Учебное пособие Якупов Т. Р. Молекулярная биотехнология Биоинженерия Казань 2016



страница6/7
Дата02.06.2018
Размер4,31 Mb.
1   2   3   4   5   6   7

Методы идентификации ГМО.

Разработка методов идентификации ГМО началась одновременно с выходом пищевой продукции из ГМО на мировой продовольственный рынок. В настоящее время подавляющее большинство ГМО растительного происхождения, представленных на рынке, как было сказано выше, отличается от исходного традиционного сорта растения наличием в геноме рекомбинантной ДНК — гена, кодирующего синтез белка, который определяет новый признак, и последовательностей ДНК, регулирующих работу этого гена, а также собственно нового белка. В качестве мишени для определения ГМО в пищевом продукте могут рассматриваться как новый модифицированный белок, так и рекомбинантная ДНК.


Все методы идентификации ГМИ растительного происхождения подразделяют на 3 группы:

- химические;

- иммунологические;

- молекулярно-генетические (методы ПЦР).

Химические методы направлены на определение соединений, которые могут синтезироваться в клетках ГМО в ответ на внедрение чужеродных генов: трансгенная ДНК, новый экспрессированный белок, ферменты, олигосахариды, высокомолекулярные жирные кислоты, витамины, гормоны и др.

Наиболее широко применяются из этой группы методов исследования — методы хроматографии, спектрофотометрии, спектрофлюориметрии и др., которые выявляют измененные параметры в химическом составе продукта. Так, генетически модифицированные линии сои G94-1, G94-19, G168 имеют измененный жирнокислотный состав, сравнительный анализ которого показал увеличение содержания олеиновой кислоты в генетически модифицированной сое (83,8%) по сравнению с ее традиционным аналогом (23,1%). Применение в данном случае метода газовой хроматографии позволяет выявить генетическую модификацию сои даже в таких продуктах, которые не содержат ДНК и белка, например, рафинированное соевое масло.

Присутствие в продукте нового белка дает возможность применять для определения ГМО иммунологические методы. Они наиболее просты в исполнении, имеют относительно низкую стоимость и позволяют определить конкретный белок, несущий новый признак. В настоящее время разработаны тест-системы, применяя которых можно проводить количественное определение модифицированного белка в продуктах. Технологической основой в подобных тест-системах в большинстве случаев используются методы иммуноферментного анализа.

Метод иммуноферментного анализа (ИФА) был предложен в начале 70-х годов двумя независимыми группами исследователей: Engvall и Perlmann в Швеции, Van Weemen и Schuur в Нидерландах. Принцип метода заключается в том, что антиген (АГ) или антитело (АТ), вступающее в иммунную реакцию, метится ферментом и по превращению субстрата ферментом можно судить о количестве вступившего во взаимодействие компонента реакции АГ – АТ. Чувствительность ИФА чрезвычайно высока и позволяет определять минимальные количества вещества (нанограммы). Методы иммуноферментного анализа основываются на двух принципиальных научных открытиях. Первое заключается в способности иммобилизованных на твердой основе ферментов и антител сохранять свою функциональную активность. Второе - на создании комплекса антитело-фермент (АТ-Ф) в виде конъюгата, сохраняющего свою биологическую активность в растворе.

Иммуноферментный анализ, возникший на пересечении иммунохимии и инженерной энзимологии, стал в настоящее время одним из распространенных методов исследования. Явные преимущества этого метода, к которым относятся простота выполнения, доступность и стабильность реагентов, экспрессность и возможность автоматизации для проведения массовых анализов, обеспечили его прочное положение в клинической биохимии, при диагностике заболеваний растений и животных, в научных исследованиях. Методы иммуноферментного анализа являются весьма перспективными для ранней диагностики возбудителей вирусных и микробных болезней животных и человека, для проведения массовых эпизоотологических и эпидемиологических обследований, для определения в организме минимальных концентраций лекарственных препаратов, токсических веществ и гормонов, для контроля технологии микробиологической промышленности и наблюдения за окружающей средой.

Благодаря успехам биотехнологии иммуноферментный анализ интенсивно развивался, поскольку с помощью генной инженерии были получены в высокоочищенном виде малодоступные антигены, ферменты – маркеры и их конъюгаты с антигенами, а с помощью клеточной инженерии – моноклональные антитела с заданной специфичностью и аффинностью. В настоящее время возникают все новые направления развития иммуноферментных методов анализа связанные, главным образом, с использованием различных методoв регуляции ферментативной активности при детектировании комплексов антиген – антитело.

Одним из недостатков этого метода при идентификации ГМО является низкая эффективность при оценке продуктов, подвергшихся какой-либо технологической обработке, вызывающей практически полную денатурацию или расщепление молекул модифицированного белка. Возможность определения белка иммуноферментным методом может быть ограничена также уровнем его содержания в продукте.

В большинстве стран мира основным способом определения ГМО в продуктах являются молекулярно-генетические методы, основанные на определении рекомбинантной ДНК и главным образом, метод полимеразной цепной реакции (ПЦР). ДНК более стабильна, чем белок, и в меньшей степени разрушается при технологической или кулинарной обработке пищевых продуктов, что делает возможным определение в них ГМО. Объединенный Научный Центр Европейской Комиссии объявил этот метод в качестве стандартного для идентификации ГМО.

В России ПЦР был утвержден Минздравом РФ в качестве основного метода для идентификации генетически модифицированных источников (ГМИ) растительного происхождения в пищевых продуктах в 2000году.

В 2003 году утвержден и введен в действие постановлением Госстандарта России ГОСТ Р 52173-2003 «Сырье и продукты пищевые. Метод идентификации ГМО растительного происхождения», который утвердил этот метод для определения ГМ в пищевых продуктах.

Одновременно был утвержден национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 52174-2003 «Биологическая безопасность. Сырье и продукты пищевые. Метод идентификации генетически модифицированных источников (ГМИ) растительного происхождения с применением биологического микрочипа».


Глава 2.

1. Клеточная инженерия. Общие сведения.

Клеточная инженерия - совокупность методов, используемых для конструирования новых клеток. Включает культивирование и клонирование клеток на специально подобранных средах, гибридизацию клеток, пересадку клеточных ядер и другие микрохирургические операции по «разборке» и «сборке» (реконструкции) жизнеспособных клеток из отдельных фрагментов.

Начало клеточной инженерии относят к 1960-м гг., когда возник метод гибридизации соматических клеток. К этому времени были усовершенствованы способы культивирования животных клеток и появились способы выращивания в культуре клеток и тканей растений. Соматическую гибридизацию, т. е. получение гибридов без участия полового процесса, проводят, культивируя совместно клетки различных линий одного вида или клетки различных видов. При определённых условиях происходит слияние двух разных клеток в одну гибридную, содержащую оба генома объединившихся клеток. Удалось получить гибриды между клетками животных, далёких по систематическому положению, например мыши и курицы.

Соматические гибриды нашли широкое применение, как в научных исследованиях, так и в биотехнологии. С помощью гибридных клеток, полученных от клеток человека и мыши, человека и китайского хомячка, была проделана важная для медицины работа по картированию генов в хромосомах человека. Гибриды между опухолевыми клетками и нормальными клетками иммунной системы (лимфоцитами) – так называемые гибридомы – обладают свойствами обеих родительских клеточных линий. Подобно раковым клеткам, они способны неограниченно долго делиться на искусственных питательных средах и, подобно лимфоцитам, могут вырабатывать моноклональные (однородные) антитела определённой специфичности. Такие антитела применяют в лечебных и диагностических целях, в качестве чувствительных реагентов на различные органические вещества и т. п.

Другое направление клеточной инженерии – манипуляции с безъядерными клетками, свободными ядрами и другими фрагментами, сводящиеся к комбинированию разнородных частей клетки. Эти эксперименты, а также микроинъекции в клетку хромосом, красителей и т. п. проводят для выяснения взаимных влияний ядра и цитоплазмы, факторов, регулирующих активность генов, и т. п.

Путём соединения клеток разных зародышей на ранних стадиях их развития выращивают мозаичных животных, или химер, состоящих из двух различающихся генотипами видов клеток. С помощью таких экспериментов изучают процессы дифференциовки клеток и тканей в ходе развития организма.

Ведущиеся уже не одно десятилетие опыты по пересадке ядер соматических клеток в лишённые ядер (энуклеированные) яйцеклетки животных, с последующим выращиванием зародыша во взрослый организм, с конца 20 в. получили широкую известность как клонирование животных.

Преимущество клеточной инженерии в том, что она позволяет экспериментировать с клетками, а не с целыми организмами. Методы клеточной инженерии в медицине, сельском хозяйстве или биотехнологии часто применяют в сочетании с генной инженерией.

Методы клеточной инженерии перспективны и в животновод­стве. Уже накоплен большой опыт культивирования соматических клеток животных in vitro, разработаны оптимальные среды и режимы культивирования, отработаны способы длительного хранения клеток при низких температурах. Как уже было ска­зано, активные исследования проводятся и по культивированию генеративных клеток. Разработка этих методов создает прочную основу для развертывания теоретических и прикладных работ по клеточной инженерии сельскохозяйственных животных, ко­торые будут иметь все возрастающее народнохозяйственное зна­чение.



2. Трансгенез

Трансгенез - искусственный перенос гена или группы генов из одного организма в другой и создание условий для его/их экспресии.

Трансгенез - процесс объединяющий генную и клеточную инженерию в одно целое (биоинженерия), т.к. предусматривает использование методов как генной, так и клеточной инженерии.

Впервые о попытке трансформировать животное сообщил Benoit с соавторами (1957), описав фенотипическое изменение уток пекинской породы при введении им экзогенной ДНК интреперитонеально (внутрибрюшинно).

В 1974 г. Jaenisch и Mintz впервые получили линию мышей, несущих чужеродный ген. Они описали схему эксперимента по введению чужеродной ДНК вируса SV40 в бластоцисты, которые помещали в матку специально подготовленных самок. Из таких эмбрионов развивались нормальные взрослые мыши, часть из которых содержала в своем геноме множественные копии ДНК вируса SV40.

В 1975 г. Mintz и Illmensee продемонстрировали возможность введения чужеродных генов в организм животного, используя клетки тератокарциномы (TCC) мыши.

В 1980 г. Gordon с соавторами опубликовали первый отчет о получении трансгенной мыши путем микроинъекции в пронуклеус. Процесс трансформации мышиного генома чужеродной ДНК путём микроинъекции в пронуклеус назвали «трансгенезом». «Трансгенное животное» они определили как животное, имеющее ген (или гены) стабильно включающийся в их геном с человеческим участием, а сам ген или участок двунитевой ДНК был назван «трансгеном».

Выделяют следующие основные этапы в создании трансгенного организма:


  1. Получение изолированную целевую последовательность ДНК (ген);

  2. На основе данной последовательности конструирование специального трансгенного вектора;

  3. Внедрение вектора в модифицируемый организм;

  4. Выявление и отбор модифицированных особей;

Методы выделения генов и конструирования генетических векторов идентичны тем, что применяются в генной инженерии.

Внедрение вектора в модифицируемый организм

В настоящее время известны различные способы внедрения экзогенной ДНК в геном животных. Наиболее широкое применение в практике получили:



  • метод микроинъекции ДНК в пронуклеус зиготы;

  • перенос генов ретровирусами;

  • перенос трансформированных ядер генеративных и соматических клеток;

  • искусственное оплодотворение с использованием генетически модифицированных сперматозоидов (ICSI);

  • электропорация.

Каждый из методов имеет свои достоинства и недостатки. Выбор того или иного метода зависит от цели конкретного исследования.

Перенос генов с использованием ретровирусных векторов – достаточно результативный способ передачи ДНК в эмбриональные клетки.

Ретровирусы – семейство эукариотических РНК-содержащих вирусов. Как уже было сказано в предыдущих главах, ретровирусная РНК попадая внутрь клетки  превращается в ДНК путем обратной транскрипции, которая встраивается в геном клетки (провирус). Таким образом, ретровирус своего рода естественно-природный генетический вектор.

В молекулярной биотехнологии наиболее часто используются ретровирусные вектора на основе ретровирусов мыши типа C (вирус лейкемии мыши). Такие векторные системы состоят из двух компонентов: векторной конструкции и линии клеток-упаковщиц. В векторной конструкции (провирусная ДНК) гены, кодирующие структурные белки ретровируса (gag, pol, env), замещаются чужеродными генами.

Преимуществом применения такого подхода является тот факт, что до 100% обработанных эмбрионов могут быть успешно инфицированы ретровирусом. К недостаткам относят ограниченную емкость таких систем (размер вставки – не более 8 т.п.н.), а также возможное подавление экспрессии трансгенов и вероятность активации клеточных онкогенов (Эрнст, Зиновьева, 2002).

Другим способом получения трансгенных животных является использование трансформированных генными конструкциями клеточных линий. С этой целью могут быть использованы линии как стволовых, так и соматических клеток. Преимуществом этого подхода является возможность тестирования интеграции трансгена непосредственно в культуре клеток и возможность оценки экспрессии трансгенов. Таким образом, можно получать только трансгенное потомство, отбирая для пересадки ядер только те клеточные линии, в которых трансген транскрипционно и трансляционно активен.

В качестве природного вектора, доставляющего ДНК в клетки, могут быть использованы сперматозоиды. Сперматозоиды могут поглощать экзогенную ДНК и аккумулировать её в ядре. Очевидным преимуществом является возможность использования сперматозоидов после криоконсервации и длительного культивирования. Однако, механизм интеграции экзогенной ДНК в геном сперматозоидов не до конца установлен.

Ещё одним способом внедрения экзогенной ДНК в клетки является метод электропорации, впервые примененный в 1982 г. Т. Вонгом и Е. Нейманом с сотрудниками. Суть подхода заключается в кратковременном (5 – 20 мс) воздействии электрического поля высокой напряженности (1 – 15 кВ/см) на бислойную липидную мембрану, что приводит к образованию в ней пор. Время существования и размер пор позволяют таким макромолекулам, как ДНК, войти в клетку под действием осмотических сил. Напряженность электрического поля и продолжительность его действия, а также концентрация экзогенной ДНК и количество клеток-реципиентов подбираются экспериментально. Электропорация является наиболее простым, эффективным и хорошо воспроизводимым методом введения молекул ДНК в клетки.

Классическим же методом трансформации животных является метод микроинъекции.

Перенос генов методов микроинъекции_ДНК в пронуклеус зиготы — основной метод получения трансгенных животных.

Задачу переноса генов лабораторным млекопитающим (мышам) впервые удалось разрешить Дж.Гердону в 1980 году. Было доказано, что при инъекции чужеродных генов в мужской пронуклеус зиготы они интегрируются в хромосоме реципиента, а затем в ходе развития эмбриона и новорожденного животного распределяются по соматическим и половым клеткам.



Суть метода заключается в следующем. Из яйцевода самки извлекают зиготы, освобождают их от окружающих фолликулярных клеток, инкубируют в специальных средах под объективом микроскопа. Зиготу фиксируют микропипеткой, закрепленной на микроманипуляторе. С противоположной стороны подводят инъекционную микропипетку, в которой находится раствор с геном (рис.25).

Для инъекции чужеродной ДНК в мужской пронуклеус зиготы используют плазмиды с конструкциями, включающими промотор и структурный ген. В мужской пронуклеус инъецируют около 1 пиколитра буферного раствора с рекомбинантной ДНК, содержащей до 100 и более копий гена. Как правило, 60-80% реконструированных зигот хорошо переносят микроманипуляции. После оценки жизнеспособности зиготы трансплантируют самке-реципиенту другой генетической линии.

Рис. 25 Микроинъекция экзогенной ДНК в пронуклеус оплодотворенной яйцеклетки млекопитающих под микроскопом (а) и схема эксперимента (б).

Технология получения трансгенных сельскохозяйственных животных путем микроинъекции чужеродных клонированных генов в мужской пронуклеус зиготы включает следующие основные стадии:


  • гормональная подготовка доноров-самок;

  • выделение из яйцевода оплодотворенных яйцеклеток на стадии двух пронуклеусов и визуализация пронуклеусов;

  • микроинъекция в мужской пронуклеус зиготы раствора ДНК;

  • трансплантация инъецированных зигот;

  • выявление интеграции чужеродной ДНК.

Основные направления использования трансгенных

животных:

  • продукция белков и ростовых факторов, используемых в науке и медицине;

  • решение ксенотрансплантационных (межвидовая трансплантация) проблем;

  • сельскохозяйственные и пищевые нужды;

  • моделирование заболеваний и изучение фундаментальных биологических процессов.

Получение трансгенных особей животных, которых можно использовать в качестве продуцентов для производства лекарственных белков человека, является крупнейшим шагом в становлении фармацевтической промышленности нового типа. Использование для получения лекарственных белков человека животных-продуцентов снимает множество вопросов. Это экологически чистое неэнергоемкое производство, дающее возможность контролировать объем выпускаемых препаратов зависимости от требований рынка. Лидирующее положение в этой области занимает биотехнологические компании США.

В нашей стране получены свиньи, несущие ген соматотропина. Они не отличались по темпам роста от нормальных животных, но изменение обмена веществ сказалось на содержании жира. У таких животных ингибировались процессы липогенеза и активировался синтез белка. Такие трансгенные свиньи были созданы для изучения цепочки биохимических превращений гормона, а побочным эффектом явилось укрепление иммунной системы.

Самая мощная белоксинтезирующая система находится в клетках молочной железы. Если поставить гены чужих белков под контроль казеинового промотора, то экспрессия этих генов будет мощной и стабильной, а белок будет накапливаться в молоке. Уже получены трансгенные коровы, в молоке которых содержится человеческий белок лактоферрин. Этот белок планируют применять для профилактики гастроэнтерологических заболеваний у людей с низкой иммунорезистентностью. Таким категориям людей относятся больные СПИДом, недоношенные младенцы, больные раком, прошедшие радиотерапию и др.

В Англии созданы трансгенные овцы, молоко которых содержит фактор свертывания крови. В России получены кро-лики, выделяющие γ-интерферон, эритропоэтин. Были получены овцы, свиньи, рыба и кролики – с увеличением массы тела на 30-50% .

Трансгенных животных получают и в ксенотрансплантационных целях. Одним из излюбленных доноров органов являются свиньи, так как имеется анатомическое сходство органов и сходство иммунологических свойств. Реакции отторжения при трансплантации является наиболее значимой проблемой и имеют сложный молекулярный механизм развития. Одним из сигналов для атаки организма на чужой орган являются белки, локализованные на внешней поверхности мембраны. У трансгенных свиней эти белки заменены на человеческие.

В научно исследовательских институтах ведутся исследования по трансгенезу животных с целью получения тканей для пересадки человеку, по хирургическому клонированию путем разделения эмбрионов в раннем возрасте и т.д.

Еще одно направление трансгенеза – получение устойчивых к болезням животных. Животноводство держится на вакцинах, так как селекция ведется преимущественно на хозяйственно ценные признаки – шерстистость, молочность и т. д. Повышение устойчивости – дело генных инженеров. К защитным белкам относятся интерфероны, поэтому ген интерферона встраивали различным животным. Трансгенные мыши получили устойчивость, они не болели или болели мало, а вот у свиней такого эффекта не обнаружено.

Другое направление – введение генов, кодирующих антисмысловую РНК. Для животноводства острой проблемой являются лейкозы, вызываемые РНК-вирусами. Трансгенные кролики, несущие гены, отвечающие за присутствие в клетке антисмысловой РНК, были устойчивы к лейкозам.

Трансгенных животных можно использовать для изучения наследственных заболеваний мозга и нервной системы. Гены болезни Альцгеймера (отложение белка β-амилоида приводит к образованию характерных бляшек) и гены, отвечающие за развитие эпилепсии, болезней мозга вводятся в геном нормальных животных. Так получают трансгенных животных-моделей, на которых можно испытывать различные терапевтические приемы.

Трансгенных животных стали использовать для исследования воспалительных и иммунологических заболеваний человека, например, ревматоидного артрита. Моделируются болезни, связанные с липидным обменом.

Трансгенные мыши являются модельными системами для изучения болезней человека и тест – системами для изучения возможности синтеза продуктов, представляющие интерес для медицины. Такими болезнями являются: болезнь Альцгеймера, артрит, мышечная дистрофия, образование опухолей, гипертония, дистрофия эндокринных желез и др.


3. Клонирование – способ создания новых организмов.

5 июля 1996 года, в Шотландии появилась на свет овечка Долли – первое теплокровное животное, полученное из генетического кода другого взрослого существа путем клонирования. Клонирование в биологии – это получение точных копий организма или другого объекта, например, клетки или гена. Появление Долли стало настоящим прорывом в клеточных технологиях, революцией в генной инженерии. На сегодняшний день проблема клонирования млекопитающих является одной из самых актуальных в мировой науке.



Клонирование – получение идентичных потомков при помощи бесполого размножения. Полученные организмы похожи не только внешне, но и генетический код, заложенный в них, одинаков.

Метод клонирования возник в результате исследований по доказательству того, что ядра зрелых клеток содержат всю информацию необходимую для кодирования всех признаков организма, специализация каждой клетки обусловлена с началом или прекращением функционирования определённых генов.

История клонирования начинается с экспериментов немецкого эмбриолога Ханса Дриша, который доказал «возможность искусственного получения близнецов». Он разделив клетки двуклеточного зародыша морского ежа, получил два генетически идентичных организма.

Первые успешные опыты по трансплантации ядер клеток тела организма в яйцеклетку осуществили в 1952 году Бриге и Кинг на экспериментах с амебами. В 1976 году Дж. Гердон доказал возможность клонирования на лягушках, а в 1979 году англичанин Виладсен разработал метод получения однояйцевых близнецов из эмбрионов овцы и коровы. Однако лишь в 1983 году учёным удалось получить серийные клоны взрослых амфибий.



Способы и методы клонирования

В основе технологии клонирования, так или иначе, лежит способность клетки развиваться только с материнским диплоидным набором хромосом. Заставить клетку развивать такую способность можно двумя способами: хирургическим и “терапевтическим”.

Хронологически второй метод изобретён намного раньше. Сто лет назад зоолог Московского университета А. Тихомиров доказал, что яйца тутового шелкопряда под воздействием различных химических и физических реакций могут развиваться без оплодотворения. Такое развитие было названо партеногенезом.

Клонировать млекопитающих можно, как упоминалось, и другим способом – хирургическим. 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 клети. Таким методом в США (1952) У. Р. Бриггс и Т. Дж. Кинг, в Англии Д. Б. Гордон (1960) получили генетические копии лягушки, а в 1997 году шотландец И. Уилмут получил хирургическим путём знаменитую овцу Долли - генетическую копию матери.



Технология хирургического клонирования состоит в том, что из яйцеклетки при помощи микрохирургической операции удаляется ядро и вместо него вводится ядро соматической клетки другой особи (донора), в которой содержатся гены только донорского организма. Различия в геномах родительского организма и его клона составляют от 0,05% до 0,1%. Второй вариант технологии – это энуклуация соматической клетки и введение в нее ядра яйцеклетки. В связи с тем, что различия, хоть и минимальные существуют, в строгом смысле слова клон не является абсолютно идентичным родительскому организму.

Рис. 26. Клонирование овцы методом переноса ядра

Ученые из университета штата Висконсин опробовали новую методику клонирования млекопитающих, отличную от той, что применялась учеными из Рослингского института, вырастившими Долли. Они в качестве основного исходного материала использовали яйцеклетку коровы, у которой генетический материал заменили на молекулы ДНК других клонируемых животных - свиньи, крысы, овцы или обезьяны. При этом источником наследственного материала служили клетки тканей взрослых особей, взятые, например, из свиного или крысиного уха. После искусственного оплодотворения из коровьей яйцеклетки, получившей новую генетическую информацию, развивался зародыш другого млекопитающего - копия генетического донора. Таким образом, ученым удалось благополучно вырастить в лабораторных условиях эмбрионы свиньи, крысы, овцы и обезьяны.

Разработчики метода уверены, что их исследования имеют важное значение для развития генной инженерии и изучения возможностей генетического донорства. Данная методика клонирования в будущем сможет помочь сохранению исчезающих и редких видов животных.

В настоящее время выделяют два вида клонирования: репродуктивное и терапевтическое. В результате репродуктивного клонирования образуется новый целостный организм, который является генетической копией другого организма – клон.

Терапевтическое клонирование – это технология клонирования с целью получения эмбриональных стволовых клеток для научных исследований и использования в терапии различных заболеваний человека. В процессе терапевтического клонирования эмбрион не переносится для дальнейшего развития в полость матки женщины, а используется в качестве объекта научных исследований и получения стволовых клеток.

Зигота является отипотентной, т.е. из любой ее клетки может при соответствующих условиях развиться зародыш. На стадии бластоцисты образуются плюрипотентные клетки, из которых в дальнейшем формируются все органы и ткани организма. В процессе терапевтического клонирования эмбрион неизбежно уничтожается после образования первичной «полоски» («ствола») клеток, т.к. их дальнейшее развитие происходит в различных условиях искусственной среды в соответствии с тем, какую ткань предполагается получить.

Технология репродуктивного клонирования широко применяется в исследовательских целях на животных. К настоящему времени накоплен обширный опыт по клонированию животных разных видов (грызуны, кошки, кролики, свиньи, телята и др.).

Наиболее перспективным направлением в клеточной инженерии является клонирование животных с использованием методов генной инженерии. Введение в эмбрион новой ДНК позволяет получать животных с новыми свойствами их организмов. Эти свойства могут быть использованы в медицине для лечения различных заболеваний, трансплантации, в фармацевтической и пищевой промышленности. Например, в 1997 г. биотехнологическая компания PPL Therapeutics Inc. совместно с Розлинским институтом клонировала овцу по кличке Поли из генетически измененной зародышевой клетки. Молоко клонированного животного содержал белок, вызывающий свертывание крови человека, который может быть использован для лечения гемофилии.

Возможности использования технологий терапевтического и репродуктивного клонирования выявили целый ряд этико - философских, социально - правовых и других проблем, связанных со спецификой каждого из этих видов клонирования.

Применение технологии репродуктивного клонирования на человеке вызвало наибольшее количество возражений, споров и дискуссий различного уровня и направлений. Эксперименты по клонированию эмбрионов человека перевели проблему клонирования из области биомедицины в область этико-правовых, социально-политических и религиозных проблем мирового значения. В настоящее время перспектива клонирования человека рассматривается как потенциальная угроза для самобытности человека, как в телесном, так и в духовно-психологическом плане.

Правовой аспект проблемы клонирования нашел широкое отражение в ряде международных и государственных документов многих стран. На международном уровне проблема репродуктивного клонирования человека рассматривалась несколькими специализированными учреждениями системы Организации Объединенных наций. Во Всеобщей Декларации о геноме человека и правах человека в области биомедицины (ВМА), принятой в 1997 г. и одобренной Ассамблеей ООН в 1998 г., провозглашено, что геном человека «знаменует собой достояние человечества» и признается «неотъемлемое достоинство и разнообразие» всех представителей человеческого рода. В данном документе клонирование человека признается противоречащим человеческому достоинству. В разделе «Исследования, касающиеся генома человека» сказано: «Не допускается практика, противоречащая человеческому достоинству, такая, как практика клонирования в целях воспроизводства человеческой особи».

Наиболее вероятным и перспективным направлением в использовании технологии клонирования является клонирование домашних животных с целью удовлетворения потребности населения в мясных продуктах питания, терапевтическое клонирование органов тела человека для последующей их трансплантации и репликация клеток для научных исследований.



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница