Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






З історії досліджень з клонування тварин





Можливість клонування тварин довів Дж. Гердон, англійський біолог, який першим зумів отримати клоновані ембріони шпорцевих жаб. Він випалював ультрафіолетом ядра ікринок і потім підсаджував в них ядра, виділені з клітин епітелію пуголовків цього виду. Більша частина отриманих таким чином ікринок гинула, і лише зовсім маленька їх частка (2,5%) розвивалася в пуголовків. Дорослих жаб отримати таким чином не вдавалося. Тим не менше це був успіх, і результати дослідів Гердона розповсюджені по підручники і посібники з біології. У 1976 р. Гердон і його співавтор Р. Ласки публікують роботу, в якій описують досліди з ядрами, виділеними з клітин нирок, шкіри і легкого вже дорослих шпорцевих жаб. Дослідники спочатку підрощувати ці клітини поза організмом (in vitro), а потім вводять їх ядра в без'ядерні ікринки. Чверть таких ікринок починає ділитися, але незабаром завмирає на одою з стадій розвитку. Тоді вчені виділяють ядра отриманих ембріонів і знову підсаджують їх в позбавлені власних ядер ікринки... У результаті цілої серії подібних пересадок на світ нарешті з'являється кілька пуголовків. Хоча експерименти Гердона і його послідовників показали принципову можливість отримання серійних клонів амфібій, що з'являються на світ пуголовки вперто не бажали перетворюватися на дорослих жаб. Питання, таким чином, як і раніше полягав у тому, чи можна виростити з однієї спеціалізованої клітини його тіла доросле хребетна тварина. Досліди на амфібія давали негативний результат, але вчені не припиняли досліджень у цій області.

Більш широкі дослідження, що охоплюють не тільки амфібій, але і риб, а також дрозофіл, в 1962 р. були розпочаті англійським біологом Дж. Гордоном. Він першим у дослідах з південноафриканськими жабами Xenopus laevis) в якості донора ядер використав не зародкові клітини, а вже цілком спеціалізувалися клітини епітелію кишечнику плаваючого пуголовка.Потім Гердон разом з Ласки (1970) стали культивувати in vitro (поза організмом у живильному середовищі) клітини нирки, легені і шкіри дорослих тварин і використовувати вже ці клітини в якості донорів ядер. Приблизно 25% первинно реконструйованих яйцеклітин розвивалися до стадії бластули. При серійних пересадках вони розвивалися до стадії плаваючого пуголовка. Таким чином було показано, що клітини трьох різних тканин дорослого хребетного (X. laevis) містять ядра, які можуть забезпечити розвиток принаймні до стадії пуголовка.У свою чергу Ді Берардіно і Хофнер (1983) використовували для трансплантації ядра неподільних і повністю диференційованих клітин крові - еритроцитів жаби Rana pipiens. Після серійної пересадки таких ядер 10% реконструйованих яйцеклітин досягали стадії плаваючого пуголовка. Ці експерименти показали, що деякі ядра соматичних клітин здатні зберігати тотіпотентность.Причини, по яких ядра клітин дорослих тварин і навіть пізніх ембріонів залишаються тотипотентності, поки точно не встановлені. Вирішальну роль відіграє взаємодія ядра і цитоплазми. Вміщені в цитоплазмі тварин речовини беруть участь у регулюванні експресії клітинного генів ядра.Роботи М. ді Бернардіно і Н. Хоффера показали, що цитоплазма ооцитів амфібій містить фактори, що відновлюють тотіпотентность ядер диференційованих соматичних клітин. Ці фактори реактивує репресовані ділянки геному.

У 1985 р. була описана технологія клонування кісткових риб, розроблена радянськими вченими Л.А. Слєпцова, Н.В. Дабагян і К. Г. Газарян. Зародки на стадії бластули відокремлювали від жовтка. Ядра клітин зародків впорскували в цитоплазму незапліднених ікринок, які починали дробитися і розвивалися в личинки. Ці експерименти показали, що втрата ядром тотипотентності в процесі онтогенезу пов'язана не з втратою генів, а їх репресією. При культивуванні соматичних клітин in vitro частота тотипотентності ядер збільшується. Генетичний механізм стабільної репресії геному диференційованих клітин не з'ясований, способи відновлення тотипотентності не розроблені, тому в основному ведеться клонування шляхом трансплантації ядер ембріональних клітин.

Пересадки ядер у ссавців почалися пізніше, в 80-х роках. Це було пов'язано з технічними труднощами, так як зигота ссавців має невеликі розміри. Наприклад, діаметр зиготи миші приблизно 60 мкм, а діаметр заплідненої яйцеклітини жаби близько 1200 мкм, тобто в 20 разів більше.Незважаючи на перераховані труднощі, перші повідомлення про отримання клонів мишей, ідентичних донору, з'явилися вже в 1981 році. В якості донора були використані ембріональні клітини однієї з ліній мишей, взяті на стадії бластоцисти. Достовірність отриманих даних спочатку була поставлені під сумнів, оскільки відтворити результати проведених експериментів в інших лабораторіях не вдавалося, проте через кілька років Дж. Мак Грат і Д. Солтер також досягли успіху. У цих експериментах клони мишей вдавалося отримати лише в тому випадку, якщо трансплантували ядра ембріонів на стадії не пізніше 2 бластомерів. Було показано, що ядра 8-клітинних зародків і клітин внутрішньої клітинної маси бластоцисти не забезпечують розвиток in vitro реконструйованих яйцеклітин навіть до стадії морули, яка передує стадії бластоцисти. Невелика частина (5%) ядер 4-клітинних зародків дає можливість розвиватися тільки до стадії морули. Ці та багато інших дані показують, що в ембріогенезі у мишей клітинні ядра рано втрачають тотипотентність, що пов'язано очевидно, з дуже ранньої активацією геному зародка - вже на стадії 2-х клітин. У інших ссавців, зокрема, у кроликів, овець і великої рогатої худоби, активація першої групи генів в ембріогенезі відбувається пізніше, на 8-16-клітинної стадії. Можливо тому перші значні успіхи в клонування ембріонів були досягнуті на інших видах ссавців, а не на мишах. Тим не менш, роботи з мишами, незважаючи на їх непросту долю, значно розширили наші уявлення про методологію клонування ссавців.

На початку шляху

1883 - Відкриття яйцеклітини німецьким цитологом Оскаром Гертвіга.

1943 - Журнал Science повідомив про успішне заплідненні яйцеклітини "в пробірці".

1977 - Професор зоології Оксфордського університету Дж. Гордон клонує більше півсотні жаб.

1978 - Народження в Англії Луїзи Браун, першої дитини "з пробірки".

1985 - 4 січня в одній з клінік північного Лондона народилася дівчинка у місіс Коттон - першої в світі сурогатної матері (зачата не з яйцеклітини місіс Коттон).

1987 - Фахівці Університету імені Дж. Вашингтона, що використали спеціальний фермент, зуміли розділити клітини людського зародка і клонувати їх до стадії тридцяти двох клітин (бластів, бластомерів).

Дж. Гордон

Перші успішні досліди з клонування тварин були проведені в середині 1970-х років англійським ембріологом Дж. Гордоном (J. Gordon) в експериментах на амфібія, коли заміна ядра яйцеклітини на ядро з соматичної клітини дорослої жаби призвела до появи пуголовка. Це показало, що техніка трансплантації ядер із соматичних клітин дорослих організмів у енуклеірованние ооцити дозволяє отримувати генетичні копії організму, що став донором ядер диференційованого клітин. Результат експерименту став підставою для висновку про оборотності ембріональної диференціювання геному принаймні у земноводних

2. Клонування тварин

У своєму експерименті Кемпбелл і його колеги витягли з ембріона вівці на ранній стадії розвитку (на стадії ембріонального диска) клітину і виростили культуру клітин, тобто домоглися того, що клітина розмножилася в штучному живильному середовищі. Отримані генетично ідентичні клітини (клітинна лінія) зберегли тотіпонентность. Потім вчені взяли яйцеклітину вівці-реципієнта, ретельно видалили з неї весь хромосомний матеріал і домоглися її злиття з тотипотентності кліткою з культури. Отримані синтетичні ембріони вирощували до стадії морули-бластули, а потім імплантували в матку вівці. У результаті вдалося виростити декількох нормальних ягнят, які були генетично ідентичні.У принципі, після того, як отримана стійка лінія тотіпонентних клітин, ніщо не заважає вносити до них генетичні зміни. Наприклад, перебудовуючи або видаляючи окремі гени, можна створювати трансгенні лінії овець та інших сільськогосподарських тварин. Однак перш ніж ця технологія знайде практичне застосування, належить вирішити ще безліч проблем.

Поки кількість клонованих тварин дуже мало в порівнянні з числом вихідних ембріонів, з клітин яких вдавалося виростити. Багато клітин гинули, не встигнувши досягти стадії бластоцисти. Не ясно, викликаний чи високий відсоток невдач різноманітними шкідливими чинниками, які впливають на клітину при маніпуляціях з нею, або гетерогенністю самої клітинної лінії. Остання менш імовірно, оскільки відсоток успішних випадків не змінюється при пересіву культури. Для прояснення цього питання необхідно досліджувати інші тотипотентності клітинні лінії.

Результативність пересадки ядра в яйцеклітину і її подальше благополучний розвиток залежить від адекватного перепрограмування ядра донора. Макромолекули (білки і транспортна РНК) ооцита відповідають за його розвиток тільки протягом порівняно короткого часу (між двома клітинними поділами), і чим цей період коротший, тим менше залишається часу для перепрограмування. Клітини більш зрілих ембріонів вимагають більшого часу для перепрограмування, тому ймовірність успіху при їх використанні знижується. Певну роль відіграє також сумісність ядра донора і реципієнта цитоплазми, все ще слабо вивчена.

Успіх пересадки клітинних ядер пов'язаний принаймні з двома факторами. По-перше, овуліровавшіе ооцити є кращими реципієнтами, ніж зиготи, або тому, що у незапліднених яйцеклітин залишається більше часу для перепрограмування, або тому, що їх цитоплазма є більш підходящою. Можливо, в цитоплазмі ооцитів є елементи, необхідні для перебудови хромосом і активації геному і зникають після запліднення або тому, що вони якимось чином пов'язані з реплікується ДНК, або в результаті запрограмованого розпаду. По-друге, клітини з ядрами донора, взятими на стадіях G 1 або G 0 клітинного циклу, розвиваються набагато краще, ніж клітини з ядрами з стадій S або G 2. Інтуїтивно це здається зрозумілим, адже перепрограмувати відкритий реплицируются геном простіше.

Клонування тварин можливе за допомогою експериментальних маніпуляцій з яйцеклітинами (ооцитами) і ядрами соматичних клітин тварин in vitro та in vivo подібно до того, як в природі з'являються однояйцеві близнюки. Клонування тварин досягається в результаті перенесення ядра з диференційованої клітини в незапліднену яйцеклітину, у якої видалене власне ядро (енуклеірованних яйцеклітина) з подальшою пересадкою реконструйованої яйцеклітини в яйцепровід названої матері. Однак довгий час всі спроби застосувати описаний вище метод для клонування ссавців були безуспішними. Значний внесок у вирішення цієї проблеми був зроблений шотландської групою дослідників з Рослінського інституту та компанії "PPL Therapeuticus" (Шотландія) під керівництвом Яна Вільмута (Wilmut). У 1996 році з'явилися їх публікації по успішному народженню ягнят у результаті трансплантації ядер, отриманих з фібробластів плоду вівці, в енуклеірованние ооцити. [2] В остаточному вигляді проблема клонування тварин була вирішена групою Вільмута в 1997, коли народилася вівця на прізвисько Доллі - перше ссавець, отримане з ядра соматичної клітини дорослої: власне ядро ооцита було замінено на ядро клітини з культури епітеліальних клітин молочної залози дорослої лактуючої вівці. [3] Надалі були проведені успішні експерименти з клонування різних ссавців з використанням ядер, взятих з дорослих соматичних клітин тварин (миша, коза, свиня, корова), а також взятих у мертвих, заморожених [4] на кілька років, тварин. Поява технології клонування тварин викликало не тільки великий науковий інтерес, але і привернуло увагу великого бізнесу в багатьох країнах. Подібні роботи ведуться і в Росії, але цілеспрямованої програми досліджень не існує. У цілому технологія клонування тварин ще знаходиться в стадія розвитку. У великої кількості отриманих таким чином організмів спостерігаються різні патології, що призводять до внутрішньоутробної загибелі або загибелі відразу після народження.

У квітні 2008 року Південнокорейські митники приступили до дресирування семи щенят, клонованих із соматичних клеткок кращого корейського розшукового пса породи канадський лабрадор-ретрівер. На думку південнокорейських вчених, 90% клонованих цуценят будуть задовольняти вимогам для роботи на митниці, тоді як лише менше 30% звичайних цуценят проходять тести на профпридатність.

Клонування з метою відтворення вимерлих видів

Клонування може бути використано для відтворення природних популяцій тварин, вимерлих з вини людини. Незважаючи на наявність певних проблем і труднощів, перші результати в цьому напрямку вже є.

Клонування Бантенг

У 2004 році на світ з'явилася пара Бантенг (диких биків, що мешкали у Південно-Східній Азії), клонованих з клітин тварин, які померли більше 20 років тому. Два Бантенг були клоновані з унікального "замороженого зоопарку" Сан-Дієго, створеного ще до того, як люди зрозуміли, що клонування взагалі можливо. Який здійснив клонування американська компанія Advanced Cell Technology повідомила, що в ньому використовувалися клітини тварин, які померли в 1980 році, не залишивши потомства.

Бантенг клонували, перенісши їх генетичний матеріал у порожні яйцеклітини звичайних домашніх корів; з 16 зародків до народження дожили тільки два.

Імператорський дятел

В останній раз імператорського дятла бачили в Мексиці в 1958 році. З тих пір орнітологи намагаються знайти сліди цієї популяції, але безуспішно. Близько десяти років тому з'явилися навіть чутки, що птах ще живе на планеті, але і вони не підтвердилися.

Зате в музеях залишилися опудала птиці. Науковий співробітник Дарвіновського музею Ігор Фадєєв вважає, що якщо операцію по виділенню ДНК провести зі всіма опудалами, які знаходяться в різних країнах світу, то дятла можна буде воскресити. У різних музеях світу на сьогоднішній день залишилося лише десять опудал імператорського дятла.

Якщо проект матиме успіх, то в недалекому майбутньому на нашій планеті, можливо, знову з'явиться імператорський дятел. У Державному Дарвінівському музеї впевнені, що останні методи молекулярної біології дозволяють виділити і відтворити ДНК цих птахів.

Дронт

У червні 2006 року голландські вчені виявили на острові Маврикій добре збережені останки дронта - вимерлої історично недавно (у XVII столітті) літає птиці. Раніше наука не мала останками птиці, у зникненні якої, як завжди, винна людина. Але тепер з'явилася певна надія на "воскресіння" дивного представника пернатих.

Клонування гігантських птахів

Плани з клонування зниклих гігантських птахів були поставлені під сумнів у результаті досліджень науковців Оксфордського університету. Виділивши ділянки ДНК з останків вимерлих птахів, вчені виявили, що їх генетичний матеріал настільки зруйнований, що сучасна технологія не дозволяє провести повноцінне клонування. Мета наукових робіт полягала у відродженні вимерлих кілька століть тому новозеландського страуса Моа, а також Мадагаскарського епіорніса (птахи-слона).

Зразки ДНК були взяті з фрагментів тканин, що збереглися в музеях. Проте вчені не змогли отримати достатню по своїй довжині ланцюжок ДНК, щоб провести клонування. Тим не менш, деякі вчені вважають, що в найближчі роки буде розроблена технологія відновлення втрачених частин ДНК, шляхом вшивання туди "латок" з ДНК близькоспоріднених видів.

1970 - успішне клонування жаби

1985 - клонування кісткових риб

1996 - овечка Доллі.

1997 - перша миша.

1998 - перша корова

1999 - перший козел

2001 - перша кішка

2002 - перший кролик

2003 - перше бик, мул, олень

2004 - перший досвід клонування з комерційними цілями (кішки).

2005 - перша собака (афганський хорт на прізвисько Снуппі)

2006 - перший тхір

2007 - другий собака

2008 - третій собака (лабрадор по кличці Чейс). Клонована за державним замовленням. Початок комерційного клонування собак

Методи клонування тварин

Останні десятиліття XX століття ознаменувалися бурхливим розвитком однієї з головних гілок біологічної науки - молекулярної генетики. Вже на початку 70-х років учені в лабораторних умовах почали отримувати та клонувати рекомбінантні молекули ДНК, культивувати в пробірках клітини і тканини рослин і тварин. Виник новий напрям генетики генетична інженерія. На основі її методології почали розроблятися різного роду біотехнології, створюватися генетично змінені організми (ГМО). З'явилася можливість генної терапії деяких захворювань людини, а останнє десятиліття XX століття ознаменувалося ще однією важливою подією - досягнутий величезний прогрес в клонуванні тварин із соматичних клітин.

Особливо великий резонанс у світової громадськості отримали дослідження шотландських вчених з Рослінського Університету, яким вдалося з клітини молочної залози вагітної вівці отримати генетично точну її копію. Клонована вівця на прізвисько Доллі нормально розвивалася і привела на світ спочатку одного, а потім ще трьох нормальних ягнят. Слідом за цим з'явилася низка нових повідомлень про відтворення генетичних близнюків корів, мишей, кіз, свиней із соматичних клітин цих тварин. У приматів, зокрема, у мавп поки не вдалося отримати клони з використанням клітин дорослого організму, плоду або навіть ембріональних стовбурових клітин.

Проте роботи в цьому напрямку активно ведуться. У минулому році з'явилося повідомлення про клональне розмноженні потомства приматів шляхом ділення зародка. Американським дослідникам вдалося отримати генетично ідентичні ембріони мавпи резус шляхом поділу бластомерів зародка на стадії поділу. З ембріона народилася цілком нормальна мавпочка Тетра.

Такий тип клонування забезпечує генетично ідентичне потомство, і в результаті можна отримати двійню, трійню і більше генетичних близнюків. Це дозволяє проводити теоретичні дослідження щодо ефективності нових методів терапії тих чи інших захворювань, з'являється можливість повторювати наукові експерименти на абсолютно генетично ідентичному матеріалі. Імплантіруя зародки послідовно однієї і тієї ж сурогатної самці, можна досліджувати вплив її організму на розвиток плода

Розроблені методи клонування тварин поки ще далеко не досконалі. У процесі експериментів спостерігається висока смертність плодів і новонароджених. Ще не ясні багато теоретичні питання клонування тварин з окремої соматичної клітини.

Проте успіх, досягнутий в клонуванні вівці і мавп, показав теоретичну можливість створення генетичних копій також людини з окремої клітини, взятої з якого-небудь його органу. Багато вчених з ентузіазмом сприйняли ідею клонування людини.

Висновки

Клонування - процес створення генетично подібного організму несексуальним (нестатевим) шляхом. Клонування використовували багато років для вирощування рослин. Тварина клонування було предметом вивчення для вчених багато років, але отримувало мало уваги до 1997, поки не було клоновано першу ссавець - овечка Доллі. Учений Доллі і кілька інших вчених клонували різних тварин, включаючи корів і мишей. Недавній успіх клонування призвела до жорстких дебатів серед науковців, політиків та широкої публіки про використання та етики клонування тварин і можливо людини.За останні 50 років, вчені провели експерименти з клонування в великому колі тварин, використавши багато різних методів. У 1979, дослідники зробили перші генетично ідентичних мишей, розколів ембріон миші в експериментальній трубі, а потім запровадивши вийшов ембріон у матку дорослої самки миші. Незабаром після того, як дослідники справило першу генетично ідентичних корів, вівцю і курчат, переміщаючи ядро клітини, взятої у раннього ембріона в яйце, у якого було звільнено ядро.Головна причина клонування тварин у тому, щоб зробити організми з певними якостями, які необхідні людині, наприклад вівця була виведена щоб надати людський інсулін. Якщо б вчені покладалися тільки на статеве (сексуальне) розмноження щоб вивести цих тварин, вони б ризикували тим, що необхідні їм якості зникли, так як статеве розмноження (сексуальне) переставляє генетичний код в блоках. Іншими причинами для клонування можуть бути втрачені або померлі домашні тварини або тварини, які знаходяться на межі вимирання. Якими б не були причини, нові технології клонування розпалили багато етичних спорах серед учених. Деякі держави розглянули або наказали законодавство, щоб уповільнити, обмежити або заборонити експерименти клонування. Ясно, що клонування буде частиною нашого життя в майбутньому, але майбутнє цієї технології має все ж таки бути визначено.

Date: 2015-09-24; view: 720; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию