и другие белки человека, необходимые для лечения генетических заболеваний.
На основе генной инженерии возникла целая отрасль фармацевтической промышленности, названная «индустрией ДНК» — весьма перспективное направление биотехнологии.
Кроме того, на основе многочисленных мутантов, получаемых в процессе экспериментов, созданы высокоэффективные тест-системы для выявления генетической активности факторов среды. В частности, разработаны методики для выявления канцерогенных соединений.
Генными инженерами разработаны методы, позволяющие выращивать из отдельных клеток и тканей целые живые биологические организмы, появилась возможность их клонирования.
Клонирование (англ. сloning; от др.-греч. — «веточка, побег, отпрыск») означает точное воспроизведение какого-либо объекта.
Первоначально этот термин использовался в микробиологии и селекции, позднее широкое распространение получил в генетике.
В настоящее время под клонированием понимается процесс изготовления генетически идентичных копий отдельных клеток, органов, систем или целого биологического организма.
Генными инженерами разработаны несколько методов клонирования высших животных.
Метод партеногенеза, в котором индуцируется деление и рост неоплодотворённой яйцеклетки. Этот метод имеет определенные ограничения, поскольку позволяет осуществлять клонировании только индивидов женского пола.
Так называемая технология «расщепления эмбриона», по мнению ученых, не может полностью обеспечить идентичности с «родительским» организмом.
Наиболее успешным и перспективным считается метод «переноса ядра» или как его называют хирургический способ. Он основан на замене гаплоидного ядра яйцеклетки на диплоидное ядро, взятое из клеток эмбрионов.
Эти клетки ещё не дифференцированы, то есть не началась закладка органов, поэтому их ядра легко заменяют функцию диплоидного ядра только что оплодотворённой клетки.
Первые успешные опыты по трансплантации ядер клеток тела в яйцеклетку осуществили в 1952 г. в США У.Р. Бриггс и Т.Дж. Кинг, которые получили генетические копии лягушки.
Аналогичного результата добился в 1960 г. Дж. Гердон в Великобритании. В 1983 г. генетикам удалось получить серийные клоны взрослых амфибий.
В 1997 г. шотландский ученый Ян Уилмут из Рослинского института, используя указанный метод, получает хирургическим путём знаменитую овцу Долли – генетическую копию матери.
Для этого из клеток ее вымени было взято ядро для пересадки в яйцеклетку другой овцы. Успеху способствовало то, что взамен иньецирования нового ядра удалось добиться слияния лишённой ядра яйцеклетки с обычной неполовой клеткой. После этого яйцеклетка с заменённым ядром развивалась как оплодотворённая.
Очень важно, что этот метод позволяет взять ядро клонируемой особи в зрелом возрасте, когда уже известны ее генетические признаки.
К сожалению, по мнению ученых, у Долли были не слишком удачные предшественники. Создателю легендарной овцы пришлось провести 277 ядерных трансплантаций. Из всех полученных эмбрионов лишь 29 прожили дольше шести дней, и только один развился в полноценного ягнёнка, названного Долли.
Следует отметить, что видные биологи мира высказывают серьезные сомнения в чистоте эксперимента с овцой Долли, что породило острые дебаты среди генетиков.
Критике подвергнут научный отчет, опубликованный Яном Уилмутом и его коллегами из университета, где появилась на свет Долли.
Оппоненты утверждают, что авторы отчета не сумели доказать, что Долли и ее «мать» обладают одинаковой генетической структурой. А без этого невозможно установить, действительно ли Долли является клоном взрослого животного.
Клонирование человека
Тем не менее, по мнению учёных, хирургическая технология «переноса ядра» является лучшей из всех существующих на данный момент, для того, чтобы приступить к непосредственной разработке методики клонирования человека.
Под клонированием человека понимается формирование и выращивание принципиально новых человеческих существ, точно воспроизводящих не только внешне, но и на генетическом уровне того или иного индивида ныне существующего или ранее существовавшего.
В современных подходах к возможности клонирования человека различают два вида репродуктивное и терапевтическое.
Репродуктивное клонирование человека предполагает, что индивид, родившийся в результате клонирования, имеет все юридические права обыкновенного человека.
Клон регистрируется, получает имя, гражданские права, образование, воспитание, как и все обычные люди.
Терапевтическое клонирование человека предполагает, что развитие эмбриона останавливается в течение 14 дней, а сам эмбрион используется как продукт для получения стволовых клеток.
В некоторых государствах работы по репродуктивному клонированию запрещены на законодательном уровне, при этом разрешено терапевтическое клонирование.
Однако законодатели опасаются, что легализация терапевтического клонирования может привести к его переходу в репродуктивное.
Правовые нормы, регулирующие возможность клонирования человека
Одним из первых международно-правовых актов, установивший запрет на клонирование человека, является Дополнительный Протокол к Конвенции Совета Европы о защите прав человека и человеческого достоинства в связи с применением биологии и медицины, касающийся запрещения клонирования человеческих существ.
Протокол был подписан 12 января 1998 г. Из 43 стран-членов Совета Европы к протоколу присоединились 24 страны. Протокол вступил в силу 1 марта 2001 г. после его ратификации 5 государствами.
Организация Объединённых Наций в 2005 г призвала страны-члены ООН принять законодательные акты, запрещающие все формы клонирования.
В ходе дискуссии по данному вопросу на Генеральной Ассамблеи ООН рассматривалось несколько вариантов соответствующей декларации.
В частности, США, Испания, Коста-Рика и ряд других государств выступили за полный запрет всех форм клонирования.
Бельгия, Британия, Япония, Южная Корея, Россия и другие страны предлагали оставить вопрос о терапевтическом клонировании на усмотрение самих государств.
В результате Декларация ООН о клонировании человека, была принятая резолюцией 59/280 Генеральной Ассамблеи от 8 марта 2005 г.
Декларация содержит призыв к государствам-членам «запретить все формы клонирования людей в такой мере, в какой они несовместимы с человеческим достоинством и защитой человеческой жизни».
В настоящее время во многих станах мира приняты соответствующие законы, запрещающие клонирование человека, причем их нарушение в ряде стран рассматривается как уголовное преступление.
В частности, специальные поправки были внесены в уголовные кодексы Испании (1995), Сальвадора (1997), Колумбии (2000), Эстонии (2001), Мексики (2002), Молдовы (2002), Словении (2002), Словакии (2003), Румынии (2004), Франции (2004).
В ряде стран уголовная ответственность за клонирование установлена специальными законами.
Так, например, Федеральный закон ФРГ о защите эмбрионов (1990) рассматривает как уголовное преступление создание эмбриона, генетически идентичного другому эмбриону, происходящему от живого или мертвого лица.
В Великобритании за нарушение «Закона о репродуктивном клонировании человека» (2001) предусмотрено наказание в виде лишения свободы сроком до 10 лет.
При этом в законе не запрещается терапевтическое клонирование человека.
В США официальный запрет на клонирование человека впервые был введен ещё в 1980 г. Американские законодатели в 2003 г. принял новый закон, согласно которому клонирование, нацеленное как на размножение, так и на медицинские исследования и лечение, рассматривается как преступление и карается тюремным заключением на срок до 10 лет и штрафом в размере 1 млн. долл.
В 2009 г. была принята поправка к указанному закону, которая сняла запрет на терапевтическое клонирование человека.
В Японии в 2000 г. был принят «Закон, регулирующий применение технологии клонирования человека и других сходных технологий», предусматривающий уголовную ответственность за его нарушение.
В Австралии под законодательным запретом находится клонирование человека в репродуктивных целях. В декабре 2006 г. был снят запрет на клонирование человеческого эмбриона. В 2008 г. ученым было разрешено создавать клонированные эмбрионы человека для получения эмбриональных стволовых клеток.
Очевидно, что по мере развития генной инженерии и совершенствования самой техники клонирования будет меняться и законодательство, регулирующее данную деятельность на национальном и международном уровне.
Клонирование человека в России
Россия официально не присоединилась к международным Конвенциях о запрете клонирования человека. Однако, наша страна не осталась в стороне от мировых тенденций и в начале текущего тысячелетия приняла Федеральный закон «О временном запрете на клонирование человека» от 20 мая 2002 г. № 54-ФЗ.
Под клонированием человека в законе понимается «создание человека, генетически идентичного другому живому или умершему человеку, путем переноса в лишенную ядра женскую половую клетку ядра соматической клетки человека».
Таким образом, речь идет только о репродуктивном, а не терапевтическом клонировании.
Как было указано в его преамбуле, закон вводил временный (сроком на пять лет) запрет на клонирование человека. Законодатели мотивировали принятие закона принципами уважения человека, признания ценности личности, необходимости защиты прав и свобод человека и учитывая недостаточно изученные биологические и социальные последствия клонирования человека.
Срок действия закона истёк в июне 2007 г. Образовался правовой вакуум и в последующие два года вопрос клонирования человека никак не регулировался российскими законами.
В конце марта 2010 г. официальный запрет на клонирование человека в России был продлён.
Новый законопроект внес поправки в закон «О временном запрете на клонирование человека», продлевающие мораторий на клонирование на неопределенный срок — до вступления в силу специального закона, устанавливающего порядок применения биотехнологий в этой области.
Причина продления запрета сформулирована в пояснительной записке к законопроекту: «Клонирование человека встречается с множеством юридических, этических и религиозных проблем, которые на сегодняшний день еще не имеют очевидного разрешения».
В новом законе оговорено, что клонирование других организмов, а также любых клеток, в том числе человеческих, в исследовательских целях не запрещено, т.е. терапевтическое клонирование разрешено.
С учетом перспективы использования имеющихся и разрабатываемых технологий клонирования организмов, предусматривается возможность продления запрета на клонирование человека или его отмены по мере накопления научных знаний в данной области, определения моральных, социальных и этических норм при использовании технологий клонирования человека.
Основные проблемы клонирования человека
Очевидно, что человечество очень близко подошло к возможности клонирования человека. Пока технология клонирования человека не отработана и соответственно прогнозы по этому поводу весьма условны. В настоящее время достоверно известно, что не зафиксировано ни одного случая клонирования человека.
Перед учеными и общественностью не стоит вопроса: «Клонировать или нет». Ответ однозначный – конечно клонировать. Остановить прогресс развития науки невозможно.
Клонирование способно кардинальным образом решить такие медицинские проблемы, как трансплантация тканей и органов, что может спасти миллионы людей, умирающих от дефицита донорских органов.
Почти все страны мира испытывают недостаток донорских органов – почек, сердец, поджелудочных желез, печени и др.
В перспективе появится возможность трансплантации утраченных конечностей и других частей тела. Для многих миллионов инвалидов – это шанс вновь стать полноценным человеком.
Клонирование дает возможность иметь детей при самых тяжелых случаях бесплодия, а одиноким людям обрети близкого человека.
Родители, потерявшие ребенка, могут получить шанс хоть немного смягчить свое горе, воспитывая двойника.
Однако, реально приближающаяся, гипотетическая возможность клонирования человека уже сейчас сталкивается с множеством этических, религиозных, юридических и иных проблем, которые пока не имеют однозначных очевидных решений.
Прежде всего, существует проблема биологической безопасности клонирования человека, связанная с непредсказуемостью долгосрочных генетических изменений.
Серьезные опасения вызывает достаточно большой процент неудач при клонировании и связанная с этим высокая вероятность появления неполноценных людей.
Невозможность достичь стопроцентной чистоты эксперимента обуславливает некоторую неидентичность клонов. По этой причине снижается практическая ценность клонирования.
Вопреки распространённому заблуждению, клон, как правило, не является полной копией оригинала. При клонировании может копироваться только генотип, а фенотип не копируется.
Более того, даже при развитии в одинаковых условиях клонированные организмы не будут полностью идентичными, так как существуют многочисленные случайные отклонения в развитии.
Это доказывает пример естественных клонов человека — монозиготных близнецов, которые обычно развиваются в одинаковых условиях.
Родители, родственники и близкие друзья могут различать их по небольшой разнице в чертах лица, расположению родинок, родимых пятен, тембру голоса и другим внешним признакам.
Однако они не имеют идентичного ветвления кровеносных сосудов, не полностью совпадают их капиллярные линии. Такие близнецы могут также отличаться уровнем развития интеллекта и чертами характера.
Кроме того, речь не может идти о полной идентичности клонируемой личности, поскольку принципиальным ограничением является невозможность повторения сознания человека.
Клонирование человека имеет этико-религиозный аспект, поскольку противоречит основными религиозными догматами мировых религий – христианства, ислама, иудаизма, буддизма.
Это относится к вере в божественное происхождение человека, наличие загробной жизни, реинкарнацию и др. Церковным иерархам только в кошмарном сне может, привидится клонированный Иисус-Христос, Пророк Магомед или живой Будда.
Несмотря на то, что до реального клонирования человека, по всей видимости, относительно далеко эта тема давно и активно эксплуатируется в художественной литературе.
В научной фантастике многие авторы писали о клонировании человека и особенно известных и выдающихся деятелей.
В частности, роман «Джошуа, ничей сын» американской писательницы Нэнси Фридмэн посвящен клонированию убитого американского президента, в образе которого угадывается Джон Кеннеди.
В детском детективе «Дом скорпиона», написанном известной американской писательницей Нэнси Фармер, рассказывается о жизни и исканиях мальчика-клона по имени Матт — точной копии одного из крупнейших мексиканских наркобаронов.
В свое время этот роман стал поистине сенсацией в литературном мире. Он был награжден Национальной премией в области литературы для детей и юношества номинировался на ряд престижных международных литературных премий.
В романе Айры Левина «Мальчики из Бразилии» экстремисты клонируют Адольфа Гитлера.
В повести нашего соотечественника А. Кудрявицкого «Парад зеркал и отражений» главным героем становится клон бывшего Генерального секретаря ЦК КПСС, руководителя КГБ – Ю.В. Андропова.
В 2012 г. медицинскую общественность потрясло заявление авторитетного итальянского медика доктора Северино Антонори. В эксклюзивном интервью журналу «Oggi Weekly» он утверждал, что несколько лет назад он добился успеха в клонировании троих детей.
По утверждению медика, чтобы клонировать этих малышей, он воспользовался клетками стерильных мужчин, которыми оплодотворил женские яйцеклетки при помощи метода под названием «ядерный перенос». Малыши появились на свет здоровыми.
Как известно, итальянские законы запрещают процедуру клонирования, однако доктор Антонори именует используемую технологию «инновационной терапией» или метод «генетической записи».
По его словам, в настоящее время два мальчика и девочка, проживают на территории Восточной Европы. Растут и развиваются в соответствии с возрастом, им исполнилось по 9 лет.
Подтвердить эту информацию достаточно сложно. Свежо предание да верится с трудом.