«Спрашивается, – подытоживает Корочкин, – велика ли вероятность точного воспроизведения свойств «клонируемого» образца?» (Там же). Вероятность эта, конечно же, очень мала, практически близка к нулю.
Крайне низкой является и вероятность точного копирования многоклеточных организмов другими способами клонирования. Так, тот же Владимир Струнников возглавлял группу исследователей, которая на протяжении многих лет проводила эксперименты по клонированию тутового шелкопряда методом партеногенеза в сочетании с селекцией.
«В результате многолетнего отбора, – пишет В. Струнников, – нам удалось накопить в генотипе селектируемых клонов невиданно большое число генов, обусловливающих высокую склонность к партеногенезу и жизнеспособность. Вылупление гусениц достигло 90 %, а их жизнеспособность, как ни удивительно, повысилась до 95-100 %», опередив в этом отношении обычные породы и даже гибриды. В дальнейшем мы «скрестили» с помощью партеногенетических самцов два генетически резко отличающихся клона разных рас и от лучших гибридных самок вывели сверхжизнеспособные клоны» (Струнников В.А. Клонирование животных: теория и практика – Природа, 1998, № 7).
Само по себе выведение клонов, обладающих высокой жизнеспособностью, является значительным научным достижением. Но обусловлено было это достижение тем, что клонировались насекомые, у которых естественная эволюция размножения ещё сохраняет наряду с половым процессом достаточно выраженную способность к партеногенезу как «запасному» варианту произведения на свет себе подобных.
Исследователи сталкивались с явлением угнетения жизнедеятельности, депрессии партеногенеза и связанного с ним клонирования, которое объясняется вытеснением клонирования из диапазона биологической работы вида в сфере размножения. Естественное клонирование остаётся своеобразным рудиментом системы размножения, приводящим к снижению жизнеспособности вследствие отсутствия поступления свежей генетической информации, передаваемой половым путём. Это явление аналогично инцесту млекопитающих, т. е. скрещиванию между близкими родственниками, несущими в своих половых клетках близкородственные гены, что приводит к появлению анемичного, болезненного потомства.
Как отмечает В. Струнников, «депрессия у тутового шелкопряда несравнимо меньше, чем у млекопитающих животных», у которых «яйцеклетка с диплоидным яром, образованным в результате слияния двух женских гаплоидных ядер или двух мужских, вообще не развивается в организм» (Там же).
Наиболее важным научным результатом многолетних экспериментов В. Струнникова с точки зрения изучения возможностей клонирования явилось выведение клонов, причём не только самок, но и самцов, с повышенной жизнеспособностью и плодовитостью при половом скрещивании. Сами по себе непосредственного практического значения для шелководства они не имеют, так как уступают размножающимся половым путём тутовым шелкопрядам по ряду экономических показателей. Так, клонированные самки слишком прожорливы, они съедают на 20 % больше листа шелковицы, а их коконы содержат на 20 % меньше шёлка.
Экономически выгодными клоны становятся только при разведении на племя при обычном половом размножении. При этом клонированные самцы спариваются с клонированными самками и из потомства отбирают особей с максимальной продуктивностью. Это позволяет повысить выход хлопка-сырца не менее, чем на 30 %. Аналогичную методику другой российский селекционер В.Наволоцкий, использовал для выведения нового сорта ячменя, выращиваемого в 1990-е годы на площадях, составляющих 5,5 млн. га.
Как видим, методы направленного (индуцированного) партеногенеза, которые использовал В. Струнников, как и методы внедрения соматического ядра, не позволяют создавать клонов, являющихся сколько-нибудь точными копиями ценных в каком-либо отношении живых существ. Генетические копии не создают фенотипических копий, и только искусственный отбор в достаточно длинном ряду поколений может приблизить фенотип генетической копии к свойствам фенотипа её оригинала. Происходит это потому, что подбираются особи, биологическая работа которых в процессе развития зародыша обладала сходством с прототипом клонирования.
Третья группа методов – технология расщепления эмбриона – более перспективна с точки зрения копирования потомства. Примером естественного расщепления эмбриона являются однояйцевые близнецы, которые вследствие идентичных условий развития в эмбриональном состоянии выполняли в матке сходную биологическую работу. Внешнее сходство таких близнецов бывает просто поразительным, однако близкие люди всё же без особого труда различают их по особым приметам, а также по манере держаться, мимике, жестам, поведению, речи и другим особенностям. Такие клоны не копируют, чаще всего, творческие способности друг друга и склонности к различным видам деятельности. Но склонности к определённым реакциям и некоторые черты характера у них могут развиться сходные. В этом сказывается как влияние общих генов, так и разнообразие социальных связей и социально обусловленной деятельности. Разделить врождённое и приобретенное не всегда бывает возможно вследствие их глубокого внутреннего единства. Однояйцевые близнецы могут быть и разнополыми, и тогда их сходство резко снижается различиями гормональных систем.
Поскольку искусственное разделение эмбрионов с целью формирования однояйцевых близнецов у животных, а впоследствии и у человека, не может обеспечить даже и генетического копирования родительского организма, практическая ценность этой технологии невелика. Возрождение вымерших видов и умерших индивидов, на которое возлагаются надежды людей на научно достижимое «воскрешение», эта технология также не обещает.
Любая технология клонирования, как и любая технология направляемой человеком эволюции, несмотря на эффектные достижения, находится сегодня лишь в зачаточном состоянии. Поэтому кажется, что обстоятельства, препятствующие копированию ценных организмов по содержащейся в их взрослых клетках генетической информации, абсолютно непреодолимы и никогда не будут преодолены.
Всё это такие же иллюзии, как и мифы о быстром решении этих проблем. Препятствия к их решению абсолютно непреодолимы нашими нынешними средствами. Бездумная фанатическая устремлённость к их преодолению может нанести немалый вред. Но вспомним: до рождения генетической инженерии считалось абсолютно невозможным клонирование млекопитающих.
Одним клонированием вряд ли возможно воссоздание ценных для человечества организмов и видов живых существ. Но сочетание биотехнологий, нанотехнологий и информационных технологий может вывести решение этих проблем на новые рубежи.
Особые трудности встают перед исследователями при попытках клонирования приматов, а значит, ещё большие встанут при попытках клонирования человека. Клонированные эмбрионы обезьян формируются с отклонениями не только в строении генетической информации, но даже в числе хромосом.
В то же время искусственное индуцирование партеногенеза при помощи сильных физических и химических раздражителей (нагрев, трение, протравливание растворами кислот) позволило восстановить склонность к партеногенезу у клеток животных, в естественной среде размножающихся исключительно половым путём. К таким животным относятся и млекопитающие, и даже приматы.
Зародыши обезьян в этих экспериментах размножались до сотни клеток, что позволяло извлекать стволовые клетки. Был создан таким образом и ранний человеческий эмбрион. Это открывает перспективы для биотехнологического производства разнообразных тканей человеческого организма для их трансплантации, причём клонированные ткани, донором исходных клеток для которых является сам пациент, не будут отторгаться его иммунной системой.
Биотехнологические методы открывают перед человеком огромные перспективы, и отказываться от них было бы не только непрактично, но и бесчеловечно.
24.12. Мутации и мутагенез
Мутации представляют собой разнообразные ошибки и сбои «копировального аппарата» наследственности и как таковые абсолютно случайны и непредсказуемы. Какая-либо их направленность в современной генетике исключается. Мутации возникают также вследствие нарушений работы генетических структур воздействием различных химических и физических факторов. Нити молекул ДНК очень прочны, но и они уязвимы со стороны мощных излучений, температурных воздействий и химических веществ (мутагенов).
Повреждения структур ДНК, вызывающие мутации, возникают вследствие весьма миниатюрных размеров этих структур, хотя и принадлежащих к макромиру по своей механической устойчивости, но связанных с энергетическими процессами микромира по пространственным масштабам. Размер уязвимой для внешних воздействий части гена, нарушения которой вызывают точечные мутации, составляет всего лишь около 10-7 сантиметра. На этом пространстве могла бы разместиться не очень крупная молекула.
