Клон — биология, селекция и клонирование¶
Клон (от др.-греч. κλών — «отпрыск, ветвь») — в биологии организм или клеточная линия, генетически идентичные своему источнику, то есть полученные в результате бесполого размножения или лабораторного клонирования. В широком смысле клоном называют также копию объекта, воспроизведённую с минимальными изменениями.
¶Этимология
Термин «клон» ввёл в 1903 году американский ботаник Герберт Уэббер для обозначения потомства, полученного от одного родительского растения вегетативным путём. Слово образовано от древнегреческого κλών — «ветвь», «отпрыск». В современной биологии термин употребляется для обозначения генетически идентичных организмов и клеточных линий.
¶Клонирование в природе
В природе клонирование — распространённый способ размножения. Многие растения размножаются вегетативно: побеги, черенки, клубни и корневища дают генетически идентичное потомство. У животных клонирование встречается реже, но тоже существует. Некоторые виды ящериц, рыб и беспозвоночных способны к партеногенезу — развитию оплодотворённой яйцеклетки без участия самца, что приводит к появлению генетических копий матери. У ряда насекомых, например у тлей, поколения чередуются: бесполое размножение сменяется половым.
¶Клонирование в лаборатории
Лабораторное клонирование — получение генетически идентичных копий клеток, тканей или целых организмов. Различают несколько уровней:
- Клонирование клеток — выделение одной клетки и получение из неё клеточной линии. Метод широко применяется в генной инженерии и медицинских исследованиях.
- Клонирование генов — встраивание фрагмента ДНК в вектор и его воспроизведение в клетке-хозяине. Основной инструмент молекулярной биологии.
- Клонирование организмов — создание генетической копии целого существа.
¶Клонирование млекопитающих
Долгое время считалось, что клонирование млекопитающих невозможно. Переломным стал 1996 год, когда в британском Институте Росслина под руководством Яна Уилмута и Кита Кэмпбелла из ядра соматической клетки овцы и пересаженной в донорскую яйцеклетку была получена овца Долли — первое млекопитающее, рождённое из взрослой соматической клетки. Долли прожила шесть лет и произвела на свет потомство естественным путём.
Метод соматического клонирования (соматическая клеточная транснуклеация) включает:
- Забор соматической клетки (например, из вымени овцы).
- Культивирование клетки в специальных условиях, чтобы «перепрограммировать» её ядро.
- Пересадку ядра в очищенную от собственного ДНК яйцеклетку.
- Стимуляцию деления и перенос эмбриона в суррогатную мать.
После Долли были клонированы мыши, коровы, свиньи, коты (в 2001 году — кошка Ца-Ца), лошади, верблюды и другие животные. В 2018 году китайские учёные заявили о создании клонов макак-резусов, а в 2024 году в Китае впервые получили клонов обезьян видов макака-крабоед и резус из соматических клеток взрослых особей.
¶Клонирование человека
Клонирование человека запрещено законодательством большинства стран. В России Федеральный закон «О временном запрете на клонирование человека» принят в 2002 году; в 2016 году его действие было продлено до 2021 года, а позднее — до 2027 года. Международные документы, включая декларации ЮНЕСКО и ООН, также осуждают репродуктивное клонирование человека.
¶Применение
Клонирование находит применение в сельском хозяйстве, медицине и биотехнологии:
- Селекция и сельское хозяйство — массовое размножение ценных сортов растений и пород животных.
- Медицина — создание клонированных клеточных линий для исследований, разработка методов регенеративной медицины.
- Фармацевтика — использование клонированных клеток для производства лекарственных белков.
- Сохранение видов — попытки клонирования вымирающих животных, в частности лабораторного клонирования снежного барана.
¶Клонирование в культуре
Образ клонирования стал одним из ключевых сюжетов научной фантастики. В романе Олдоса Хаксли «Дивный новый мир» (1932) клонирование описано как индустриальный способ воспроизводства людей. Тема получила развитие в фильмах «Шестой день» (2000), «Клон» (2009) и других произведениях. В России в 2008—2009 годах на канале «Россия» транслировался телесериал «Клон», ставший одним из самых рейтинговых проектов того периода.
¶Этические дискуссии
Клонирование, особенно человеческое, остаётся предметом этических дискуссий. Противники указывают на высокий процент неудач при клонировании млекопитающих, возможные нарушения прав клонируемого существа и риски для здоровья. Сторонники отмечают потенциальную пользу для медицины и сохранения редких видов.
¶Исторические факты
- 1952 — клонирование лягушат из ядер взрослых клеток (Роберт Бриггс, Томас Кинг).
- 1962 — получение полноценного клонированного организма из дифференцированной клетки кишечника амфибии (Джон Гёрдон).
- 1996 — рождение овцы Долли.
- 2001 — рождение клонированной кошки Ца-Ца.
- 2018 — рождение клонов макак-резусов.