ГенЭтика или Рожать нельзя клонировать - Захаров-Гезехус Илья Артемьевич - Страница 5

С религиозной точки зрения проведение такого искусственного отбора эмбрионов есть определенное стремление к соперничеству с Божьим промыслом и, очевидно, получит осуждение.

Глава четвертая

ПЕРВЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ДЕТИ И ВОЗМОЖНОСТИ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ

В средствах массовой информации в мае 2001 года появились сенсационные сообщения о рождении в США первых генетически модифицированных детей. Описание этих экспериментов было дано в статье Баррита, Бреннера, Мальтера и Коэна (Human Reproduction, 2001, vol. 16, № 3, p. 513). Речь в этой публикации шла об использовании процедуры, позволяющей преодолеть врожденное бесплодие женщин, вызванное дефектом митохондрий. Напомним, что митохондрии - органеллы, находящиеся в цитоплазме клеток всех людей, животных и растений, обеспечивают клетки энергией и обладают своим собственным генетическим аппаратом. Митохондриальная ДНК (мтДНК) представлена малыми по размеру кольцевыми молекулами, включающими у человека всего лишь 37 генов, которые совершенно необходимы для нормального функционирования клеток.

Митохондриальный геном всех людей, кроме родственников по женской линии, различен. Различия митохондриальной ДНК разных людей дают возможность использовать анализ этой ДНК для генетической идентификации личности и установления родства.

До сих пор неизвестно, связана ли «нормальная» изменчивость мтДНК с какими-либо признаками человека - морфологическими, физиологическими или психическими. Известно лишь то, что инактивация в результате мутаций отдельных митохондриальных генов является причиной различных патологических состояний - от наследственной слепоты и глухоты до диабета и старческого слабоумия. Все вызванные митохондриальными мутациями болезни передаются по материнской линии, как и сами митохондрии: их каждый человек получает только от своей матери.

Рис. 1. Схема этапов развития зародыша из оплодотворенной яйцеклетки и яйцеклетки с пересаженными митохондриями или ядром.

А - естественное оплодотворение; Б - оплодотворение «в пробирке» с одновременным переносом митохондрий; В - пересадка ядра соматической клетки - «клонирование». 1 - яйцеклетка. 2а - сперматозоид проникает в яйцеклетку; 2б - с помощью пипеток в яйцеклетку вводится сперматозоид и содержащая нормальные митохондрии цитоплазма из другой клетки; 2в - в яйцеклетку с предварительно удаленным собственным ядром вводится ядро соматической клетки. 3 - готовая к делению яйцеклетка. 4 - начало делений.

5 - многоклеточный зародыш.

Коллектив под руководством доктора Джека Коэна, работающий в Институте репродуктивной медицины и науки в штате Нью-Джерси (США), разработал и применил так называемую технику переноса ооплазмы (рис. 1). В яйцеклетку женщины, страдающей бесплодием, тончайшей пипеткой вводятся сперматозоид мужа (который и произведет собственно оплодотворение этой яйцеклетки) и капелька цитоплазмы из яйцеклетки здоровой женщины-донора. Перенесенные митохондрии донора приживляются в яйцеклетке, восстанавливают нормальный уровень энергетического метаболизма клетки и обеспечивают ее дальнейшее нормальное развитие в матке матери, куда подвергшаяся микрооперации яйцеклетка возвращается.

С 1997 года описанная операция была выполнена на яйцеклетках 30 страдавших бесплодием женщин. У 17 из них беременность не наступила, у одной наступила, но прервалась; 12 женщин родили детей, причем у трех родились двойни. Таким образом, за четыре года только в лаборатории доктора Коэна разработанным методом было получено 15 детей, столько же - в других лабораториях, освоивших эту технику. Из 15 детей, искусственно зачатых в Нью-Джерси, 13 живут в США, один ребенок - в Великобритании (где подобные операции запрещены), один - во Франции. Коэн утверждает, что все дети совершенно здоровы.

Изучение митохондриальной ДНК двух младенцев показало, что в их клетках действительно присутствуют митохондрии как родной матери, так и женщины- донора. Переноса какого-либо другого генетического материала, кроме ДНК митохондрий, как и ожидалось, не было отмечено.

Сообщение об экспериментах по переносу митохондрий в человеческие яйцеклетки были опубликованы еще в 2000 году, но особое внимание привлекла последняя публикация коллектива исследователей из Нью-Джерси, вызвавшая многочисленные отклики в прессе и дискуссии среди специалистов.

Эксперименты по пересадке митохондрий в клетки различных организмов начали проводиться достаточно давно. В этих опытах использовались различные методы - и перенос цитоплазмы с помощью микропипеток, и слияние клеток с безъядерными клеточными фрагментами, и прочие. Более 30 лет назад автор этих строк совместно с сотрудниками лаборатории радиационной генетики Ленинградского Института ядерной физики разработали простой способ переноса митохондрий у дрожжей, получивший название «цитодукция», в результате которого получаются клетки со смешанной цитоплазмой и ядром только одного из взятых в эксперимент партнеров. В дальнейшем цитодукция была описана и у других одноклеточных организмов.

С генетической точки зрения, если отвлечься от технической стороны дела и естественных биологических различий процесса оплодотворения у дрожжей и человека, можно сказать, что в экспериментах Коэна были получены человеческие цитодуктанты - ядро оплодотворенной яйцеклетки оказывалось в смешанной по происхождению цитоплазме.

Такое состояние генетической гетерогенности цитоплазмы, называемое гетероплазмией, может сохраняться при делении клеток, и даже на протяжении нескольких поколений. Клетки и организмы, в цитоплазме которых находятся генетически различные митохондрии, обычно называют гетероплазмонами.

Дети, родившиеся в клинике доктора Коэна, вероятно, сохранят гетерогенность митохондрий в своих клетках в течение всей жизни, а девочки в дальнейшем, возможно, передадут ее и своим потомкам. Именно последнее обстоятельство отличает описанные опыты Коэна от нередко практикуемых пересадок почек, костного мозга или сердца больным людям. При таких операциях гены клеток даже успешно приживленного органа не имеют никаких шансов передаться потомству. Дискуссия, которая развернулась в связи с экспериментами доктора Коэна, как раз и связана с проблемой допустимости или недопустимости вмешательства в «зародышевый путь» - генетическую «нить», связывающую ряд поколений людей.

В поднявшейся дискуссии обсуждается еще одна проблема - не будет ли рожденный по методу доктора Коэна ребенок иметь двух матерей со всеми вытекающими из этого юридическими, моральными и психологическими проблемами. Такие опасения наименее обоснованы - от естественной матери ребенок получает примерно 35 000 генов, от женщины-донора - добавленные к ним 37 митохондриальных генов. Соотношение 1000 : 1 снимает проблему происхождения «от двух матерей», не говоря уже о важности той связи, которая устанавливается между естественной матерью и ребенком при его вынашивании. Подсадка до рождения ребенка чужих митохондрий с этой точки зрения мало чем отличается от такой рутинной процедуры, как переливание донорской крови только что родившемуся младенцу.

В связи с получением «генетически модифицированных» детей очень коротко перечислим некоторые из обсуждаемых или реализуемых проектов в области генетической инженерии животных, то есть пересадки не митохондриальной ДНК, а хромосомных генов, обычно от неродственных видов. Эти опыты показывают, какие попытки могут быть предприняты уже в ближайшем будущем с целью переделки генетического аппарата человека.

В начале 2001 года было сообщено о получении первой трансгенной обезьяны (прежде подобные эксперименты проводились на более далеких от человека животных). Исследователям из Орегонского центра изучения приматов (США) с помощью безвредного вируса удалось перенести в ооциты макаки-резуса ген медузы, производящий флуоресцирующий белок (образование такого белка в организме легко наблюдать). В матки приемных матерей были помещены 20 эмбрионов, в которые пытались пересадить ген; родилось 3 детеныша, из которых у одного действительно происходило образование светящегося зеленым светом белка. В частности, светились ногти этой первой генетически измененной обезьяны.