Секреты клонирования на аэропонике. Клонированные растения

Клонирование животных и растений Википедия

Клони́рование (англ. cloning от др.-греч. κλών — «веточка, побег, отпрыск») — в самом общем значении — точное воспроизведение какого-либо объекта любое требуемое количество раз. Объекты, полученные в результате клонирования (каждый по отдельности и вся их совокупность), называются клоном.

Основные сведения

Естественное клонирование животных и растений часто происходит в результате бесполого и вегетативного размножения, а также в результате амейотического партеногенеза.

Искусственное клони́рование живо́тных и расте́ний — новый вид человеческой деятельности, возникший в конце XX-го — начале XXI-го века, состоящий в воспроизведении старых и создании новых биологических организмов, связанных с изучением генома, предполагающий вмешательство в его структуру, нацеленный на решение множества практических задач (кроме научных).

Термины «клон», «клонирование» первоначально использовались в микробиологии и селекции, после — в генетике, в связи с успехами которой и вошли в общее употребление. Надо добавить, что их популяризации в значительной мере способствовали также киноискусство и литература.

Следует иметь в виду, что точное воспроизведение животного или растения как при естественном, так и при искусственном клонировании невозможно. Новый организм в любом случае будет отличаться от материнского за счет соматических мутаций, эпигенетических изменений наследственного материала, влияния окружающей среды на фенотип и случайных отклонений, возникающих в ходе онтогенеза.

Значение

Создание животных и растений с заданными качествами всегда было чрезвычайно заманчивым потому, что это означало создать организмы уникальнейшие и нужнейшие, устойчивые к болезням, климатическим условиям, дающие достаточный приплод, необходимое количество мяса, молока, плодов, овощей и прочих продуктов. Использование технологии клонирования предполагает уникальную возможность получать фенотипически и генетически идентичные организмы, которые могут быть использованы для решения различных теоретических и прикладных задач, стоящих перед биомедициной и сельским хозяйством. В частности, использование клонирования могло бы способствовать изучению проблемы тотипотентности дифференциированных клеток, развития и старения организмов, злокачественного перерождения клеток. Благодаря технологии клонирования предполагается появление ускоренной генетической селекции и тиражирования животных с исключительными производственными показателями. В сочетании с трансгенозом клонирование животных открывает дополнительные возможности для производства ценных биологически активных белков для лечения различных заболеваний животных и человека. Клонирование животных, возможно, позволит проводить испытания медицинских препаратов на идентичных организмах.

Клонирование растений

Клонирование растений (более общеупотребимы термины культуры тканей in vitro, клональное микроразмножение растений) осуществляется путём регенерации целого растения из каллуса путём изменения пропорционального соотношений цитокининов и ауксинов в питательной среде. Для получения первичного каллуса можно использовать любые клетки и ткани растения (кроме находящихся в премортальном состоянии) ввиду того, что клетки растений способны к дедифференциации при определенных концентрациях фитогормонов в питательной среде. Но чаще используют для этой цели клетки меристемы ввиду их малой степени дифференциации. В питательную среду для каллусообразования обязательно входят ауксин (для дедифференциации клеток) и цитокинин (для индукции клеточных делений). После получения каллусной культуры каллус можно разделить и каждую часть использовать для регенерации целых растений. Так как каллус является бесформенной недифференцированной клеточной массой, то для регенерации растения необходимо индуцировать морфогенез путём изменения концентраций фитогормонов в среде. Клонирование растений позволяет получать безвирусный посадочный материал (при использовании апикальной меристемы как источника клеток), быстрого размножения растений в больших масштабах (в том числе редких и исчезающих), клонирование из пыльников и последующее восстановление диплоидности позволяет получить гомозиготные по всем генам растения, которые можно использовать в дальнейшей селекции. Также можно культивировать на искусственных питательных средах протопласты растений, из которых в некоторых случаях можно регенерировать целые растения (протопласты удобны для трансгенеза ввиду отсутствия у них клеточной стенки и возможности слияния с другими клетками[1]).

В случае с орхидеями конкретному растению, культивару, может быть дано неформальное название — имя клона, но в том случае, если эта орхидея имеет превосходные качества для данного вида (или гибрида)[2]. Пример: × Laeliocattleya Hsin Buu Lady 'Red Beauty'.

Клонирование животных

В начале пути

• 1826 г. — Открытие яйцеклетки млекопитающих русским эмбриологом Карлом Бэром
• 1883 г. — Открытие сущности оплодотворения (слияния пронуклеусов) немецким цитологом Оскаром Гертвигом.
• 1943 г. — Журнал Science сообщил об успешном оплодотворении яйцеклетки «в пробирке».
• 1962 г. — Профессор зоологии Оксфордского университета Джон Гёрдон клонирует шпорцевых лягушек[3] (более доказательные опыты — в 1970 г.).
• 1978 г. — Рождение в Англии Луизы Браун, первого ребёнка «из пробирки».
• 1985 г., 4 января — в одной из клиник северного Лондона родилась девочка у миссис Коттон — первой в мире суррогатной матери (зачата не из яйцеклетки миссис Коттон).
• 1987 г. — В СССР в лаборатории Бориса Николаевича Вепринцева (Л. М. Чайлахян и др.) из клетки эмбриона клонирована мышь с использованием метода электростимулируемого слияния клеток[4].
• 1987 г. — Специалисты Университета имени Дж. Вашингтона, использовавшие специальный фермент, сумели разделить клетки человеческого зародыша и клонировать их до стадии тридцати двух клеток (бластомеров).

Клонирование амфибий (Дж. Гёрдон)

Первые успешные опыты по клонированию животных были проведены в 1960-е годы английским эмбриологом Дж. Гёрдоном (J. Gurdon) в экспериментах на шпорцевой лягушке. В этих первых опытах для пересадки использовались ядра клеток кишечника головастиков. Они были подвергнуты критике, так как в кишечнике головастиков могли сохраниться первичные половые клетки. В 1970 г удалось провести опыты, в которых замена ядра яйцеклетки на генетически помеченное ядро из соматической клетки взрослой лягушки привела к появлению головастиков и взрослых лягушек. Это показало, что техника трансплантации ядер из соматических клеток взрослых организмов в энуклеированные (лишенные ядра) ооциты позволяет получать генетические копии организма, послужившего донором ядер дифференциированных клеток. Результат эксперимента стал основанием для вывода об обратимости эмбриональной дифференцировки генома по крайней мере у земноводных.

Клонирование млекопитающих

Клонирование млекопитающих возможно с помощью экспериментальных манипуляций с яйцеклетками (ооцитами) и ядрами соматических клеток животных in vitro и in vivo. Клонирование взрослых животных достигается в результате переноса ядра из дифференцированной клетки в неоплодотворённую яйцеклетку, у которой удалено собственное ядро (энуклеированная яйцеклетка) с последующей пересадкой реконструированной яйцеклетки в яйцевод приёмной матери. Однако долгое время все попытки применить описанный выше метод для клонирования млекопитающих были безуспешными. Одними из первых успешное клонирование млекопитающего (домовой мыши) осуществили советские исследователи[5] в 1987 г. Они использовали метод электропорации для слияния энуклеированной зиготы и клетки эмбриона мыши с ядром.

Значительный вклад в решение этой проблемы был сделан шотландской группой исследователей из Рослинского института и компании «PPL Therapeuticus» (Шотландия) под руководством Яна Вильмута (Wilmut). В 1996 году появились их публикации по успешному рождению ягнят в результате трансплантации ядер, полученных из фибробластов плода овцы, в энуклеированные ооциты.[6] В окончательном виде проблема клонирования животных была решена группой Вильмута в 1996 г., когда родилась овца по кличке Долли — первое млекопитающее, полученное из ядра взрослой соматической клетки: собственное ядро ооцита было заменено на ядро клетки из культуры эпителиальных клеток молочной железы взрослой лактирующей овцы.[7] В дальнейшем были проведены успешные эксперименты по клонированию различных млекопитающих с использованием ядер, взятых из взрослых соматических клеток животных (мышь, коза, свинья, корова), а также взятых у мёртвых, замороженных[8] на несколько лет, животных. Появление технологии клонирования животных вызвало не только большой научный интерес, но и привлекло внимание крупного бизнеса во многих странах. Подобные работы ведутся и в России, но целенаправленной программы исследований не существует. В целом технология клонирования животных ещё находится в стадии развития. У большого числа полученных таким образом организмов наблюдаются различные патологии, приводящие к внутриутробной гибели или гибели сразу после рождения, хотя при клонировании овец в 2007 году выжил каждый 5-й эмбрион (в случае с Долли — понадобилось 277).

В 2004 году американцы начали коммерческое клонирование кошек, а в апреле 2008 года Южнокорейские таможенники приступили к дрессировке семи щенков, клонированных из соматических клеток лучшего корейского розыскного пса породы канадский лабрадор-ретривер. По мнению южнокорейских ученых, 90 % клонированных щенков будут удовлетворять требованиям для работы на таможне, тогда как лишь менее 30 % обычных щенков проходят тесты на профпригодность.[9][10]

В Китае фирмой BGI уже производится в промышленных масштабах клонирование животных для медицинских исследований [11]. Предполагается, что подобная методика в будущем будет использована для выращивания в свиньях запасных органов для трансплантации человеку.

Клонирование без использования пересадки ядер

В 2009 году была опубликована работа, в которой с помощью метода тетраплоидной комплементации впервые было показано, что индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) могут давать полноценный организм, в том числе и его клетки зародышевого пути[12]. iPS, полученные из фибробластов кожи мышей с помощью трансформации с использованием ретровирусного вектора, в некотором проценте случаев дали здоровых взрослых мышей, которые были способны нормально размножаться. Таким образом, впервые были получены клонированные животные без примеси генетического материала яйцеклеток (при стандартной процедуре клонирования митохондриальная ДНК передается потомству от яйцеклетки реципиента).

Клонирование с целью воссоздания вымерших видов

Клонирование может быть использовано для воссоздания естественных популяций вымерших животных. Несмотря на наличие определённых проблем и трудностей, первые результаты в данном направлении уже имеются.

Клонирование испанского козерога

В Испании в 2009 г. родился клонированный детеныш вымершего подвида пиренейского горного козла букардо (Capra pyrenaica pyrenaica). Сообщение о клонировании появилось в январском номере журнала Theriogenology.

Данный подвид пиренейских козлов полностью исчез к 2000 году (причины вымирания точно не известны[13]). Последний представитель вида, самка по имени Селия (Celia), погибла в 2000 году. Но до того (в 1999-м г.) Хосе Фольк (Jose Folch) из Исследовательского центра сельского хозяйства и технологий Арагона (CITA) взял у Селии несколько клеток кожи с целью анализа и сохранения в жидком азоте. Этот генетический материал был использован в первой попытке клонировать вымерший подвид.

Экспериментаторы переносили ДНК букардо в яйцеклетки домашней козы, лишенные собственного генетического материала. Полученные эмбрионы подсаживали суррогатным матерям — самкам других подвидов испанского козла или гибридных видов, полученных скрещиванием домашних и диких коз. Таким образом было создано 439 эмбрионов, 57 из которых были имплантированы в суррогатные матки. Всего семь операций закончилось беременностью и только одна коза, в конце концов, родила самку букардо, умершую спустя семь минут после рождения от проблем с дыхательной системой.

Несмотря на неудачное клонирование и смерть клонированного козлёнка, многие ученые полагают, что такой подход может быть единственным способом спасения видов, стоящих на грани вымирания. Это вселяет в ученых надежду на то, что подвергающиеся опасности и недавно вымершие виды можно будет воскресить с использованием замороженных тканей.[14][15]

Клонирование бантенгов

В 2004 году на свет появилась пара бантенгов (диких быков, обитавших в Юго-Восточной Азии), клонированных из клеток животных, умерших более 20 лет назад. Два бантенга были клонированы из уникального «замороженного зоопарка» Сан-Диего, созданного ещё до того, как люди поняли, что клонирование вообще возможно. Произведшая клонирование американская компания Advanced Cell Technology сообщила, что в нём использовались клетки животных, которые умерли в 1980 году, не оставив потомства.

Бантенгов клонировали, перенеся их генетический материал в пустые яйцеклетки обычных домашних коров; из 16 зародышей до рождения дожили только два.[16][17]

Императорский дятел

В последний раз императорского дятла видели в Мексике в 1958 году. С тех пор орнитологи пытаются найти следы этой популяции, но безуспешно. Около десяти лет назад появились даже слухи, что птица ещё живёт на планете, но и они не подтвердились.

Однако в музеях остались чучела птицы. Научный сотрудник Дарвиновского музея Игорь Фадеев считает, что если операцию по выделению ДНК провести со всеми чучелами, которые находятся в разных странах мира, то дятла можно будет воскресить. В разных музеях мира на сегодняшний день осталось лишь десять чучел императорского дятла.

Если проект увенчается успехом, то в недалеком будущем на нашей планете, возможно, вновь появится императорский дятел. В Государственном Дарвиновском музее уверены, что последние методы молекулярной биологии позволяют выделить и воспроизвести ДНК этих птиц.[18]

Дронт

В июне 2006 года голландские учёные обнаружили на острове Маврикий хорошо сохранившиеся останки дронта — вымершей исторически недавно (в XVII веке) нелетающей птицы. Ранее наука не располагала останками птицы. Но теперь появилась определенная надежда на «воскрешение» этого представителя пернатых.[19]

Клонирование гигантских птиц

Планы по клонированию исчезнувших гигантских птиц были поставлены под сомнение в результате исследований учёных Оксфордского университета. Выделив участки ДНК из останков вымерших птиц, учёные обнаружили, что их генетический материал настолько разрушен, что современная технология не позволяет провести полноценное клонирование. Цель научных работ состояла в возрождении вымерших несколько веков назад новозеландского страуса моа, а также мадагаскарского эпиорниса (птицы-слона).

Образцы ДНК были взяты из фрагментов тканей, сохранившихся в музеях. Однако учёные не смогли получить достаточную по своей длине цепочку ДНК, чтобы провести клонирование. Тем не менее, некоторые учёные считают, что в ближайшие годы будет разработана технология восстановления утраченных частей ДНК путём вшивания туда «заплат» из ДНК близкородственных видов.[20].

Позже исследовательская группа Майкла Бьюнса (Michael Bunce) из университета Мердока (Австралия) разработала эффективный метод извлечения ДНК из скорлупы ископаемых яиц, показавший свою эффективность на скорлупе яиц моа и эпиорниса возрастом до 19,000 лет включительно, что делает планы по клонированию гигантских ископаемых птиц более реалистичными.[21][22]

Клонирование мамонта

Лаборатория Джорджа Черча (George Church) из Гарвардского университета (США) в середине октября 2014 года объявила о начале проекта по «воскрешению» мамонтов. Шансы на воскрешение мамонтов появились благодаря появлению в 2012 году революционной технологии «перезаписи» генома CRISPR/CAS, которая позволяет точечным образом менять и удалять произвольные гены в ДНК млекопитающих. Используя эту методику, Черч и его коллеги смогли успешно вставить в геном клеток кожи слона гены, предположительно отвечающие за типичные признаки мамонта — маленькие уши, толстый слой подкожного жира, длинную шерсть и бурый цвет. Клетки пережили эту трансформацию и сейчас ученые думают над тем, как их можно превратить в настоящую кожную ткань[23].

В марте 2015 года было объявлено, что американские генетики впервые смогли успешно пересадить часть генов мамонта, извлеченных из фрагментов ДНК гигантов ледникового периода, в геном клетки обычного африканского слона и размножить их. Таким образом, генетики совершили первый шаг на пути к воскрешению мамонта или к созданию мамонтоподобного слона. (См. также раздел Возможности клонирования вымерших животных статьи Плейстоценовый парк).

В мае 2015 года в журнале «Current Biology» была опубликована статья о расшифровке генома двух мамонтов[24]. Возможно, новые данные найдут применение при клонировании мамонтов, но пока специалисты не смогут обойтись без яйцеклеток современных слонов[25].

Клонированные животные

См. также

Примечания

1. ↑ Krens E.A., Molendijk L., Wullems G.I., Schilperoort R.A. In vitro Transformation of Plant Protoplasts with Ti-Plasmid DNA // Nature. 1982. Vol. 296. P. 72-74.
2. ↑ Интервью с владельцем питомника 'AWZ'
3. ↑ Gurdon, JB (1962) The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cells of feeding tadpoles. J Embryol Exp Morphol 10: 622-40
4. ↑ 1 2 Chaĭlakhian LM, Veprintsev BN, Sviridova TA (1987). «Electrostimulated cell fusion in cell engineering». Biofizika 32 (5): viii–xi.
5. ↑ Чайлахян Л. М., Вепринцев Б. Н., Свиридова Т. А., Никитин В. А. Электростимулируемое слияние клеток в клеточной инженерии. Биофизика, 1987, т.32, № 5, с. 874—887
6. ↑ Campbell, K.H.S., McWhir, J., Ritchie, W.A. nad Wilmut, A. Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell line, PMID 8598906 Nature, 1996 issue 6569, pages 64-66 (англ.)
7. ↑ Wilmut, I., Schnieke, A.E., McWhir, J., Kind, A.J., Campbell, K.H.S. Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells PMID 9039911 Nature, 1997 issue 6619 pages 810—813 (англ.)
8. ↑ lenta.ru : «Можно ли сделать из мыши мамонта» по материалам Proceedings of the National Academy of Sciences
9. ↑ lenta.ru. 2008. «Южнокорейские таможенники приступили к дрессировке клонированных щенков»
10. ↑ BBC News. 2008. S Korea trains sniffer-dog clones (англ.)
11. ↑ China cloning on an 'industrial scale' BBC News
12. ↑ Xiao-yang Zhao, Wei Li, Zhuo Lv,, Lei Liu, Man Tong, Tang Hai, Jie Hao, Chang-long Guo, Qing-wen Ma, Liu Wang, Fanyi Zeng, Qi Zhou. iPS cells produce viable mice through tetraploid complementation. Nature 461, (3 September 2009), 86-90
13. ↑ Capra pyrenaica
14. ↑ Попытка учёных воскресить вымерший вид провалилась — Известия Науки  (недоступная ссылка с 28-05-2013 [1846 дней])
15. ↑ 1 2 Испанцы впервые клонировали вымершее животное — Мембрана.ru
16. ↑ FederalPost. 2003. Учёные клонировали вымерших 20 лет назад бантенгов
17. ↑ Collaborative Effort Yields Endangered Species Clone Архивировано 23 октября 2006 года.
18. ↑ Российские учёные будут воскрешать вымершую птицу
19. ↑ Week Survey — Клонирование птицы Льюиса Кэрола
20. ↑ Учёным из Оксфорда не удалось клонировать вымерших птиц
21. ↑ Can ancient DNA from eggshells be used to resurrect an extinct bird? - ZDNet, March 2010
22. ↑ Extinct giant bird DNA recovered from fossil eggs - New Scientist, March 2010
23. ↑ Генетики успешно вставили гены мамонта в ДНК в клетках слонов
24. ↑ Complete Genomes Reveal Signatures of Demographic and Genetic Declines in the Woolly Mammoth
25. ↑ Учёные впервые расшифровали полный геном мамонта
26. ↑ 1 2 клонирование животных — история метода
27. ↑ Клонирование млекопитающих впервые было осуществлено в СССР (англ.). Проверено 4 февраля 2018.
28. ↑ BBC News. 1998. World: Asia-Pacific Japanese scientists clone cow (англ.)
29. ↑ BBC News. 1999. Scientists clone a goat (англ.)
30. ↑ BBC News. 2002. First pet clone is a cat (англ.)
31. ↑ Медицинские новости Солвей Фарма. 2002.
32. ↑ FederalPost. 2003. Учёные клонировали вымерших 20 лет назад бантенгов
33. ↑ SciTecLibrary.ru. 2003. Клонирование мула…
34. ↑ Корреспондент.net. 2003. Американские учёные объявили о клонировании оленя
35. ↑ Утро.ru. 2004. Американцы приступили к коммерческому клонированию кошек
36. ↑ Lenta.ru. 2006. Крупнейшим научным достижением года признали клонированную собаку
37. ↑ MEMBRANA | Мисси выполнима: опальный учёный продаёт с аукциона собачье бессмертие
38. ↑ Би-би-си | Наука и техника | В Южной Корее клонировали собак-ищеек
39. ↑ Первый клонированный верблюд появился в Арабских Эмиратах Архивировано 19 августа 2009 года.
40. ↑ Membrana: На Ближнем Востоке появился первый клонированный козёл
41. ↑ Lenta.ru. 2011. Южнокорейский ученый клонировал койота
42. ↑ Liu, Zhen et al. (24 January 2018). «Cloning of Macaque Monkeys by Somatic Cell Nuclear Transfer». Cell (journal). DOI:10.1016/j.cell.2018.01.020. Проверено 24 January 2018.
43. ↑ Briggs, Helen. First monkey clones created in Chinese laboratory, BBC News (24 January 2018). Проверено 24 января 2018.
44. ↑ Associated Press. Scientists Successfully Clone Monkeys; Are Humans Up Next?, The New York Times (24 January 2018). Проверено 24 января 2018.
45. ↑ Chinese Scientists Clone Monkeys Using Method That Created Dolly The Sheep. NPR (January 24, 2018).

Литература

• Шевелуха В. С., Калашникова Е. А., Дегтярёв С. В. Сельскохозяйственная биотехнология — М.: Высшая школа, 1998 — ISBN 5-06-003535-2
• Генная инженерия растений (лабораторное руководство) / Под ред. Дж. Дрейпера.— М.:Мир, 1991

Ссылки

wikiredia.ru

Секреты клонирования на аэропонике - АгроДом

При клонировании растений, если для этого используется аэропоника, у одних гидропонистов все идет гладко, а другие постоянно сталкиваются с какими-то сложностями, и не могут получить из черенков полноценных здоровых растений.

Садовод начинает гадать — то ли мало света, то ли плохие удобрения, то ли в его план по клонированию закралась какая-то другая ошибка.

На самом же деле промах может быть допущен в самом начале, еще при подготовке к клонированию. Поэтому есть смысл осветить этот момент более подробно, чтобы клонирование растений на аэропонике было максимально успешным.

Причины неудач клонирования на аэропонике

Стоит отметить, что все растения реагируют на клонирование по-разному. Одни очень неприхотливы в этом отношении, а другие с трудом дают корни даже при использовании самых лучших установок для клонирования, а черенки в итоге оказываются нежизнеспособными. Однако если соблюдать некоторые хитрости, то можно успешно клонировать практически любую культуру. Итак, в чем может заключаться проблема?

• Слабое материнское растение. Очень большая ошибка считать, что от состояния основного растения ничего не зависит. Если оно в данный момент ослаблено, значит, ослаблены все его части, и черенки тоже будут слабыми. Поэтому, если растение испытывает в данный момент какие-то проблемы, то лучше его не клонировать.
• Неправильное срезание черенков, грязный и неподходящий инструмент тоже затруднят клонирование растений на аэропонике, да и любым другим методом тоже.
• Излишняя аэрация ствола молодого черенка. Это будет препятствовать образованию корней, хотя сама корневая система, конечно, нуждается в воздухе.
• Излишнее испарение влаги с листьев, их заплесневение и загнивание корневой зоны.

Таковы основные причины неудач при клонировании растений аэропонным методом.

Как клонировать растения на аэропонике правильно?

Во-первых, надо выбрать сильное, ни в коем случае не больное материнское растение, причем желательно, чтобы срез черенков происходил не в пору цветения.

Во-вторых, нужно уметь срезать черенки правильно. Если заведомо известно, что растение клонируется с трудом, то за пару недель до срезания нужно определить, где должны будут находиться будущие корни и затемнить эти места. Например, просто обмотать часть ветви темной пленкой, чтобы на этот отрезок не попадал свет. Кроме того, срезать черенки нужно обязательно очень острым инструментом. Если секатор тупой, то он распушит место среза, а это сказывается на образовании корней самым неблагоприятным образом. После каждого черенка инструмент обязательно надо стерилизовать.

Как только черенок срезан, необходимо тут же закрыть место среза от кислорода, чтобы он не попал в стебель. Поэтому заранее готовят стакан с водой или с раствором, содержащим стимулятор роста корней. Воздух понадобится корням уже позже.

Лучше всего, если в момент укоренения клоны будут находиться в закрытом пространстве. С листьев в этот период испаряется очень много влаги, а это отнимает у черенка силы. Поэтому так популярно стало проращивание в разнообразных пропагаторах. Впрочем, можно и просто накрыть установку пластмассовой крышкой или полиэтиленом. Еще один способ справиться с проблемой — острыми ножницами наполовину обрезать листья. Испарение станет меньше, а черенок — сильнее.

Вместе с тем, корням теперь нужна хорошая аэрация, и именно поэтому клонирование на аэропонике так удобно — при данном методе растение не чувствует дефицита в воздухе при росте корней и при этом получает достаточное количество влаги и питательных веществ. Важен и момент освещения. Лучше всего в период укоренения использовать лампы ДНаТ или ЭСЛ. Они не перегреют растения, но дадут достаточно света для успешного развития корней.

Все эти моменты очень важны, когда речь идет о растениях, которые укореняются неохотно. Такие маленькие хитрости позволят успешно клонировать практически любое растение.

agrodom.com

Клонирование животных и растений - это... Что такое Клонирование животных и растений?

Клони́рование (англ. cloning от др.-греч. κλών — «веточка, побег, отпрыск») — в самом общем значении — точное воспроизведение какого-либо объекта любое требуемое количество раз. Объекты, полученные в результате клонирования (каждый по отдельности и вся их совокупность) называются клоном.

Основные сведения

Естественное клонирование животных и растений часто происходит в результате бесполого и вегетативного размножения, а также в результате амейотического партеногенеза.

Искусственное клони́рование живо́тных и расте́ний — новый вид человеческой деятельности, возникший в конце XX-го начале XXI-го века, состоящий в воспроизведении старых и создании новых биологических организмов, связанных с изучением генома, предполагающий вмешательство в его структуру, нацеленный (кроме научных) на решение множества практических задач.

Термины клон, клонирование первоначально использовались в микробиологии и селекции, после — в генетике, в связи с успехами которой и вошли в общее употребление. Надо добавить, что их популяризации в значительной мере способствовали также киноискусство и литература.

Следует иметь в виду, что точное воспроизведение животного или растения как при естественном, так и при искусственном клонировании невозможно.

Значение

Создать животных и растения с заданными качествами всегда было чем-то чрезвычайно заманчивым потому, что это означало создать организмы уникальнейшие и нужнейшие, устойчивые к болезням, климатическим условиям, дающие достаточный приплод, необходимое количество мяса, молока, плодов, овощей и прочих продуктов. Использование технологии клонирования предполагает уникальную возможность получать фенотипически и генетически идентичные организмы, которые могут быть использованы для решения различных теоретических и прикладных задач, стоящих перед биомедициной и сельским хозяйством. В частности, использование клонирования могло бы способствовать изучению проблемы тотипотентности дифференциированных клеток, развития и старения организмов, злокачественного перерождения клеток. Благодаря технологии клонирования предполагается появление ускоренной генетической селекции и тиражирования животных с исключительными производственными показателями. В сочетании с трансгенозом клонирование животных открывает дополнительные возможности для производства ценных биологически активных белков для лечения различных заболеваний животных и человека. Клонирование животных возможно позволит проводить испытания медицинских препаратов на идентичных организмах.

Клонирование растений

Клонирование растений (более общеупотребимы термины культуры тканей in vitro, клональное микроразмножение растений) осуществляется путем регенерации целого растения из каллуса путем изменения пропорционального соотношений цитокининов и ауксинов в питательной среде. Для получения первичного каллуса можно использовать любые клетки и ткани растения (кроме находящихся в премортальном состоянии) ввиду того, что клетки растений способны к дедифференциации при определенных концентрациях фитогормонов в питательной среде. Но чаще используют для этой цели клетки меристемы ввиду их малой степени дифференциации. В питательную среду для каллусообразования обязательно входят ауксин (для дедифференциации клеток) и цитокинин (для индукции клеточных делений). после получения каллусной культуры каллус можно разделить и каждую часть использовать для регенерации целых растений. Так как каллус является бесформенной недифференцированной клеточной массой, то для регенерации растения необходимо индуцировать морфогенез путем изменения концентраций фитогормонов в среде. Клонирование растений позволяет получать безвирусный посадочный материал (при использовании апикальной меристемы как источника клеток), быстрого размножения растений в больших масштабах (в том числе редких и исчезающих), клонирование из пыльников и последующее восстановление диплоидности позволяет получить гомозиготные по всем генам растения, которые можно использовать в дальнейшей селекции. Также можно культивировать на искусственных питательных средах протопласты растений, из которых в некоторых случаях можно регенерировать целые растения (протопласты удобны для трансгенеза ввиду отсутствия у них клеточной стенки и возможности слияния с другими клетками [1]).

В случае с орхидеями конкретному растению, культивару, может быть дано неформальное название – имя клона, но в том случае, если эта орхидея имеет превосходные качества для данного вида (или гибрида)[2]. Пример: × Laeliocattleya Hsin Buu Lady 'Red Beauty'.

Предыстория

В начале пути

• 1826 г. — Открытие яйцеклетки млекопитающих русским эмбриологом Карлом Бэром
• 1883 г. — Открытие сущности оплодотворения (слияния пронуклеусов) немецким цитологом Оскаром Гертвигом.
• 1943 г. — Журнал Science сообщил об успешном оплодотворении яйцеклетки «в пробирке».
• 1962 г. — Профессор зоологии Оксфордского университета Джон Гордон клонирует шпорцевых лягушек[3] (более доказательные опыты — в 1970 г.).
• 1978 г. — Рождение в Англии Луизы Браун, первого ребёнка «из пробирки».
• 1983 г. — из клеток эмбриона клонирована мышь[4]
• 1987 г. — В СССР в лаборатории Бориса Николаевича Вепринцева (Л. М. Чайлахян и др.) из клетки эмбриона клонирована мышь с использованием метода электростимулируемого слияния клеток.
• 1985 г., 4 января — в одной из клиник северного Лондона родилась девочка у миссис Коттон — первой в мире суррогатной матери (зачата не из яйцеклетки миссис Коттон).
• 1987 г. — Специалисты Университета имени Дж. Вашингтона, использовавшие специальный фермент, сумели разделить клетки человеческого зародыша и клонировать их до стадии тридцати двух клеток (бластомеров).

Клонирование амфибий (Дж. Гёрдон)

Первые успешные опыты по клонированию животных были проведены в 1960-е годы английским эмбриологом Дж. Гёрдоном (J. Gurdon) в экспериментах на шпорцевой лягушке. В этих первых опытах для пересадки использовались ядра клеток кишечника головастиков. Они были подвергнуты критике, так как в кишечнике головастиков могли сохраниться первичные половые клетки. В 1970 г удалось провести опыты, в которых замена ядра яйцеклетки на генетически помеченное ядро из соматической клетки взрослой лягушки привела к появлению головастиков и взрослых лягушек. Это показало, что техника трансплантации ядер из соматических клеток взрослых организмов в энуклеированные (лишенные ядра) ооциты позволяет получать генетические копии организма, послужившего донором ядер дифференциированных клеток. Результат эксперимента стал основанием для вывода об обратимости эмбриональной дифференцировки генома по крайней мере у земноводных.

Клонирование млекопитающих

Клонирование млекопитающих возможно с помощью экспериментальных манипуляций с яйцеклетками (ооцитами) и ядрами соматических клеток животных in vitro и in vivo. Клонирование взрослых животных достигается в результате переноса ядра из дифференцированной клетки в неоплодотворённую яйцеклетку, у которой удалено собственное ядро (энуклеированная яйцеклетка) с последующей пересадкой реконструированной яйцеклетки в яйцевод приёмной матери. Однако долгое время все попытки применить описанный выше метод для клонирования млекопитающих были безуспешными. Одними из первых успешное клонирование млекопитающего (домовой мыши) осуществили советские исследователи [5] в 1987 г. Они использовали метод электропорации для слияния энуклеированной зиготы и клетки эмбриона мыши с ядром.

Значительный вклад в решение этой проблемы был сделан шотландской группой исследователей из Рослинского института и компании «PPL Therapeuticus» (Шотландия) под руководством Яна Вильмута (Wilmut). В 1996 году появились их публикации по успешному рождению ягнят в результате трансплантации ядер, полученных из фибробластов плода овцы, в энуклеированные ооциты.[6] В окончательном виде проблема клонирования животных была решена группой Вильмута в 1997 г., когда родилась овца по кличке Долли — первое млекопитающее, полученное из ядра взрослой соматической клетки: собственное ядро ооцита было заменено на ядро клетки из культуры эпителиальных клеток молочной железы взрослой лактирующей овцы.[7] В дальнейшем были проведены успешные эксперименты по клонированию различных млекопитающих с использованием ядер, взятых из взрослых соматических клеток животных (мышь, коза, свинья, корова), а также взятых у мёртвых, замороженных[8] на несколько лет, животных. Появление технологии клонирования животных вызвало не только большой научный интерес, но и привлекло внимание крупного бизнеса во многих странах. Подобные работы ведутся и в России, но целенаправленной программы исследований не существует. В целом технология клонирования животных ещё находится в стадии развития. У большого числа полученных таким образом организмов наблюдаются различные патологии, приводящие к внутриутробной гибели или гибели сразу после рождения, хотя при клонировании овец в 2007 году выжил каждый 5-й эмбрион (в случае с Долли — понадобилось 277).

В 2004 году американцы начали коммерческое клонирование кошек, а в апреле 2008 года Южнокорейские таможенники приступили к дрессировке семи щенков, клонированных из соматических клеток лучшего корейского розыскного пса породы канадский лабрадор-ретривер. По мнению южнокорейских ученых, 90 % клонированных щенков будут удовлетворять требованиям для работы на таможне, тогда как лишь менее 30 % обычных щенков проходят тесты на профпригодность.[9][10]

Клонирование без использования пересадки ядер

В 2009 году была опубликована работа, в которой с помощью метода тетраплоидной комплементации впервые было показано, что индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS) могут давать полноценный организм, в том числе и его клетки зародышевого пути [11]. iPS, полученные из фибробластов кожи мышей с помощью трансформации с использованием ретровирусного вектора, в некотором проценте случаев дали здоровых взрослых мышей, которые были способны нормально размножаться. Таким образом, впервые были получены клонированные животные без примеси генетического материала яйцеклеток (при стандартной процедуре клонирования митохондриальная ДНК передается потомству от яйцеклетки реципиента).

Клонирование с целью воссоздания вымерших видов

Клонирование может быть использовано для воссоздания естественных популяций вымерших животных. Несмотря на наличие определённых проблем и трудностей, первые результаты в данном направлении уже имеются.

Клонирование испанского козерога

В Испании в 2009 г. родился клонированный детеныш вымершего подвида пиренейского горного козла букардо (Capra pyrenaica pyrenaica). Сообщение о клонировании появилось в январском номере журнала Theriogenology.

Несмотря на то, что созданный испанскими учеными клон вымершего животного прожил всего несколько минут, этот опыт уже признан первым в мире успешным экспериментом по воссозданию исчезнувшего подвида.[источник не указан 663 дня]

Данный подвид пиренейских козлов полностью исчез к 2000 году (причины вымирания точно не известны[12]). Последний представитель вида, самка по имени Селия (Celia), погибла в 2000 году. Но до того (в 1999-м г.) Хосе Фольк (Jose Folch) из Исследовательского центра сельского хозяйства и технологий Арагона (CITA) взял у Селии несколько клеток кожи с целью анализа и сохранения в жидком азоте. Этот генетический материал был использован в первой попытке клонировать вымерший подвид.

Экспериментаторы переносили ДНК букардо в яйцеклетки домашней козы, лишенные собственного генетического материала. Полученные эмбрионы подсаживали суррогатным матерям — самкам других подвидов испанского козла или гибридных видов, полученных скрещиванием домашних и диких коз. Таким образом было создано 439 эмбрионов, 57 из которых были имплантированы в суррогатные матки. Всего семь операций закончилось беременностью и только одна коза, в конце концов, родила самку букардо, умершую спустя семь минут после рождения от проблем с дыхательной системой.

Несмотря на неудачное клонирование и смерть клонированного козлёнка, многие ученые полагают, что такой подход может быть единственным способом спасения видов, стоящих на грани вымирания. Это вселяет в ученых надежду на то, что подвергающиеся опасности и недавно вымершие виды можно будет воскресить с использованием замороженных тканей. [13][14][15]

Клонирование бантенгов

В 2004 году на свет появилась пара бантенгов (диких быков, обитавших в Юго-Восточной Азии), клонированных из клеток животных, умерших более 20 лет назад. Два бантенга были клонированы из уникального «замороженного зоопарка» Сан-Диего, созданного ещё до того, как люди поняли, что клонирование вообще возможно. Произведшая клонирование американская компания Advanced Cell Technology сообщила, что в нём использовались клетки животных, которые умерли в 1980 году, не оставив потомства.

Бантенгов клонировали, перенеся их генетический материал в пустые яйцеклетки обычных домашних коров; из 16 зародышей до рождения дожили только два.[16][17]

Императорский дятел

В последний раз императорского дятла видели в Мексике в 1958 году. С тех пор орнитологи пытаются найти следы этой популяции, но безуспешно. Около десяти лет назад появились даже слухи, что птица ещё живёт на планете, но и они не подтвердились.

Однако в музеях остались чучела птицы. Научный сотрудник Дарвиновского музея Игорь Фадеев считает, что если операцию по выделению ДНК провести со всеми чучелами, которые находятся в разных странах мира, то дятла можно будет воскресить. В разных музеях мира на сегодняшний день осталось лишь десять чучел императорского дятла.

Если проект увенчается успехом, то в недалеком будущем на нашей планете, возможно, вновь появится императорский дятел. В Государственном Дарвиновском музее уверены, что последние методы молекулярной биологии позволяют выделить и воспроизвести ДНК этих птиц.[18]

Дронт

В июне 2006 года голландские учёные обнаружили на острове Маврикий хорошо сохранившиеся останки дронта — вымершей исторически недавно (в XVII веке) нелетающей птицы. Ранее наука не располагала останками птицы. Но теперь появилась определенная надежда на «воскрешение» этого представителя пернатых.[19]

Клонирование гигантских птиц

Планы по клонированию исчезнувших гигантских птиц были поставлены под сомнение в результате исследований учёных Оксфордского университета. Выделив участки ДНК из останков вымерших птиц, учёные обнаружили, что их генетический материал настолько разрушен, что современная технология не позволяет провести полноценное клонирование. Цель научных работ состояла в возрождении вымерших несколько веков назад новозеландского страуса Моа, а также Мадагаскарского эпиорниса (птицы-слона).

Образцы ДНК были взяты из фрагментов тканей, сохранившихся в музеях. Однако учёные не смогли получить достаточную по своей длине цепочку ДНК, чтобы провести клонирование. Тем не менее, некоторые учёные считают, что в ближайшие годы будет разработана технология восстановления утраченных частей ДНК путем вшивания туда «заплат» из ДНК близкородственных видов.[20]

Клонированные животные

Литература

• Шевелуха В. С., Калашникова Е. А., Дегтярёв С. В. Сельскохозяйственная биотехнология — М.: Высшая школа, 1998 — ISBN 5-06-003535-2
• Генная инженерия растений (лабораторное руководство) / Под ред. Дж. Рейпера.— М.:Мир, 1991

См. также

Примечания

1. ↑ Krens E.A., Molendijk L., Wullems G.I., Schilperoort R.A. In vitro Transformation of Plant Protoplasts with Ti-Plasmid DNA // Nature. 1982. Vol. 296. P. 72-74.
2. ↑ Интервью с владельцем питомника 'AWZ'
3. ↑ Gurdon, JB (1962) The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cells of feeding tadpoles. J Embryol Exp Morphol 10: 622-40
4. ↑ James McGrath and Davor Solter. Nuclear Transplantation in the Mouse Embryo by Microsurgery and Cell Fusion. Science, New Series, Vol. 220, No. 4603 (Jun. 17, 1983), pp. 1300—1302
5. ↑ Чайлахян Л.М., Вепринцев Б.Н., Свиридова Т.А., Никитин В.А. Электростимулируемое слияние клеток в клеточной инженерии. Биофизика, 1987, т.32, №5,с.с. 874-887
6. ↑ Campbell, K.H.S., McWhir, J., Ritchie, W.A. nad Wilmut, A. Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell line, PMID 8598906 Nature, 1996 issue 6569, pages 64-66 (англ.)
7. ↑ Wilmut, I., Schnieke, A.E., McWhir, J., Kind, A.J., Campbell, K.H.S. Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells PMID 9039911 Nature, 1997 issue 6619 pages 810—813 (англ.)
8. ↑ lenta.ru : «Можно ли сделать из мыши мамонта» по материалам Proceedings of the National Academy of Sciences
9. ↑ lenta.ru. 2008. «Южнокорейские таможенники приступили к дрессировке клонированных щенков»
10. ↑ BBC News. 2008. S Korea trains sniffer-dog clones (англ.)
11. ↑ Xiao-yang Zhao, Wei Li, Zhuo Lv,, Lei Liu, Man Tong, Tang Hai, Jie Hao, Chang-long Guo, Qing-wen Ma, Liu Wang, Fanyi Zeng, Qi Zhou. iPS cells produce viable mice through tetraploid complementation. Nature 461, (3 September 2009), 86-90
12. ↑ Capra pyrenaica
13. ↑ Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>; для сносок ufo.ck.ua не указан текст
14. ↑ Попытка учёных воскресить вымерший вид провалилась — Известия НаукиШаблон:Сайт не работает
15. ↑ 1 2 Испанцы впервые клонировали вымершее животное — Мембрана.ru
16. ↑ FederalPost. 2003. Учёные клонировали вымерших 20 лет назад бантенгов
17. ↑ Collaborative Effort Yields Endangered Species Clone
18. ↑ Российские учёные будут воскрешать вымершую птицу
19. ↑ Week Survey — Клонирование птицы Льюиса Кэрола
20. ↑ Учёным из Оксфорда не удалось клонировать вымерших птиц
21. ↑ 1 2 клонирование животных — история метода
22. ↑ BBC News. 1998. Cloned mice follow Dolly (англ.)
23. ↑ BBC News. 1998. World: Asia-Pacific Japanese scientists clone cow (англ.)
24. ↑ BBC News. 1999. Scientists clone a goat (англ.)
25. ↑ BBC News. 2002. First pet clone is a cat (англ.)
26. ↑ Медицинские новости Солвей Фарма. 2002.
27. ↑ FederalPost. 2003. Учёные клонировали вымерших 20 лет назад бантенгов
28. ↑ SciTecLibrary.ru. 2003. Клонирование мула…
29. ↑ Корреспондент.net. 2003. Американские учёные объявили о клонировании оленя
30. ↑ Утро.ru. 2004. Американцы приступили к коммерческому клонированию кошек
31. ↑ Lenta.ru. 2006. Крупнейшим научным достижением года признали клонированную собаку
32. ↑ MEMBRANA | Мисси выполнима: опальный учёный продаёт с аукциона собачье бессмертие
33. ↑ Би-би-си | Наука и техника | В Южной Корее клонировали собак-ищеек
34. ↑ Первый клонированный верблюд появился в Арабских Эмиратах
35. ↑ Membrana: На Ближнем Востоке появился первый клонированный козёл
36. ↑ Lenta.ru. 2011. Южнокорейский ученый клонировал койота

Ссылки

dikc.academic.ru

Клонирование животных и растений — Википедия РУ

Естественное клонирование животных и растений часто происходит в результате бесполого и вегетативного размножения, а также в результате амейотического партеногенеза.

Искусственное клони́рование живо́тных и расте́ний — новый вид человеческой деятельности, возникший в конце XX-го — начале XXI-го века, состоящий в воспроизведении старых и создании новых биологических организмов, связанных с изучением генома, предполагающий вмешательство в его структуру, нацеленный на решение множества практических задач (кроме научных).

Термины «клон», «клонирование» первоначально использовались в микробиологии и селекции, после — в генетике, в связи с успехами которой и вошли в общее употребление. Надо добавить, что их популяризации в значительной мере способствовали также киноискусство и литература.

Следует иметь в виду, что точное воспроизведение животного или растения как при естественном, так и при искусственном клонировании невозможно. Новый организм в любом случае будет отличаться от материнского за счет соматических мутаций, эпигенетических изменений наследственного материала, влияния окружающей среды на фенотип и случайных отклонений, возникающих в ходе онтогенеза.

В начале пути

• 1826 г. — Открытие яйцеклетки млекопитающих русским эмбриологом Карлом Бэром
• 1883 г. — Открытие сущности оплодотворения (слияния пронуклеусов) немецким цитологом Оскаром Гертвигом.
• 1943 г. — Журнал Science сообщил об успешном оплодотворении яйцеклетки «в пробирке».
• 1962 г. — Профессор зоологии Оксфордского университета Джон Гёрдон клонирует шпорцевых лягушек[3] (более доказательные опыты — в 1970 г.).
• 1978 г. — Рождение в Англии Луизы Браун, первого ребёнка «из пробирки».
• 1985 г., 4 января — в одной из клиник северного Лондона родилась девочка у миссис Коттон — первой в мире суррогатной матери (зачата не из яйцеклетки миссис Коттон).
• 1987 г. — В СССР в лаборатории Бориса Николаевича Вепринцева (Л. М. Чайлахян и др.) из клетки эмбриона клонирована мышь с использованием метода электростимулируемого слияния клеток[4].
• 1987 г. — Специалисты Университета имени Дж. Вашингтона, использовавшие специальный фермент, сумели разделить клетки человеческого зародыша и клонировать их до стадии тридцати двух клеток (бластомеров).

Клонирование амфибий (Дж. Гёрдон)

Первые успешные опыты по клонированию животных были проведены в 1960-е годы английским эмбриологом Дж. Гёрдоном (J. Gurdon) в экспериментах на шпорцевой лягушке. В этих первых опытах для пересадки использовались ядра клеток кишечника головастиков. Они были подвергнуты критике, так как в кишечнике головастиков могли сохраниться первичные половые клетки. В 1970 г удалось провести опыты, в которых замена ядра яйцеклетки на генетически помеченное ядро из соматической клетки взрослой лягушки привела к появлению головастиков и взрослых лягушек. Это показало, что техника трансплантации ядер из соматических клеток взрослых организмов в энуклеированные (лишенные ядра) ооциты позволяет получать генетические копии организма, послужившего донором ядер дифференциированных клеток. Результат эксперимента стал основанием для вывода об обратимости эмбриональной дифференцировки генома по крайней мере у земноводных.

Клонирование млекопитающих

Клонирование млекопитающих возможно с помощью экспериментальных манипуляций с яйцеклетками (ооцитами) и ядрами соматических клеток животных in vitro и in vivo. Клонирование взрослых животных достигается в результате переноса ядра из дифференцированной клетки в неоплодотворённую яйцеклетку, у которой удалено собственное ядро (энуклеированная яйцеклетка) с последующей пересадкой реконструированной яйцеклетки в яйцевод приёмной матери. Однако долгое время все попытки применить описанный выше метод для клонирования млекопитающих были безуспешными. Одними из первых успешное клонирование млекопитающего (домовой мыши) осуществили советские исследователи[5] в 1987 г. Они использовали метод электропорации для слияния энуклеированной зиготы и клетки эмбриона мыши с ядром.

Значительный вклад в решение этой проблемы был сделан шотландской группой исследователей из Рослинского института и компании «PPL Therapeuticus» (Шотландия) под руководством Яна Вильмута (Wilmut). В 1996 году появились их публикации по успешному рождению ягнят в результате трансплантации ядер, полученных из фибробластов плода овцы, в энуклеированные ооциты.[6] В окончательном виде проблема клонирования животных была решена группой Вильмута в 1996 г., когда родилась овца по кличке Долли — первое млекопитающее, полученное из ядра взрослой соматической клетки: собственное ядро ооцита было заменено на ядро клетки из культуры эпителиальных клеток молочной железы взрослой лактирующей овцы.[7] В дальнейшем были проведены успешные эксперименты по клонированию различных млекопитающих с использованием ядер, взятых из взрослых соматических клеток животных (мышь, коза, свинья, корова), а также взятых у мёртвых, замороженных[8] на несколько лет, животных. Появление технологии клонирования животных вызвало не только большой научный интерес, но и привлекло внимание крупного бизнеса во многих странах. Подобные работы ведутся и в России, но целенаправленной программы исследований не существует. В целом технология клонирования животных ещё находится в стадии развития. У большого числа полученных таким образом организмов наблюдаются различные патологии, приводящие к внутриутробной гибели или гибели сразу после рождения, хотя при клонировании овец в 2007 году выжил каждый 5-й эмбрион (в случае с Долли — понадобилось 277).

В 2004 году американцы начали коммерческое клонирование кошек, а в апреле 2008 года Южнокорейские таможенники приступили к дрессировке семи щенков, клонированных из соматических клеток лучшего корейского розыскного пса породы канадский лабрадор-ретривер. По мнению южнокорейских ученых, 90 % клонированных щенков будут удовлетворять требованиям для работы на таможне, тогда как лишь менее 30 % обычных щенков проходят тесты на профпригодность.[9][10]

В Китае фирмой BGI уже производится в промышленных масштабах клонирование животных для медицинских исследований [11]. Предполагается, что подобная методика в будущем будет использована для выращивания в свиньях запасных органов для трансплантации человеку.

Клонирование может быть использовано для воссоздания естественных популяций вымерших животных. Несмотря на наличие определённых проблем и трудностей, первые результаты в данном направлении уже имеются.

Клонирование испанского козерога

В Испании в 2009 г. родился клонированный детеныш вымершего подвида пиренейского горного козла букардо (Capra pyrenaica pyrenaica). Сообщение о клонировании появилось в январском номере журнала Theriogenology.

Данный подвид пиренейских козлов полностью исчез к 2000 году (причины вымирания точно не известны[13]). Последний представитель вида, самка по имени Селия (Celia), погибла в 2000 году. Но до того (в 1999-м г.) Хосе Фольк (Jose Folch) из Исследовательского центра сельского хозяйства и технологий Арагона (CITA) взял у Селии несколько клеток кожи с целью анализа и сохранения в жидком азоте. Этот генетический материал был использован в первой попытке клонировать вымерший подвид.

Экспериментаторы переносили ДНК букардо в яйцеклетки домашней козы, лишенные собственного генетического материала. Полученные эмбрионы подсаживали суррогатным матерям — самкам других подвидов испанского козла или гибридных видов, полученных скрещиванием домашних и диких коз. Таким образом было создано 439 эмбрионов, 57 из которых были имплантированы в суррогатные матки. Всего семь операций закончилось беременностью и только одна коза, в конце концов, родила самку букардо, умершую спустя семь минут после рождения от проблем с дыхательной системой.

Несмотря на неудачное клонирование и смерть клонированного козлёнка, многие ученые полагают, что такой подход может быть единственным способом спасения видов, стоящих на грани вымирания. Это вселяет в ученых надежду на то, что подвергающиеся опасности и недавно вымершие виды можно будет воскресить с использованием замороженных тканей.[14][15]

Клонирование бантенгов

В 2004 году на свет появилась пара бантенгов (диких быков, обитавших в Юго-Восточной Азии), клонированных из клеток животных, умерших более 20 лет назад. Два бантенга были клонированы из уникального «замороженного зоопарка» Сан-Диего, созданного ещё до того, как люди поняли, что клонирование вообще возможно. Произведшая клонирование американская компания Advanced Cell Technology сообщила, что в нём использовались клетки животных, которые умерли в 1980 году, не оставив потомства.

Бантенгов клонировали, перенеся их генетический материал в пустые яйцеклетки обычных домашних коров; из 16 зародышей до рождения дожили только два.[16][17]

Императорский дятел

В последний раз императорского дятла видели в Мексике в 1958 году. С тех пор орнитологи пытаются найти следы этой популяции, но безуспешно. Около десяти лет назад появились даже слухи, что птица ещё живёт на планете, но и они не подтвердились.

Однако в музеях остались чучела птицы. Научный сотрудник Дарвиновского музея Игорь Фадеев считает, что если операцию по выделению ДНК провести со всеми чучелами, которые находятся в разных странах мира, то дятла можно будет воскресить. В разных музеях мира на сегодняшний день осталось лишь десять чучел императорского дятла.

Если проект увенчается успехом, то в недалеком будущем на нашей планете, возможно, вновь появится императорский дятел. В Государственном Дарвиновском музее уверены, что последние методы молекулярной биологии позволяют выделить и воспроизвести ДНК этих птиц.[18]

Дронт

В июне 2006 года голландские учёные обнаружили на острове Маврикий хорошо сохранившиеся останки дронта — вымершей исторически недавно (в XVII веке) нелетающей птицы. Ранее наука не располагала останками птицы. Но теперь появилась определенная надежда на «воскрешение» этого представителя пернатых.[19]

Клонирование гигантских птиц

Планы по клонированию исчезнувших гигантских птиц были поставлены под сомнение в результате исследований учёных Оксфордского университета. Выделив участки ДНК из останков вымерших птиц, учёные обнаружили, что их генетический материал настолько разрушен, что современная технология не позволяет провести полноценное клонирование. Цель научных работ состояла в возрождении вымерших несколько веков назад новозеландского страуса моа, а также мадагаскарского эпиорниса (птицы-слона).

Образцы ДНК были взяты из фрагментов тканей, сохранившихся в музеях. Однако учёные не смогли получить достаточную по своей длине цепочку ДНК, чтобы провести клонирование. Тем не менее, некоторые учёные считают, что в ближайшие годы будет разработана технология восстановления утраченных частей ДНК путём вшивания туда «заплат» из ДНК близкородственных видов.[20].

Позже исследовательская группа Майкла Бьюнса (Michael Bunce) из университета Мердока (Австралия) разработала эффективный метод извлечения ДНК из скорлупы ископаемых яиц, показавший свою эффективность на скорлупе яиц моа и эпиорниса возрастом до 19,000 лет включительно, что делает планы по клонированию гигантских ископаемых птиц более реалистичными.[21][22]

Клонирование мамонта

Лаборатория Джорджа Черча (George Church) из Гарвардского университета (США) в середине октября 2014 года объявила о начале проекта по «воскрешению» мамонтов. Шансы на воскрешение мамонтов появились благодаря появлению в 2012 году революционной технологии «перезаписи» генома CRISPR/CAS, которая позволяет точечным образом менять и удалять произвольные гены в ДНК млекопитающих. Используя эту методику, Черч и его коллеги смогли успешно вставить в геном клеток кожи слона гены, предположительно отвечающие за типичные признаки мамонта — маленькие уши, толстый слой подкожного жира, длинную шерсть и бурый цвет. Клетки пережили эту трансформацию и сейчас ученые думают над тем, как их можно превратить в настоящую кожную ткань[23].

В марте 2015 года было объявлено, что американские генетики впервые смогли успешно пересадить часть генов мамонта, извлеченных из фрагментов ДНК гигантов ледникового периода, в геном клетки обычного африканского слона и размножить их. Таким образом, генетики совершили первый шаг на пути к воскрешению мамонта или к созданию мамонтоподобного слона. (См. также раздел Возможности клонирования вымерших животных статьи Плейстоценовый парк).

В мае 2015 года в журнале «Current Biology» была опубликована статья о расшифровке генома двух мамонтов[24]. Возможно, новые данные найдут применение при клонировании мамонтов, но пока специалисты не смогут обойтись без яйцеклеток современных слонов[25].

http-wikipediya.ru

Клонирование животных и растений

Клони́рование (англ. cloning от греч. κλων — «веточка, побег, отпрыск») — в самом общем значении — точное воспроизведение какого-либо обьекта любое требуемое количество раз. Объекты, полученные в результате клонирования называются клоном. Причём как каждый по отдельности, так и весь ряд.

Клони́рование живо́тных и расте́ний — новый вид человеческой деятельности, возникший в конце 20-го начале 21-го века, состоящий в воспроизведении старых и создании новых биологических организмов, связанных с открытием генома, предполагающий вмешательство в его структуру, нацеленный (кроме научных) на решение множества практических задач, но и вызывающий в обществе не меньшее число вопросов и недоумений.

Термины клон, клонирование первоначально использовался в микробиологии и селекции, после — в генетике, в связи с успехами которой и вошли в общее употребление. Надо добавить, что их популяризации в значительной мере способствовали также киноискусство и литература.

См. Клонирование (биотехнология)

Значение

Создать животных и растения с заданными качествами всегда было чем-то черезвычайно заманчивым потому, что это означало создать организмы уникальнейшие и нужнейшие, устойчивых к болезням, климатическим условиям, дающим достаточный приплод, необходимое количество мяса, молока, плодов, овощей и прочих продуктов.

Использование технологии клонирования предполагает уникальную возможность получать фенотипически и генетически идентичные организмы, которые могут быть использованы для решения различных теоретических и прикладных задач, стоящих перед биомедициной и сельским хозяйством. В частности, использование клонирования могло бы способствовать изучению проблемы тотипотентности диффренциированных клеток, развития и старения организмов, злокачественного перерождения клеток.

Благодаря технологии клонирования предполагается появление ускоренной генетической селекции и тиражирования животных с исключительными производственными показателями. В сочетании с трансгенозом клонирование животных открывает дополнительные возможности для производства ценных биологически активных белков для лечения различных заболеваний животных и человека.

Клонирование животных возможно позволит проводить испытания медицинских препаратов на идентичных организмах.

Предыстория

В начале пути

• 1883 — Открытие яйцеклетки немецким цитологом Оскаром Гертвигом.
• 1943 — Журнал Science сообщил об успешном оплодотворении яйцеклетки «в пробирке».
• 1977 — Профессор зоологии Оксфордского университета Дж. Гердон клонирует более полусотни лягушек.
• 1978 — Рождение в Англии Луизы Браун, первого ребенка «из пробирки».
• 1985 — 4 января в одной из клиник северного Лондона родилась девочка у миссис Коттон — первой в мире суррогатной матери (зачата не из яйцеклетки миссис Коттон).
• 1987 — Специалисты Университета имени Дж. Вашингтона, использовавшие специальный фермент, сумели разделить клетки человеческого зародыша и клонировать их до стадии тридцати двух клеток (бластов, бластомеров).

Дж. Гордон

Первые успешные опыты по клонированию животных были проведены в середине 1970-х годов английским эмбриологом Дж. Гордоном (J. Gordon) в экспериментах на амфибиях, когда замена ядра яйцеклетки на ядро из соматической клетки взрослой лягушки привела к появлению головастика. Это показало, что техника трансплантации ядер из соматических клеток взрослых организмов в энуклеированные ооциты позволяет получать генетические копии организма, послужившего донором ядер дифференциированных клеток. Результат эксперимента стал основанием для вывода об обратимости эмбриональной дифференцировки генома по крайней мере у земноводных.

Наибольший успех

Клонирование животных возможно с помощью экспериментальных манипуляций с яйцеклетками (ооцитами) и ядрами соматических клеток животных in vitro и in vivo подобно тому, как в природе появляются однояйцевые близнецы. Клонирование животных достигается в результате переноса ядра из дифференцированной клетки в неоплодотворённую яйцеклетку, у которой удалено собственное ядро (энуклеированная яйцеклетка) с последующей пересадкой реконструированной яйцеклетки в яйцевод приёмной матери.

Однако долгое время все попытки применить описанный выше метод для клонирования млекопитающих были безуспешными.

Значительный вклад в решение этой проблемы был сделан шотландской группой исследователей из Рослинского института и компании «PPL Therapeuticus» (Шотландия) под руководством Яна Вильмута (Wilmut). В 1996 году появились их публикации по успешному рождению ягнят в результате трансплантации ядер, полученных из фибробластов плода овцы, в энуклеированные ооциты. [1]

В окончательном виде проблема клонирования животных была решена группой Вильмута в 1997, когда родилась овца по кличке Долли — первое млекопитающее, полученное из ядра взрослой соматической клетки: собственное ядро ооцита было заменено на ядро клетки из культуры эпителиальных клеток молочной железы взрослой лактирующей овцы. [2]

В дальнейшем были проведены успешные эксперименты по клонированию различных млекопитающих с использованием ядер, взятых из взрослых соматических клеток животных (мышь, коза, свинья, корова).

Появление технологии клонирования животных вызвало не только большой научный интерес, но и привлекло внимание крупного бизнеса во многих странах. Подобные работы ведутся и в России, но целенаправленной программы исследований не существует. В целом технология клонирования животных ещё находится в стадия развития. У большого числа полученных таким образом организмов наблюдаются различные патологии, приводящие к внутриутробной гибели или гибели сразу после рождения.

Клонированные животные.

Литература

См. также

Клонирование (биотехнология).

Клонирование человека.

Ссылки

1. ↑ Campbell, K.H.S., McWhir, J., Ritchie, W.A. nad Wilmut, A. Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell line, PMID 8598906 Nature, 1996 issue 6569, pages 64-66(англ.)
2. ↑ Wilmut, I., Schnieke, A.E., McWhir, J., Kind, A.J., Campbell, K.H.S. Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells PMID 9039911 Nature, 1997 issue 6619 pages 810—813(англ.)
3. ↑ BBC News. 1998. Cloned mice follow Dolly(англ.)
4. ↑ BBC News. 1998. World: Asia-Pacific Japanese scientists clone cow (англ.)
5. ↑ BBC News. 1999. Scientists clone a goat(англ.)
6. ↑ BBC News. 2002. First pet clone is a cat(англ.)
7. ↑ Медицинские новости Солвей Фарма. 2002.
8. ↑ FederalPost. 2003. Ученые клонировали вымерших 20 лет назад бантенгов
9. ↑ SciTecLibrary.ru. 2003. Клонирование мула…
10. ↑ Корреспондент.net. 2003. Американские ученые объявили о клонировании оленя
11. ↑ Утро.ru. 2004. Американцы приступили к коммерческому клонированию кошек
12. ↑ Lenta.ru. 2006. Крупнейшим научным достижением года признали клонированную собаку

mediaknowledge.ru

о клонировании растений по-простому - Правильная дача

Клонирование растений — о меристемном размножении растений (микроклонировании) простым и доступным языком

В последнее время садоводам и огородникам все чаще приходится встречаться с терминами «меристемные растения», «растения из пробирки», «микроклоноривание» и т.п.

Многие не только не понимают значение подобных терминов, но и боятся приобретать растения и посадочный материал, полученный подобными способами, хотя их опасения часто беспочвенны.

Сразу хотелось бы отметить, что речь в данной статье пойдет исключительно о растениях и все описанные методы применимы только к растительному миру!

Что же такое клонирование растений?

Известно 2 способа размножения растений – семенной и вегетативный (черенками, прививками, отводками и т.д.). Семенной способ размножения обеспечивает биологическое разнообразие за счет случайной комбинации генов, а вегетативный позволяет сохранить и передать индивидуальные особенности размножаемого растения и получить точную генетическую копию, т.е. клон.

Практически каждый человек, даже не задумываясь над тем, что делает, хотя бы раз в жизни занимался клонированием растений, когда размножал листовым черенком фиалку, стеблевыми черенками или отводками смородину, розы и многие другие культуры. Чтобы сохранить все качества сорта человек размножает растения вегетативно, получая все новые генетические копии материнского растения. Многочисленные копии растений одно и того же сорта растут в садах в различных уголках страны.

Но количество растений, которое можно получить, например черенкованием или прививкой ограничено несколькими десятками или сотнями экземпляров. В то же время, чтобы удовлетворить потребности сельского хозяйства и получить в сжатые сроки большое количество растений определенного сорта или быстро размножить новый гибрид прибегают к современным методам, таким как микроклонирование растений. Проще говоря, микроклонирование – это то же вегетативное размножение, но на микроуровне в условиях лаборатории.

В качестве исходного материала для размножения могут использоваться меристемы, кусочки ткани взрослого растения или незрелые зародыши, полученные из семян. Но зачастую именно меристемы являются исходным материалом для микроклонирования.

Как получают меристемные растения?

Меристема происходит от греческого слова meristos — делимый. Меристемы растений сохраняют способность к делению, обеспечивают рост растения, дают начало новым клеткам и тканям, помогают в заживлении ран.

Существует несколько видов меристем, но для размножения in vitro (в пробирке) чаще всего используют верхушечные (апикальные) или боковые меристемы.

Меристема извлекается из растения в стерильных условиях и помещается в пробирку с питательной средой, которая содержит все необходимые микро-, макроэлементы и витамины, необходимые для роста растения. Клетки апикальной меристемы делятся, формируя побег.

Впоследствии полученный побег можно снова разделить на несколько частей, так чтобы каждая часть несла меристему, способную сформировать новый побег. Подобный цикл может продолжаться до бесконечности или пока не будет получено необходимое количество побегов. Теоретически из одной почки за год можно получить несколько десятков миллионов клонов, что невозможно при классических способах вегетативного размножения.

Полученные побеги помещают на специальную среду, чтобы стимулировать образование корней. Укорененные растения высаживают из пробирки в торфотаблетки или горшочки с почвосмесью и адаптируют к условиям открытого грунта в специальных гринхаузах, где поддерживается очень высокая влажность воздуха благодаря туманообразующим установкам.

Через несколько месяцев молодое растение может быть высажено в открытый грунт или в тепличку.

Видео: Клонирование (микроклонирование) растений

Преимущества и недостатки меристемных растений

Одно из главных преимуществ данного метода размножения – это возможность получить здоровое растение, которое будет полностью соответствовать сорту. При размножении растений черенками или прививками от материнского растения берется слишком большой фрагмент, который несет в себе не только характеристики сорта, но и болезни, которыми возможно заражено растений. При меристемной культуре берется микроскопический фрагмент активно делящихся клеток, которые зачастую делятся гораздо быстрее, чем успевают поражаться инфекцией (вирусами, бактериями и т.д.). Эту особенность используют для сохранения наиболее ценных сортов, очистки от инфекций и последующего размножения. Именно с помощью данных методов были очищены от вирусов и размножены многочисленные сорта плодовых (черешня, яблоня), ягодных (земляника) и овощных культур.

Также к достоинствам метода следует отнести возможность получить за сравнительно короткий срок практически неограниченное число растений заданного сорта. Теоретически из одной почки можно за один год получить миллионы растений, что вполне может удовлетворить все потребность сельского хозяйства и других отраслей.

К недостаткам следует отнести недоступность данного метода для обычных садоводов и огородников, а также сложность адаптации меристемных растений вне специальных условий. Миниатюрные растения в пробирках или в колбах все чаще можно встретить в продаже на выставках и некоторые энтузиасты решаются на покупку. Многих постигает разочарование, поскольку они не в состоянии обеспечить растениям необходимые условия для адаптации, а свои неудачи ошибочно списывают на «слабость» и «нежность» клонированных растений. В то же время, если правильно провести адаптацию меристемных растений, можно получить здоровый элитный посадочный материал.

✿ Важные дополнения к этому материалу:

dacha5.ru

Клонирование животных и растений - это... Что такое Клонирование животных и растений?

Клони́рование (англ. cloning от др.-греч. κλών — «веточка, побег, отпрыск») — в самом общем значении — точное воспроизведение какого-либо объекта любое требуемое количество раз. Объекты, полученные в результате клонирования (каждый по отдельности и вся их совокупность) называются клоном.

Основные сведения

Естественное клонирование животных и растений часто происходит в результате бесполого и вегетативного размножения, а также в результате амейотического партеногенеза.

Искусственное клони́рование живо́тных и расте́ний — новый вид человеческой деятельности, возникший в конце XX-го начале XXI-го века, состоящий в воспроизведении старых и создании новых биологических организмов, связанных с изучением генома, предполагающий вмешательство в его структуру, нацеленный (кроме научных) на решение множества практических задач.

Термины клон, клонирование первоначально использовались в микробиологии и селекции, после — в генетике, в связи с успехами которой и вошли в общее употребление. Надо добавить, что их популяризации в значительной мере способствовали также киноискусство и литература.

Следует иметь в виду, что точное воспроизведение животного или растения как при естественном, так и при искусственном клонировании невозможно.

Значение

Создать животных и растения с заданными качествами всегда было чем-то чрезвычайно заманчивым потому, что это означало создать организмы уникальнейшие и нужнейшие, устойчивые к болезням, климатическим условиям, дающие достаточный приплод, необходимое количество мяса, молока, плодов, овощей и прочих продуктов. Использование технологии клонирования предполагает уникальную возможность получать фенотипически и генетически идентичные организмы, которые могут быть использованы для решения различных теоретических и прикладных задач, стоящих перед биомедициной и сельским хозяйством. В частности, использование клонирования могло бы способствовать изучению проблемы тотипотентности дифференциированных клеток, развития и старения организмов, злокачественного перерождения клеток. Благодаря технологии клонирования предполагается появление ускоренной генетической селекции и тиражирования животных с исключительными производственными показателями. В сочетании с трансгенозом клонирование животных открывает дополнительные возможности для производства ценных биологически активных белков для лечения различных заболеваний животных и человека. Клонирование животных возможно позволит проводить испытания медицинских препаратов на идентичных организмах.

Клонирование растений

Клонирование растений (более общеупотребимы термины культуры тканей in vitro, клональное микроразмножение растений) осуществляется путем регенерации целого растения из каллуса путем изменения пропорционального соотношений цитокининов и ауксинов в питательной среде. Для получения первичного каллуса можно использовать любые клетки и ткани растения (кроме находящихся в премортальном состоянии) ввиду того, что клетки растений способны к дедифференциации при определенных концентрациях фитогормонов в питательной среде. Но чаще используют для этой цели клетки меристемы ввиду их малой степени дифференциации. В питательную среду для каллусообразования обязательно входят ауксин (для дедифференциации клеток) и цитокинин (для индукции клеточных делений). после получения каллусной культуры каллус можно разделить и каждую часть использовать для регенерации целых растений. Так как каллус является бесформенной недифференцированной клеточной массой, то для регенерации растения необходимо индуцировать морфогенез путем изменения концентраций фитогормонов в среде. Клонирование растений позволяет получать безвирусный посадочный материал (при использовании апикальной меристемы как источника клеток), быстрого размножения растений в больших масштабах (в том числе редких и исчезающих), клонирование из пыльников и последующее восстановление диплоидности позволяет получить гомозиготные по всем генам растения, которые можно использовать в дальнейшей селекции. Также можно культивировать на искусственных питательных средах протопласты растений, из которых в некоторых случаях можно регенерировать целые растения (протопласты удобны для трансгенеза ввиду отсутствия у них клеточной стенки и возможности слияния с другими клетками [1]).

В случае с орхидеями конкретному растению, культивару, может быть дано неформальное название – имя клона, но в том случае, если эта орхидея имеет превосходные качества для данного вида (или гибрида)[2]. Пример: × Laeliocattleya Hsin Buu Lady 'Red Beauty'.

Предыстория

В начале пути

• 1826 г. — Открытие яйцеклетки млекопитающих русским эмбриологом Карлом Бэром
• 1883 г. — Открытие сущности оплодотворения (слияния пронуклеусов) немецким цитологом Оскаром Гертвигом.
• 1943 г. — Журнал Science сообщил об успешном оплодотворении яйцеклетки «в пробирке».
• 1962 г. — Профессор зоологии Оксфордского университета Джон Гордон клонирует шпорцевых лягушек[3] (более доказательные опыты — в 1970 г.).
• 1978 г. — Рождение в Англии Луизы Браун, первого ребёнка «из пробирки».
• 1983 г. — из клеток эмбриона клонирована мышь[4]
• 1987 г. — В СССР в лаборатории Бориса Николаевича Вепринцева (Л. М. Чайлахян и др.) из клетки эмбриона клонирована мышь с использованием метода электростимулируемого слияния клеток.
• 1985 г., 4 января — в одной из клиник северного Лондона родилась девочка у миссис Коттон — первой в мире суррогатной матери (зачата не из яйцеклетки миссис Коттон).
• 1987 г. — Специалисты Университета имени Дж. Вашингтона, использовавшие специальный фермент, сумели разделить клетки человеческого зародыша и клонировать их до стадии тридцати двух клеток (бластомеров).

Клонирование амфибий (Дж. Гёрдон)

Первые успешные опыты по клонированию животных были проведены в 1960-е годы английским эмбриологом Дж. Гёрдоном (J. Gurdon) в экспериментах на шпорцевой лягушке. В этих первых опытах для пересадки использовались ядра клеток кишечника головастиков. Они были подвергнуты критике, так как в кишечнике головастиков могли сохраниться первичные половые клетки. В 1970 г удалось провести опыты, в которых замена ядра яйцеклетки на генетически помеченное ядро из соматической клетки взрослой лягушки привела к появлению головастиков и взрослых лягушек. Это показало, что техника трансплантации ядер из соматических клеток взрослых организмов в энуклеированные (лишенные ядра) ооциты позволяет получать генетические копии организма, послужившего донором ядер дифференциированных клеток. Результат эксперимента стал основанием для вывода об обратимости эмбриональной дифференцировки генома по крайней мере у земноводных.

Клонирование млекопитающих

Клонирование млекопитающих возможно с помощью экспериментальных манипуляций с яйцеклетками (ооцитами) и ядрами соматических клеток животных in vitro и in vivo. Клонирование взрослых животных достигается в результате переноса ядра из дифференцированной клетки в неоплодотворённую яйцеклетку, у которой удалено собственное ядро (энуклеированная яйцеклетка) с последующей пересадкой реконструированной яйцеклетки в яйцевод приёмной матери. Однако долгое время все попытки применить описанный выше метод для клонирования млекопитающих были безуспешными. Одними из первых успешное клонирование млекопитающего (домовой мыши) осуществили советские исследователи [5] в 1987 г. Они использовали метод электропорации для слияния энуклеированной зиготы и клетки эмбриона мыши с ядром.

Значительный вклад в решение этой проблемы был сделан шотландской группой исследователей из Рослинского института и компании «PPL Therapeuticus» (Шотландия) под руководством Яна Вильмута (Wilmut). В 1996 году появились их публикации по успешному рождению ягнят в результате трансплантации ядер, полученных из фибробластов плода овцы, в энуклеированные ооциты.[6] В окончательном виде проблема клонирования животных была решена группой Вильмута в 1997 г., когда родилась овца по кличке Долли — первое млекопитающее, полученное из ядра взрослой соматической клетки: собственное ядро ооцита было заменено на ядро клетки из культуры эпителиальных клеток молочной железы взрослой лактирующей овцы.[7] В дальнейшем были проведены успешные эксперименты по клонированию различных млекопитающих с использованием ядер, взятых из взрослых соматических клеток животных (мышь, коза, свинья, корова), а также взятых у мёртвых, замороженных[8] на несколько лет, животных. Появление технологии клонирования животных вызвало не только большой научный интерес, но и привлекло внимание крупного бизнеса во многих странах. Подобные работы ведутся и в России, но целенаправленной программы исследований не существует. В целом технология клонирования животных ещё находится в стадии развития. У большого числа полученных таким образом организмов наблюдаются различные патологии, приводящие к внутриутробной гибели или гибели сразу после рождения, хотя при клонировании овец в 2007 году выжил каждый 5-й эмбрион (в случае с Долли — понадобилось 277).

В 2004 году американцы начали коммерческое клонирование кошек, а в апреле 2008 года Южнокорейские таможенники приступили к дрессировке семи щенков, клонированных из соматических клеток лучшего корейского розыскного пса породы канадский лабрадор-ретривер. По мнению южнокорейских ученых, 90 % клонированных щенков будут удовлетворять требованиям для работы на таможне, тогда как лишь менее 30 % обычных щенков проходят тесты на профпригодность.[9][10]

Клонирование без использования пересадки ядер

В 2009 году была опубликована работа, в которой с помощью метода тетраплоидной комплементации впервые было показано, что индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS) могут давать полноценный организм, в том числе и его клетки зародышевого пути [11]. iPS, полученные из фибробластов кожи мышей с помощью трансформации с использованием ретровирусного вектора, в некотором проценте случаев дали здоровых взрослых мышей, которые были способны нормально размножаться. Таким образом, впервые были получены клонированные животные без примеси генетического материала яйцеклеток (при стандартной процедуре клонирования митохондриальная ДНК передается потомству от яйцеклетки реципиента).

Клонирование с целью воссоздания вымерших видов

Клонирование может быть использовано для воссоздания естественных популяций вымерших животных. Несмотря на наличие определённых проблем и трудностей, первые результаты в данном направлении уже имеются.

Клонирование испанского козерога

В Испании в 2009 г. родился клонированный детеныш вымершего подвида пиренейского горного козла букардо (Capra pyrenaica pyrenaica). Сообщение о клонировании появилось в январском номере журнала Theriogenology.

Несмотря на то, что созданный испанскими учеными клон вымершего животного прожил всего несколько минут, этот опыт уже признан первым в мире успешным экспериментом по воссозданию исчезнувшего подвида.[источник не указан 663 дня]

Данный подвид пиренейских козлов полностью исчез к 2000 году (причины вымирания точно не известны[12]). Последний представитель вида, самка по имени Селия (Celia), погибла в 2000 году. Но до того (в 1999-м г.) Хосе Фольк (Jose Folch) из Исследовательского центра сельского хозяйства и технологий Арагона (CITA) взял у Селии несколько клеток кожи с целью анализа и сохранения в жидком азоте. Этот генетический материал был использован в первой попытке клонировать вымерший подвид.

Экспериментаторы переносили ДНК букардо в яйцеклетки домашней козы, лишенные собственного генетического материала. Полученные эмбрионы подсаживали суррогатным матерям — самкам других подвидов испанского козла или гибридных видов, полученных скрещиванием домашних и диких коз. Таким образом было создано 439 эмбрионов, 57 из которых были имплантированы в суррогатные матки. Всего семь операций закончилось беременностью и только одна коза, в конце концов, родила самку букардо, умершую спустя семь минут после рождения от проблем с дыхательной системой.

Несмотря на неудачное клонирование и смерть клонированного козлёнка, многие ученые полагают, что такой подход может быть единственным способом спасения видов, стоящих на грани вымирания. Это вселяет в ученых надежду на то, что подвергающиеся опасности и недавно вымершие виды можно будет воскресить с использованием замороженных тканей. [13][14][15]

Клонирование бантенгов

В 2004 году на свет появилась пара бантенгов (диких быков, обитавших в Юго-Восточной Азии), клонированных из клеток животных, умерших более 20 лет назад. Два бантенга были клонированы из уникального «замороженного зоопарка» Сан-Диего, созданного ещё до того, как люди поняли, что клонирование вообще возможно. Произведшая клонирование американская компания Advanced Cell Technology сообщила, что в нём использовались клетки животных, которые умерли в 1980 году, не оставив потомства.

Бантенгов клонировали, перенеся их генетический материал в пустые яйцеклетки обычных домашних коров; из 16 зародышей до рождения дожили только два.[16][17]

Императорский дятел

В последний раз императорского дятла видели в Мексике в 1958 году. С тех пор орнитологи пытаются найти следы этой популяции, но безуспешно. Около десяти лет назад появились даже слухи, что птица ещё живёт на планете, но и они не подтвердились.

Однако в музеях остались чучела птицы. Научный сотрудник Дарвиновского музея Игорь Фадеев считает, что если операцию по выделению ДНК провести со всеми чучелами, которые находятся в разных странах мира, то дятла можно будет воскресить. В разных музеях мира на сегодняшний день осталось лишь десять чучел императорского дятла.

Если проект увенчается успехом, то в недалеком будущем на нашей планете, возможно, вновь появится императорский дятел. В Государственном Дарвиновском музее уверены, что последние методы молекулярной биологии позволяют выделить и воспроизвести ДНК этих птиц.[18]

Дронт

В июне 2006 года голландские учёные обнаружили на острове Маврикий хорошо сохранившиеся останки дронта — вымершей исторически недавно (в XVII веке) нелетающей птицы. Ранее наука не располагала останками птицы. Но теперь появилась определенная надежда на «воскрешение» этого представителя пернатых.[19]

Клонирование гигантских птиц

Планы по клонированию исчезнувших гигантских птиц были поставлены под сомнение в результате исследований учёных Оксфордского университета. Выделив участки ДНК из останков вымерших птиц, учёные обнаружили, что их генетический материал настолько разрушен, что современная технология не позволяет провести полноценное клонирование. Цель научных работ состояла в возрождении вымерших несколько веков назад новозеландского страуса Моа, а также Мадагаскарского эпиорниса (птицы-слона).

Образцы ДНК были взяты из фрагментов тканей, сохранившихся в музеях. Однако учёные не смогли получить достаточную по своей длине цепочку ДНК, чтобы провести клонирование. Тем не менее, некоторые учёные считают, что в ближайшие годы будет разработана технология восстановления утраченных частей ДНК путем вшивания туда «заплат» из ДНК близкородственных видов.[20]

Клонированные животные

Литература

• Шевелуха В. С., Калашникова Е. А., Дегтярёв С. В. Сельскохозяйственная биотехнология — М.: Высшая школа, 1998 — ISBN 5-06-003535-2
• Генная инженерия растений (лабораторное руководство) / Под ред. Дж. Рейпера.— М.:Мир, 1991

См. также

Примечания

1. ↑ Krens E.A., Molendijk L., Wullems G.I., Schilperoort R.A. In vitro Transformation of Plant Protoplasts with Ti-Plasmid DNA // Nature. 1982. Vol. 296. P. 72-74.
2. ↑ Интервью с владельцем питомника 'AWZ'
3. ↑ Gurdon, JB (1962) The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cells of feeding tadpoles. J Embryol Exp Morphol 10: 622-40
4. ↑ James McGrath and Davor Solter. Nuclear Transplantation in the Mouse Embryo by Microsurgery and Cell Fusion. Science, New Series, Vol. 220, No. 4603 (Jun. 17, 1983), pp. 1300—1302
5. ↑ Чайлахян Л.М., Вепринцев Б.Н., Свиридова Т.А., Никитин В.А. Электростимулируемое слияние клеток в клеточной инженерии. Биофизика, 1987, т.32, №5,с.с. 874-887
6. ↑ Campbell, K.H.S., McWhir, J., Ritchie, W.A. nad Wilmut, A. Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell line, PMID 8598906 Nature, 1996 issue 6569, pages 64-66 (англ.)
7. ↑ Wilmut, I., Schnieke, A.E., McWhir, J., Kind, A.J., Campbell, K.H.S. Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells PMID 9039911 Nature, 1997 issue 6619 pages 810—813 (англ.)
8. ↑ lenta.ru : «Можно ли сделать из мыши мамонта» по материалам Proceedings of the National Academy of Sciences
9. ↑ lenta.ru. 2008. «Южнокорейские таможенники приступили к дрессировке клонированных щенков»
10. ↑ BBC News. 2008. S Korea trains sniffer-dog clones (англ.)
11. ↑ Xiao-yang Zhao, Wei Li, Zhuo Lv,, Lei Liu, Man Tong, Tang Hai, Jie Hao, Chang-long Guo, Qing-wen Ma, Liu Wang, Fanyi Zeng, Qi Zhou. iPS cells produce viable mice through tetraploid complementation. Nature 461, (3 September 2009), 86-90
12. ↑ Capra pyrenaica
13. ↑ Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>; для сносок ufo.ck.ua не указан текст
14. ↑ Попытка учёных воскресить вымерший вид провалилась — Известия НаукиШаблон:Сайт не работает
15. ↑ 1 2 Испанцы впервые клонировали вымершее животное — Мембрана.ru
16. ↑ FederalPost. 2003. Учёные клонировали вымерших 20 лет назад бантенгов
17. ↑ Collaborative Effort Yields Endangered Species Clone
18. ↑ Российские учёные будут воскрешать вымершую птицу
19. ↑ Week Survey — Клонирование птицы Льюиса Кэрола
20. ↑ Учёным из Оксфорда не удалось клонировать вымерших птиц
21. ↑ 1 2 клонирование животных — история метода
22. ↑ BBC News. 1998. Cloned mice follow Dolly (англ.)
23. ↑ BBC News. 1998. World: Asia-Pacific Japanese scientists clone cow (англ.)
24. ↑ BBC News. 1999. Scientists clone a goat (англ.)
25. ↑ BBC News. 2002. First pet clone is a cat (англ.)
26. ↑ Медицинские новости Солвей Фарма. 2002.
27. ↑ FederalPost. 2003. Учёные клонировали вымерших 20 лет назад бантенгов
28. ↑ SciTecLibrary.ru. 2003. Клонирование мула…
29. ↑ Корреспондент.net. 2003. Американские учёные объявили о клонировании оленя
30. ↑ Утро.ru. 2004. Американцы приступили к коммерческому клонированию кошек
31. ↑ Lenta.ru. 2006. Крупнейшим научным достижением года признали клонированную собаку
32. ↑ MEMBRANA | Мисси выполнима: опальный учёный продаёт с аукциона собачье бессмертие
33. ↑ Би-би-си | Наука и техника | В Южной Корее клонировали собак-ищеек
34. ↑ Первый клонированный верблюд появился в Арабских Эмиратах
35. ↑ Membrana: На Ближнем Востоке появился первый клонированный козёл
36. ↑ Lenta.ru. 2011. Южнокорейский ученый клонировал койота

Ссылки

dik.academic.ru

Смотрите также

• 
  Антиоксиданты растения
• 
  Топиарные растения
• 
  Растения мухоловы
• 
  Растения монголии
• 
  Монголии растения
• 
  Шелк растение
• 
  Растение гипоэстес
• 
  Растение шелк
• 
  Растение подмаренник
• 
  Подмаренник растение
• 
  Клонированные растения