Представлены основные этапы научных исследований, зарождения и восприятия идеи клонирования в современном мире, возможные области применения и технологии клонирования человека.

Введение

Шестьдесят лет назад немецкий эмбриолог, лауреат Нобелевской премии Ганс Шпеман (Spemann) впервые поставил вопрос о целостности и идентичности генома в течение всей жизни организма. Он же предложил эксперимент по переносу ядра какой-нибудь дифференцированной клетки в яйцеклетку с предварительно разрушенным собственным ядром.

Совместно с Дришем (Driesch) он впервые показал, что ядра ранних эмбрионов морских ежей и тритонов тотипотентны, т.е. способны обеспечивать развитие любых типов клеток.

Естественно встал вопрос, действительно ли рост, развитие и дифференциация эмбриона затрагивают необратимые модификации генома в соматических клетках.

Ниже приведены некоторые сведения об экспериментальном клонировании животных, отраженные в литературе.

Так, эксперименты, начатые в 1952 г. и проведенные на амфибиях , показали, что из ядер, полученных из клеток ранних эмбрионов, можно клонировать взрослый организм. Однако ядра клеток взрослого животного могли развиваться только до стадии головастика и не могли создавать взрослого клона .

Пересадка ядер у млекопитающих впервые была предпринята на мышах в 1983 г. Более 90% реконструированных зигот мыши, получивших пронуклеусы от других зигот, успешно достигали стадии бластоцисты . Однако когда переносили ядра из 4-, 8-клеточных эмбрионов или ядра внутренней клеточной массы в энуклиированные яйцеклетки, ни одна зигота не достигала стадии бластоцисты .

Опыты по клонированию других видов млекопитающих методом переноса ядер эмбриональных клеток имели определенный успех, и были получены клоны овцы, коровы, кролика, свиньи, козы . Причем первые клонированные овцы родились после переноса ядер 8- 16-клеточных эмбрионов . Потомство у коров и овец было получено также после переноса ядер тотипотентных клеток короткоживущей клеточной культуры, полученной из ранних преимплантационных эмбрионов .

Перенос ядер эмбриональных клеток можно осуществлять между близкородственными видами, например между M.musculus и M.caroli . В то же время на последней ежегодной встрече 1997 г. Международного общества по переносу эмбрионов (International Embryo Transfer Society) в Бостоне исследователи из Университета Висконсия-Мадисон сообщили об успешном клонировании 70 эмбрионов при использовании энуклиированных яйцеклеток коров и ядер от эмбриональных клеток овец, свиней, крыс и обезьян. Реконструированные эмбрионы культивировали до 60-120-клеточной стадии. Однако не было получено ни одной беременности после переноса эмбрионов.

В 1997 г. Рослинский институт совместно с биотехнологической компанией PPL Therapeutics объявили о клонировании 5 овец с помощью переноса ядер клеток фибробластов плода, в которые предварительно были введены искусственно созданные генетические конструкции. Две полученные таким образом трансгенные овцы несли ген фактора свертываемости крови IX человека. Предполагается, что данный высокоценный белок будет экспрессироваться с молоком овец. Таким образом, интеграция чужеродной ДНК в геном фибробластов не нарушила, которая контролирует эмбриональное развитие овец .

Оригонский региональный исследовательский центр по изучению приматов сообщил о клонировании двух обезьян при использовании ядер клеток эмбриона на стадии дифференцировки .

Американская биотехнологическая компания ABS Global Inc. сообщила о рождении в феврале 1997 г. бычка, полученного с помощью технологии клонирования и с использованием ядер первичных стволовых клеток 30-дневного эмбриона .

Все приведенные выше работы были выполнены с помощью переноса ядер эмбриональных недифференцированных или частично дифференцированных клеток плодов и эмбрионов и считалось, что получить клон с использованием ядра полностью дифференцированной клетки взрослого организма невозможно.

Та самая Долли

Наибольший резонанс общественности, в том числе и научной, вызвала работа Уилмута (Wilmut) с коллегами, появившаяся в февральском номере Nature за 1997 г. Это единственная на сегодняшний день опубликованная научная статья, посвященная получению живого потомства после переноса ядра, взятого из соматической клетки взрослого животного.

Вкратце результаты этой работы таковы. Были получены три новые клеточные популяции из клеток 9-дневных преимплантационых эмбрионов, 26-дневных плодов и клеток молочной железы 6-летней овцы. Ядра из данных клеток переносили в предварительно энуклиированные неоплодотворенные ооциты овцы. С помощью электропорации стимулировали слияние кариопласта с цитоплазмой и активацию ооцита . Реконструированные таким образом ооциты культивировали in vivo до стадии морула/бластоциста и переносили суррогатным овцам - реципиентам. Из 834 удачно реконструированных ооцитов было получено 8 живых ягнят, причем из 277 ооцитов, в которые переносили ядра клеток взрослого животного, получена только одна - знаменитая Долли .

Развитие эмбрионов, созданных путем переноса ядер, в первую очередь зависит от сохранения плоидии реконструированного эмбриона и создания условий, необходимых для нормальной регуляции экспрессии генов во времени и пространстве. Основополагающим фактором, по всей видимости, является стадия клеточного цикла донора и реципиента и взаимодействие между ними.

Так, если ядра клеток, находящихся на стадии S или G2, переносят в ооциты, находящиеся на стадии МII, они имеют тенденцию проходить дополнительную ДНК-репликацию и преждевременную конденсацию хромосом, что ведет к анеуплоидии и аномальному развитию реконструированного ооцита . Уилмут преодолел эту проблему с помощью трансплантации ядер из клеток, которые были блокированы на стадии G0 диплоидной фазы путем истощения содержания сыворотки в культуральной среде. Перенос ядер на этой стадии лучше с цитоплазмой ооцита, уменьшая случаи хромосомных аномалий. Этим можно объяснить существующие трудности в клонировании мышей: ядра эмбриональных клеток в ранней преимплантационной стадии в основном находятся в S и G2, и очень трудно (или почти невозможно) блокировать эмбриональные стволовые клетки на стадии G0 путем истощения сыворотки.

Другими факторами, которые могли влиять на успешный исход работы Уилмута, являются 1) большая доступность хроматина (за счет деспирализации ДНК) из клеток на стадии G0 ооцитарному ремоделирующему фактору/факторам; 2) начало транскрипции эмбрионального генома овцы на 8-16-клеточной стадии (у тех же мышей начало транскрипции происходит уже на поздней двуклеточной стадии). Теоретически такая поздняя активация генома позволяет эмбриону овцы в течение, по крайней мере, двух клеточных циклов репрограммировать и ремоделировать ДНК трансплантированного ядра взрослой клетки. Если последний аспект действительно играет значительную роль в данном эксперименте, будет очень трудно воспроизвести результаты клонирования на других видах млекопитающих, у которых активация эмбрионального генома происходит на более ранних стадиях, чем у овцы .

Своей работой Уилмут с коллегами продемонстрировали, что ядра клеток молочной железы взрослой овцы могут быть при определенных условиях репрограммированы цитоплазмой ооцита и дать развитие новому организму. Полученные данные заставили по-новому посмотреть на процесс клеточной дифференциации. Этот процесс, как оказалось, не носит необратимый характер. Совершенно ясно, что цитоплазматические факторы способны инициировать развитие нового организма на основе генетического материала ядра взрослой полностью дифференцированной клетки. Таким образом, биологические часы могут быть повернуты вспять, и развитие организма может начаться из генетического материала взрослой дифференцированной клетки, что полностью противоречит ранее общепринятой биологической догме.

Человеческий эмбрион (6 дней после оплодотврения)

Плюрипотентные зародышевые клетки, полученные из крови пуповины человека

Стволовые клетки костного мозга человека (электронная микрофотография)

Эритроциты – первые специализированные клетки, полученные из стволовых клеток человека

Колонии недифференцированных эмбриональных стволовых клеток человека при увеличении х 20

В октябре 2001 г. компании Advanced Cell Technology (АСТ, США) удалось впервые получить клонированный эмбрион человека, состоявший из 6 клеток. Это означает, что клонирование эмбрионов в медицинских целях (так называемое терапевтическое клонирование) уже не за горами.

Целью такого клонирования является получение бластоцистов человека (полых сферических образований, состоящих примерно из 100 клеток), которые содержат внутреннюю клеточную массу. После извлечения из бластоцистов внутренние клетки могут развиваться в культуре, превращаясь в стволовые клетки, которые, в свою очередь, могут превращаться в любые дифференцированные клетки человека: нервные, мышечные, кроветворные, клетки желез и т.д.

Медицинские применения стволовых клеток очень перспективны и необычайно разнообразны. Они могут использоваться, например, для лечения сахарного диабета путем восстановления популяции погибших или поврежденных клеток поджелудочной железы, производящих инсулин. Их можно использовать и для замены нервных клеток при повреждениях головного или спинного мозга. При этом не возникает опасности отторжения трансплантатов и прочих нежелательных осложнений, сопровождающих обычные операции по пересадке клеток, тканей и органов.

В последнее время термин «терапевтическое клонирование» стали использовать и для обозначения клонирования эмбрионов, предназначенных для имплантации в матку женщины, которая затем может родить клонированного ребенка. Это оправдывают тем, что такое клонирование позволит иметь детей бесплодным парам. Однако оно не имеет отношения к лечению как таковому. Поэтому большинство ученых, занимающихся клонированием в медицинских целях, считают, что время «репродуктивного» клонирования еще не наступило – предстоит решить еще множество сложнейших биологических, медицинских и этических проблем.

Под клонированием понимают получение эмбриона либо при замене ядра яйцеклетки на ядро соматической клетки, либо путем партеногенеза, т.е. при делении неоплодотворенной яйцеклетки. В обоих случаях для клонирования необходимы жизнеспособные яйцеклетки, которые могут быть получены только от доноров.

На объявление компании АСТ с просьбой предоставить материал для научных исследований в области клонирования откликнулось множество женщин, из которых после тщательной проверки здоровья и психического состояния были отобраны 12 доноров. Интересно, что большинство потенциальных доноров заявили, что отказались бы участвовать в экспериментах по репродуктивному клонированию.

Донорам делали специальные инъекции гормонов, чтобы при овуляции выделялась не одна, а примерно 10 яйцеклеток. В качестве источников ядер для пересадки в яйцеклетки использовали фибробласты. Фибробласты получали из биопсий кожи анонимных доноров, среди которых были больные сахарным диабетом, а также пациенты с повреждениями спинного мозга. После выделения фибробластов из них получали культуры клеток.

В первых экспериментах были использованы ядра фибробластов. Однако после пересадки ядра яйцеклетка хоть и начинала делиться, но процесс быстро завершался, и не образовывалось даже двух раздельных клеток. После ряда неудач американские исследователи решили использовать подход Т.Вакаямы и Р.Янагимачи (так называемый гавайский метод), с помощью которого была получена первая клонированная мышь.

Этот метод состоит в том, что вместо ядра соматической клетки (фибробласта) в яйцеклетку пересаживается целая овариальная клетка. Овариальные клетки обеспечивают питанием развивающуюся яйцеклетку и настолько прочно с ней связаны, что сохраняются на ее поверхности даже после овуляции. Эти клетки настолько малы, что вместо ядра можно использовать целую клетку.

Однако и в этом случае возникли значительные трудности. Потребовалось более 70 экспериментов, прежде чем удалось получить делящуюся яйцеклетку. Из 8 яйцеклеток, в которые были введены овариальные клетки, две образовали четырехклеточный эмбрион, а одна – шестиклеточный. После этого их деление прекратилось.

Партеногенетический подход основан на том, что яйцеклетка становится гаплоидной не сразу, а на довольно позднем этапе созревания. Если бы такую почти созревшую яйцеклетку удалось активировать, т.е. стимулировать к делению, можно было бы получить бластоцист и стволовые клетки. Недостаток этого подхода заключается в том, что полученные стволовые клетки будут генетически родственны только донору яйцеклетки. Получить стволовые клетки для других людей таким способом невозможно – обязательно потребуется пересадка ядер в яйцеклетку.

Ранее были удачные попытки активации яйцеклеток мышей и кроликов с помощью различных веществ или электрического тока. Еще в 1983 г. Э.Робертсон получила стволовые клетки из партеногенетического эмбриона мыши и показала, что они могут формировать различные ткани, включая мышечную и нервную.

С человеческим эмбрионом все оказалось сложнее. Из 22 яйцеклеток, активированных химическим путем, только 6 образовали через пять дней нечто похожее на бластоцист. Однако внутренней клеточной массы в этих бластоцистах не было…

Существуют три типа клонирования млекопитающих: эмбриональное клонирование, клонирование зрелой ДНК (репродуктивное клонирование, метод Рослина) и терапевтическое (биомедицинское) клонирование.

При эмбриональном клонировании клетки, образующиеся в результате деления оплодотворенной яйцеклетки, разделяются и продолжают развиваться в самостоятельные эмбрионы. Так можно получать монозиготных близнецов, тройни и т.д. вплоть до 8 эмбрионов, развивающихся в нормальне организмы. Этот метод давно используется для клонирования животных различных видов, но по отношению к человеку его применимость исследована недостаточно.

Клонирование ДНК состоит в переносе ядра соматической клетки в неоплодотворенную яйцеклетку, из которой предварительно удалено ее собственное ядро. Такая клеточная операция впервые была осуществлена генетиком Г.Шпеманном в 1920-х гг.

После удаления ядра яйцеклетку различными способами заставляют перейти в стадию G0 клеточного цикла. В таком состоянии клетка находится в покое, что очень важно при подготовке ее к пересадке нового ядра. Пересадка ядра осуществляется либо путем трансплантации, как описано выше, либо путем слияния яйцеклетки с другой клеткой, содержащей ядро.

В каждой лаборатории используют свои модификации этих общих подходов. Наиболее известен метод Рослина, с помощью которого была получена овечка Долли.

Для успеха операции пересадки ядра важно синхронизировать клеточные циклы клеток-доноров и яйцеклетки. Такой метод был разработан и использован И.Уилмутом и К.Кэмпбеллом. Сначала клетки-доноры (при клонировании овец – из вымени) помещали в культуральную среду, где они начинали делиться. Затем выбирали одну из них и помещали в обедненную среду, в результате чего голодающая клетка переходила в стадию G0 клеточного цикла. После удаления ядра из яйцеклетки ее сразу же помещали рядом с клеткой-донором, а через 1–8 ч с помощью электрического импульса вызывали слияние клеток и активацию развития эмбриона.

Однако только немногие клетки выживают после такой процедуры. Выжившую клетку помещали в яйцевод овцы и позволяли развиваться примерно 6 дней, после чего переносили в матку, где и продолжалось развитие эмбриона. Если все складывалось удачно, в конце концов рождалась клонированная овца – точная генетическая копия овцы, от которой была взята клетка-донор.

Из-за высокого риска развития генетических дефектов и рака против использования этого метода для клонирования человека выступают многие ученые и общественные деятели. В большинстве стран репродуктивное клонирование человека запрещено.

Новым и наиболее эффективным является упомянутый выше гавайский метод репродуктивного клонирования. В июне 1998 г. группе ученых Гавайского университета впервые удалось клонировать мышь, причем были получены три поколения генетически идентичных клонов. Несмотря на то, что генетика и строение клеток мыши изучены лучше, чем у других животных, клонирование мыши представляло собой сложную задачу. Это связано с тем, что яйцеклетка мыши после оплодотворения практически сразу начинает делиться. Не случайно поэтому, что Рослин использовал для клонирования овцу: ее яйцеклетка начинает делиться только через несколько часов после оплодотворения.

Вакаяма и Янагимучи смогли преодолеть эту трудность и получили клоны мыши даже с большим выходом (3 из 100 попыток), чем Уилмут (1 из 277 попыток). Вакаяма подошел к проблеме синхронизации клеток иначе, чем Уилмут. Клетки вымени, использованные Уилмутом, надо было искусственно заставлять переходить в фазу G0. Вакаяма же с самого начала использовал три типа клеток – клетки Сертоли, клетки головного мозга и овариальные клетки, – которые сами по себе либо всегда находятся в фазе G0 (первые два типа клеток), либо почти всегда в фазе G0 или G1. Кроме того, донорские клетки использовали через несколько минут после выделения из тела мыши, а не содержали в культуре.

После удаления ядра из яйцеклетки в нее вводили ядро клетки-донора. Примерно через 1 ч клетка начинала нормально функционировать с новым ядром. Еще через 5 ч клетку помещали в специальную среду, которая стимулировала клеточное деление наподобие того, как это происходит при естественном оплодотворении. При этом среда содержала специальное вещество – цитохалазин В, – которое предотвращало развитие полярных телец. В результате из яйцеклетки развивался эмбрион, который затем можно было пересадить в матку будущей матери.

Чтобы убедиться в жизнеспособности клонов, Вакаяма получил клоны клонов, а также нормальное потомство от родителей-клонов, а всего к моменту публикации им было получено более 50 клонов.

Биомедицинское клонирование описано выше. Оно отличается от репродуктивного клонирования только тем, что яйцеклетка с пересаженным ядром развивается в искусственной среде, затем из бластоциста удаляют стволовые клетки, а сам пре-эмбрион при этом погибает. Стволовые клетки могут быть использованы для регенерации поврежденных или отсутствующих органов и тканей в очень многих случаях, однако процедура их получения порождает множество морально-этических проблем, и во многих странах законодатели обсуждают возможности запрещения биомедицинского клонирования. Тем не менее исследования в этой области продолжаются, и тысячи неизлечимо больных (болезнями Паркинсона и Альцгеймера, диабетом, рассеянным склерозом, ревматоидным артритом, раком, а также с травмами спинного мозга) с надеждой ждут их положительных результатов.

I. КЛОНИРОВАНИЕ - ПРОБЛЕМА ЭТИЧЕСКАЯ

Механизм клонирования как процедура генной инженерии в целом не очень сложен. Обычная клетка живого организма, не вдаваясь в детали, это так называемая цитоплазма, в которой плавает ядро. Ядро содержит программу развития организма - набор генов, полученных от родителей. Половые клетки, в отличие от остальных клеток организма, укомплектованы только наполовину. Так, женская яйцеклетка, способная давать зародыш, до оплодотворения содержит неполный, набор генов, в ее ядре отсутствует мужской набор генов, или, точнее сказать, хромосом. Это обстоятельство и подсказало генетикам довольно простую схему опыта

Из половой яйцеклетки животного удаляется ядро и вместо него вводят ядро из любой обычной (неполовой) клетки организмадонора Такое ядро содержит полную генетическую информацию о своем организме, и теперь, если искусственно созданную клетку (цитоплазма от одного организма, а ядро от другого) подсадить в детородный орган приемной матери, то родившийся от нее организм будет генетической копией (клоном) того, из которого взято ядро. Таким продуктом рук человека стала овца Долли, о которой уже много написано и сказано. Ее творцы -- группа биологов, руководимая Яном Уилмутом из Рослинского института в Эдинбурге (Шотландия).

Безусловно, это большое научное достижение. Ценность разработанной методики в том, что она открыла возможность первоначально оценить своеобразие и полезность уже сформировавшегося организма, а затем принимать решение о целесообразности создания идентичной копии. Ранее эта методика была применима только для создания копий эмбрионов, то есть развивающихся организмов, ценность; которых была не ясна. Однако первая публикация в журнале "Nature" не дает окончательного ответа на вопрос: можно ли получать копии на базе клеток (ядер) взрослого организма. Вопервых, описан единственный позитивный результат, который пока не подтвержден ни самими авторами, ни кем-либо другим. Вовторых, статья не дает ответа и на ряд других вопросов. И главное: авторы работы не могут с уверенностью сказать, из ядра какой клетки получена Долли. Для клонирования брали клетки эпителия молочной железы, то есть вымени взрослой беременной овцы. Это может быть очень специфическая и редкая в организме клетка, которая возникает в молочной железе при беременности. Следует также иметь в виду, что получение Долли из ядра соматической клетки (если это действительно имело место) существенно изменяет наши представления о механизмах развития организмов и сопровождающих этот процесс изменениях генетического материала. По крайней мере до последнего времени считалось, что разного рода мутации, накапливающиеся в геноме, должны препятствовать процессу клонирования.

Реконструкция, технически не сложная операция, чаще всего выполняются обычным механическим инструментом, только очень мелким. Однако требуется большой опыт и умение. Ведь величина клетки довольно мала -- в пределах 1020 мкм, а ядро еще меньше. Шотландские экспериментаторы использовали, в частности, электрический разряд для слияния ядра и яйцеклетки. Есть определенные тонкости и на других этапах эксперимента. Но они технически преодолимы.

Насколько надежен предложенный подход, пока однозначно сказать нельзя. Уильмутом проведено около 300 пересадок ядер из клеток эпителия, но получена лишь одна нормальная взрослая овца, сходная генетически с донором ядра. Нельзя исключить, что, идя таким путем, при следующих сотнях пересадок не удастся получить ни одной копии. Настораживает слишком большая шумиха вокруг этой работы. Не исключено, что в ней есть элемент саморекламы.

Опыт с Долли показал, что во взрослом организме могут сохраняться отдельные клетки, способные развиваться в целый живой организм. И главным будет поиск этих специфических клеток. Оценивая дальнейшие перспективы клонирования, следует иметь в виду еще одну проблему: генокопии можно отлучать только неполовым путем. Нельзя исключить также то, что полученная генетическая копия вообще не сможет давать потомство. Тем не менее, можно себе представить, что в будущем при хорошо налаженной недорогой технологии клонирования можно будет получать стада элитных овец и буренок. Вероятно, таким путем можно будет исправить положение с исчезающими видами животных, внесенных в Красную книгу, например, пересадить ядро клетки замороженного мамонта в яйцеклетку слонихи из зоопарка. В России уже давно имеются специалисты, потенциально способные решать - проблемы эмбриогенетики. К сожалению, в последние годы многие из них работают за границей и, к стати сказать, очень ценятся там. И тем не менее, у нас имеются определенные успехи в этом направлении, которые, в первую очередь, связаны с переносом генов в ядрах зигот и эмбриональных клеток и последующим получением из них целых организмов. Такие эксперименты проводятся как в РАСХН, так и в РАН. Например, в нашем Институте недавно удалось впервые в России получить мышь у которой целенаправленно разрушен один из генов (это называется нокаутировать ген). Такой эксперимент принципиально не менее сложен, чем клонирование мыши с использованием эмбриональных клеток. На первом этапе мы получили химеру, то есть организм, часть клеток которого происходит от одной пары родителей, а часть от другой пары.

Получение химер -- овцекозы -- есть реальный факт. В этом случае используется такой прием -- перенос целых эмбриональных клеток одного вида организма в ранние эмбрионы другого вида. Недавно было сообщено о частичном эмбриональном развитии гибрида, состоящего из ядра свиньи, перенесенного в яйцо коровы. Так что сейчас трудно до конца представить фантастические возможности, которые несут в себе современная молекулярная генетика и эмбриогенетика.

Главная интрига в проблеме - клонирование человека? Но здесь надо иметь в виду не столько технические проблемы, сколько этические, психологические. Первое: в процессе клонирования может быть брак, что допустимо в случае животных и недопустимо в случае клонирования человека. Далее следует иметь в виду, что человек как индивидуум под влиянием генов формируется только процентов на 50. Остальное в значительной мере определяется условиями жизни. Воспроизвести полностью материальные и социальные условия развития, в каких формировался генетический оригинал, невозможно. Вместо гения может получиться удачливый рецидивист, вместо талантливого ученого -- неспособный коммерсант. И хотя очевидны все негативные моменты, запретить работы по клонированию человека невозможно. Большие деньги могут решать все. Нужен детальный анализ ситуации и четкое правовое регулирование.

Поэтому, не дожидаясь реальных успехов ученых в этом направлении, следует подумать о разработке юридических документов, регламентирующих подобную деятельность. Президент Клинтон, как известно, сразу же после появления статьи на эту тему ввел запрет на подобные эксперименты. Обсуждается она и в нашей Думе, в Европейской комиссии по этике.

В Англии уже 6 лет существует Акт, по которому запрещено осуществлять работы с ядрами и клетками человеческих эмбрионов. Однако работа шотландских ученых не подпадает под этот Акт, поскольку они использовали ядра клеток взрослой овцы. Дело в том, что когда готовился запрещающий Акт, никто не мог предположить, что подобное возможно. Теперь в Англии переполох, к которому подключились даже религиозные организации. Были предостережения от публикации статьи о Долли в журнале. Рассуждая теоретически о пользе создания генокопий, имеют в виду такие гуманные перспективы, как использование приема клонирования для создания генетических органовдублей с целью трансплантации без риска их отторжения.

Важнейшие открытия в биологии в XX веке

Подобно тому, как в конце XIX века открытия физики рентгеновских лучей и радиоактивности стимулировали развитие естествознания следующего века, так и достижения молекулярной биологии конца XX века определит, по-видимому...

Клонирование животных

В своем эксперименте Кэмпбелл и его коллеги извлекли из эмбриона овцы на ранней стадии развития (на стадии эмбрионального диска) клетку и вырастили культуру клеток, то есть добились того...

Основные проблемы генетики и роль воспроизводства в развитии живогов развитии живого

Термин "клон" происходит от греческого слова "klon", что означает - веточка, побег, черенок, и имеет отношение прежде всего к вегетативному размножению. Клонирование растений черенками, почками или клубнями в сельском хозяйстве...

Основы биотехнологии и ее научно-производственная база

Особенности клонирования

Клон - это идентичный близнец другого человека, отсроченный во времени. В сущности, речь идет даже не о клонировании, а о получении копии отдельного индивида, поскольку термин «клонирование» предполагает получение некоего множества особей...

Отрасли применения генной инженерии

Уже несколько десятилетий подряд ученые всего мира пытаются исследовать геном человека, где заложена вся его наследственная информация. Первым этапом этих глобальных исследований стало создание проекта «Геном Человека» в 1990 году...

Клонирование растений, в отличие от клонирования животных, является обычным процессом, с которым сталкивается любой цветовод или садовод. Ведь часто растение размножают отростками, черенками, усиками и т.д. Это и есть пример клонирования...

Процесс и проблемы клонирования

Эксперименты по клонированию человека продолжаются уже много лет. В 1993 году ученый из Южной Кореи (университет Кьюнджи) создал клон человека, вырастил его до 4 клеток и уничтожил. Понять, удался ли эксперимент, можно только...

Размножение - одно из фундаментальных свойств живого. Способы и формы размножения организмов

Получение идентичных потомков при помощи бесполого размножения называют клонированием. В естественных условиях клоны появляются редко. Общеизвестный пример естественного клонирования...

Современная биотехнология

Клонирование - совокупность методов, использующихся для получения клонов. Клонирование многоклеточных организмов включает пересадку ядер соматических клеток в оплодотворенное яйцо с удаленным пронуклеусом. Дж...

Современные проблемы клонирования. Их этическая сущность

Пожалуй, одним из наиболее ярких достижений генетики за последнее время является эксперимент по клонированию овцы, успешно завершенный 23 февраля 1997 года учеными Рослинского университета в Шотландии под руководством Яна Вилмута. Для того...

Трансформация бактерий как основа генной инженерии и молекулярного клонирования

Молекулярное клонирование (molecular cloning or gene cloning) - клонирование молекул ДНК (в том числе генов, фрагментов генов, совокупностей генов, ДНК-последовательностей, не содержащих гены)...

Член-корреспондент РАН И. Захаров

После успешных экспериментов с млекопитающими клонирование человека, видимо, лишь вопрос времени. Американские ученые заявляют, что готовы приступить к опытам с участием добровольцев - бездетных супружеских пар. Тем не менее в обществе продолжается бурное обсуждение научных, этических и юридических вопросов, связанных с возможным клонированием человека. Одни требуют полностью запретить любые вмешательства на генетическом уровне, другие с нетерпением ждут дальнейших успехов. Проблему анализирует член-корреспондент РАН Илья Артемьевич Захаров, заместитель директора Института общей генетики им. Н. И. Вавилова Российской академии наук.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Начало XXI века ознаменовалось несколькими событиями в биологической науке, которые привлекли к себе широкое внимание. В феврале 2001 года были опубликованы результаты "прочтения" генома человека. В начале мая того же года появились сообщения о первых "генетически модифицированных" детях, родившихся на свет в результате пересадки в яйцеклетку цито-плазматических наследственных структур, а именно митохондрий, взятых из клетки другой женщины. В июне было объявлено об успешном эксперименте по отбору зародышей, свободных от генов, вызывающих наследственные заболевания, до их пересадки в матку матери. Наконец, в ноябре 2001 года общественность взволновало сообщение о первом успехе в клонировании человеческих эмбрионов.

Рассмотрим суть экспериментов несколько подробнее. В середине 1990-х годов коллектив под руководством доктора Дж. Коэна из Института репродуктивной медицины и науки в штате Нью-Джерси (США) разработал и применил так называемую технику переноса ооплазмы, которая позволяла преодолеть врожденное бесплодие женщин, вызванное дефектом митохондрий. В яйцеклетку женщины, страдающей бесплодием, тончайшей пипеткой вводят сперматозоид мужа (который и производит собственно оплодотворение) и капельку цито-плазмы из яйцеклетки здоровой женщины-донора. Перенесенные таким образом цитоплазматические структуры - митохондрии, обеспечивающие снабжение клеток энергией, приживляются в яйцеклетке, восстанавливают нормальный уровень энергетического метаболизма и обеспечивают дальнейшее нормальное развитие яйцеклетки в матке матери, куда она возвращается после микрооперации.

С 1997 по 2001 год эту операцию провели на яйцеклетках 30 страдавших бесплодием женщин. Двенадцать женщин родили детей, причем у трех появились двойни. Сейчас эту технику освоили многие лаборатории.

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 обнаружили. В широкой прессе об экспериментах сообщили как о первом успешном получении "генетически модифицированных" детей.

Группа под руководством доктора Ю. Верлинского, работающая в Институте репродуктивной генетики в Чикаго, обеспечила зачатие ребенка, свободного от гена, вызывающего рак. Этот ген ребенок мог унаследовать от своего отца, предрасположенного к развитию онкологических заболеваний (так называемый синдром Ли-Фромени, вызываемый мутацией в гене р53). У страдающих этим наследственным недостатком людей раковые заболевания с вероятностью 50 процентов развиваются до 40-летнего возраста, а нередко - еще в детстве. Отец ребенка был гетерозиготным в отношении патологического гена. Это означает, что половина его сперматозоидов получали мутантную копию гена р53, а половина - нормальную. Оплодотворение яйцеклеток будущей матери производилось в "пробирке". В искусственных условиях оплодотворенные яйцеклетки начинали делиться и достигали стадии восьми клеток. Одна клетка такого зародыша изымалась (операция, считающаяся безвредной, так как дальнейшее развитие зародыша протекает нормально) и подвергалась генотипированию - установлению генотипа с помощью современных методов анализа ДНК. Из 18 зародышей 7 оказались свободными от патологического гена. Три из них были помещены в матку матери, которая в конце концов забеременела и родила здорового мальчика. Метод получил название предымплантационной генетической диагностики, и, по словам его разработчиков, может использоваться для предотвращения 45 различных наследственных заболеваний, в том числе тех, которые проявляются или могут проявиться в пожилом возрасте. Предымплантационное выявление генетических дефектов предпочтительнее широко применяемой пренатальной диагностики, когда устанавливают генотип развивающегося в матке эмбриона и в необходимых случаях производят аборт.

Более спорными оказались другие процедуры, произведенные тем же коллективом врачей и генетиков. Вот один из примеров. Родителями был "заказан" ребенок, который стал бы наиболее подходящим донором костного мозга для своей старшей сестры, страдающей смертельной анемией. Такой ребенок по имени Адам Нэш был "произведен" путем отбора эмбрионов и появился на свет в 2000 году; взятые от него клетки действительно позволили спасти жизнь сестры. В институт доктора Верлинского обратились две пары из Великобритании, не получившие в своей стране разрешение на осуществление подобной манипуляции. Эти пары хотели произвести на свет детей, клетки которых помогли бы спасти жизнь ранее рожденных детей, страдающих неизлечимыми наследственными заболеваниями - в одном случае лейкемией, в другом - талассемией.

Лежащая в основе всех рассмотренных работ техника "оплодотворения в пробирке" была разработана в Англии еще в 1978 году. С тех пор по меньшей мере миллион детей появился на свет благодаря этому методу, применяемому в тех случаях, когда женщина не может быть оплодотворе на естественным путем.

Американская биотехнологическая компания АСТ ("Продвинутые клеточные технологии") известна достижениями в клонировании высших животных. Сотрудникам АСТ удалось клонировать крупный рогатый скот, в том числе получить животных с пересаженными чужими генами, и представителя одного из исчезающих видов - быка гаура. Второе направление деятельности АСТ - так называемое терапевтическое клонирование человека. Представители АСТ заявляют, что не собираются помещать искусственно полученные человеческие зародыши в матку женщины, что необходимо для рождения ребенка-клона. Они разрабатывают технологию получения в культуре (то есть вне организма) стволовых клеток. (О стволовых клетках журнал "Наука и жизнь" писал в № 10, 2001 г.) Эти клетки способны превращаться в клетки разных типов. Их можно было бы использовать для "ремонта" пораженных органов, в первую очередь поджелудочной железы, спинного и головного мозга. Такие клеточные "запчасти" успешно приживутся, если они происходят от того же организма, для "ремонта" которого будут использованы. О первом успехе, точнее, первом шаге в направлении к решению этой задачи было объявлено в ноябре 2001 года. Ядро соматической человеческой клетки было перенесено в яйцеклетку, лишенную собственного ядра, и яйцеклетка приступила к делению, образовав зародыш, или клеточный клон, из шести клеток. Это сообщение, сильно взволновавшее общественность, по сути говорит лишь о первой успешной попытке пересадки человеческого ядра, но отнюдь не о получении стволовых клеток или клонировании людей. Чтобы исключить подозрения в намерениях клонировать человека, авторы (справедливо) настаивают на необходимости различать репродуктивное клонирование, чем они занимаются на животных, и терапевтическое клонирование, направленное на получение стволовых клеток, при котором получаемые клеточные клоны не будут переноситься в матку женщины.

Применительно ко многим домашним животным уже достаточно хорошо отработаны методы клонирования, а также методы переноса чужеродных генов, то есть получения трансгенных животных. В основном таких животных создают с целью получения в больших количествах белков, имеющих применение в медицине. Реализуются и другие проекты. Человеческие гены пересаживают свиньям в попытке получить животных, чьи органы можно будет использовать для трансплантации человеку. В январе 2001 года было сообщено о получении первой трансгенной обезьяны (до того 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 флюоресцирующий белок (за образованием такого белка в организме легко следить). Двадцать эмбрионов, в которые пытались пересадить ген, были помещены в матки приемных матерей; родилось три детеныша, и у одного из них действительно происходило образование светящегося зеленым светом белка. В частности, светились ногти этой первой генетически измененной обезьяны. Описанный эксперимент показывает, какие попытки могут быть предприняты уже в ближайшем будущем с целью переделки генетического аппарата человека.

Эти достижения генетики сразу подняли волну дискуссий не только среди ученых, но и в широкой прессе, и среди политиков. Не будем здесь обсуждать этичность экспериментирования на животных, в частности получения линий животных, заведомо обреченных на раннюю смерть от онкологического заболевания, или попыток генно-инженерными методами улучшить качество мяса сельскохозяйственных животных. Рассмотрим допустимость применения современных генетических и клеточно-эмбриологических методик к человеку с этической точки зрения. Трудно дать определенные ответы на встающие сейчас вопросы не только потому, что эти вопросы новые и суть проблемы недостаточно осознана человечеством, но и потому, что не получили однозначного и для всех приемлемого решения близкие и более старые проблемы - использование противозачаточных средств, аборты, пересадка органов, эвтаназия.

В обсуждаемом нами круге проблем два ключевых вопроса. Первый - с какого момента развития начинается человеческая личность, имеющая право на существование и неприкосновенность. С момента оплодотворения? Имплантации в матку? Развития нервной системы? Рождения? От ответа на этот вопрос зависит, в частности, и возможность экспериментирования на человеческих зародышах, а также возможность их использования в медицинских или каких-то иных целях. Поставленный вопрос, очевидно, имеет непосредственное отношение и к проблеме абортов.

Второй вопрос - допустимы ли какие-либо вмешательства в человеческий геном и если да, то какие и с какими целями. В рамках так называемой генотерапии уже вводят человеческие или чужеродные гены в соматические (телесные) клетки, и это, по-видимому, особых этических и юридических проблем не вызывает. Теперь речь идет об изменениях генома тех клеток, которые образуют "зародышевый путь", то есть потенциально могут дать начало следующим поколениям. Способы такого вмешательства уже сейчас достаточно разнообразны, и они будут все более и более многообразны в самом ближайшем будущем.

Биолог может сформулировать поставленные вопросы, но чисто научного ответа на них нет. Рассматривая эту проблему, надо, по-видимому, отталкиваться от нескольких ключевых положений, которые могут быть сформулированы следующим образом.

Каждый человек уникален и неповторим по всем своим психическим и физическим качествам (за исключением редко появляющихся однояйцевых близнецов, которые, развиваясь в самостоятельные личности, остаются по большинству свойств копиями друг друга).
Врожденные свойства человека закладываются в момент слияния родительских половых клеток. Данная пара родителей может произвести миллиарды разных сочетаний своих генов, и какая комбинация реализуется - есть дело Случая (или Бога, если Бог управляет случайностью).
Во всех обществах и культурах (кроме самых примитивных, где еще не сложился институт семьи) каждый ребенок всегда происходил от двух родителей, которые обычно ему были известны.
К XXI веку общепризнано, что человек не является товаром; торговля людьми относится к явно криминальной сфере.
Широко принимается, что лишение человека жизни является недопустимым. Это положение, однако, достаточно спорно, как применительно к практике смертной казни по решению суда, так и к эвтаназии - помощи в безболезненном уходе из жизни неизлечимых и физически страдающих больных.
С научной точки зрения не следует стремиться к генетическому "улучшению" человеческого рода; во-первых, разнообразие является условием благополучного существования любой популяции живых организмов, в том числе и человека; во-вторых, невозможно на научной основе сформулировать критерии, которым должен соответствовать "идеальный человек".

Отталкиваясь от этих положений, попробуем рассмотреть недавно проведенные или ожидаемые эксперименты с человеческими клетками и зародышами.

Терапевтическое "клонирование". На самом деле эта процедура настоящим клонированием не является, поскольку не сопровождается помещением способного к развитию зародыша в матку женщины. Речь идет о манипуляциях с соматическими клетками, приводящих к их "омоложению". Получение таким образом стволовых клеток для использования в медицинских целях принципиально не отличается от пересадки кожи с одной части тела на другую при лечении ожогов или трансплантации костного мозга от одного человека другому. Употребление при этом термина "клонирование" только создает ажиотаж и вводит в заблуждение.

Репродуктивное клонирование. Если полученный "в пробирке" зародыш с генетическим материалом соматической клетки возвращается в матку, создается возможность действительно получить клон, то есть существо, копирующее физические и врожденные психические свойства донора генетического материала. Вероятно, такие дети появятся в ближайшие годы - слишком уж много говорится об этой возможности. Опасности для генетического благополучия человечества (для человеческого генофонда) клонирование представлять не может - эта процедура никогда не заменит естественное воспроизводство и не сможет заметным образом сократить разнообразие генотипов в человеческих популяциях. Естественно-научные возражения против клонирования заключаются в том, что технически процедура недостаточно отработана и может привести к появлению физически дефектных детей. Кто в таком случае несет за это ответственность? Кто будет содержать и воспитывать неполноценного ребенка? Сомнительность с этической точки зрения процедуры клонирования состоит в том, что нарушаются естественные принципы уникальности личности и происхождения каждого человека от двух родителей. Можно опасаться, что в семье и обществе "клонированный" ребенок не будет чувствовать себя комфортно, а его психическое развитие заведомо будет проходить с искажения ми. С религиозной точки зрения рождение каждого человека выражает промысел Бога (при этом предполагается, что Бог управляет случайностью, или, иначе говоря, "играет в кости"). В таком случае смерть человека есть тоже Божий промысел, следовательно, надо осуждать и реанимацию, особенно выведение человека из состояния клинической смерти. Последнее, однако, делается с благой целью - помочь человеку. Тогда надо рассматривать и оценивать и мотивы для клонирования: есть ли это тщеславие, эгоизм, стремление к материальной выгоде или желание бесплодных родителей иметь детей, воспроизводящих их генотип. Можно представить и такую ситуацию, когда 50-летние родители, потерявшие сына или дочь, хотят воспроизвести своего ребенка. Если соматические клетки были соответствующим образом законсервированы при жизни человека, они могут быть использованы для клонирования.

Рассмотрение мотивов для клонирования переводит проблему из этической или религиозной плоскости в юридическую: допустимость клонирования в каждом конкретном случае могла бы решаться так же, как и вопрос об усыновлении ребенка (разумеется, с возможностью ошибок, криминальных ситуаций и тому подобного).

Производство генетически модифицированных детей. Первые такие дети были получены доктором Коэном. Как указывалось, в этих случаях в оплодотворяемую in vitro яйцеклетку пересаживали митохондрии другой женщины. Если все полученные с помощью этой процедуры дети развиваются нормально (сообщения о противном не было), то трудно найти весомые аргументы против данного метода преодоления бесплодия. В митохондриальной ДНК находится 37 генов; от женщины - донора цитоплазмы ребенок получил 37 генов вдобавок к 30 000 генов от матери и 30 000 генов от отца. Трудно признать, что у данного ребенка две "матери" (к тому же надо напомнить, что митохондриальные гены не сказываются заметным образом на физических или психических признаках). Нельзя опасаться и каких-либо юридических коллизий в случае проведения таких операций. Пересадка митохондрий в яйцеклетку может восприниматься так же как, например, переливание донорской крови новорожденному с той, конечно, разницей, что пересаженные митохондрии могут сохраняться в клетках в течение жизни и даже быть переданы потомству (если полученный таким образом ребенок - девочка).

Подобные эксперименты открывают путь для пересадки в человеческую яйцеклетку чужих ядерных генов. Пересадка отдельных генов человека в яйцеклетку с лечебными целями вряд ли может вызывать возражения. Показания к подобным пересадкам следует ограничивать решением медицинских задач. Удовлетворение родительского тщеславия (например, придание будущему ребенку генов каких-либо выдающихся способностей - в перспективе это может стать реальным) должно быть исключено.

Следует запретить и пересадку генов других организмов, поскольку возможные последствия таких манипуляций заранее рассчитать невозможно, а с эмоциональной, этической или религиозной точек зрения создание человека с животными (растительными, бактериальными) генами, скорее всего, будет вызывать общее неприятие.

Производство детей запланированного или желаемого генотипа. Речь идет об отборе среди многих полученных "в пробирке" зародышей тех, которые имеют желаемый генотип. По мере достижения все большего успеха в расшифровке генома человека число генных вариантов, которые можно будет тестировать, стремительно возрастет. Проведение искусственного отбора эмбрионов есть явное стремление к соперничеству с Божьим промыслом и, очевидно, с религиозной точки зрения будет осуждаться. Когда речь идет об исключении зародышей с явно патологическими генами, чисто научных возражений быть не может. Сколь, однако, далеко можно идти по этому пути? Вправе ли родители "заказывать" ребенка с генами долголетия, музыкальных или математических способностей, с определенным цветом глаз или формой носа? Все это в ближайшие 10 лет может стать реальным. Как и в других случаях, по-видимому, должны рассматриваться цели данной манипуляции и обоснованность желаний родителей. Разумеется, законодательные ограничения будут способствовать уходу части клиник и лабораторий репродукции "в подполье", однако серьезной общественной опасности деятельность подобных клиник представлять не может из-за ограниченного круга их клиентов. Проблема состоит в том, что ребенок превращается в товар и может стать не целью, а средством. Так уже происходит при использовании клеток "запланированного" ребенка для лечения его ранее родившихся братьев и сестер. Легко представить цепочку вариантов такой ситуации, ведущую к преступлениям.

Итак, достижения экспериментальной генетики и эмбриологии позволяют производить на высших организмах совершенно фантастические эксперименты. Многие из этих достижений могут быть применены и к человеку. Открывающиеся возможности требуют широкого обсуждения, причем не только в среде специалистов. Обществу необходим если не консенсус, то, во всяком случае, определенное мнение большинства о приемлемости или недопустимости тех или иных генетических манипуляций (как, например, выработалось отношение к аборту и к эвтаназии). Разумеется, общественность должна быть хорошо информирована о сути новых достижений науки, о получаемых результатах и о возможных негативных последствиях.

Тестирование по теме «Селекция»

1. Аутбридинг - это:

1)скрещивание между неродственными особями одного вида;

2)скрещивание различных видов;

3)близкородственное скрещивание;

4)нет верного ответа.

2. Гибриды, возникающие при скрещивании различных видов:

1)отличаются бесплодностью;

2)отличаются повышенной плодовитостью;

3)дают плодовитое потомство при скрещивании с себе подобными;

4)всегда бывают женского пола.

3. Полиплоидия заключается в:

1)изменении числа отдельных хромосом;

2)кратном изменении гаплоидных наборов хромосом;

3)изменении структуры хромосом;

4)изменении структуры отдельных генов.

4. Центром происхождения культурных растений считаются районы, где:

1)обнаружено наибольшее число сортов данного вида;

2)обнаружена наибольшая плотность произрастания данного вида;

3)данный вид впервые выращен человеком;

4)нет верного ответа.

5. Близкородственное скрещивание применяют с целью:

1)поддержания полезных свойств организма;

2)усиления жизненной силы;

3)получения полиплоидных организмов;

4)закрепления ценных признаков.

6. Гетерозис наблюдается при:

1)близкородственном скрещивании;

2)скрещивании отдаленных линий;

3)вегетативном размножении;

4)искусственном оплодотворении.

7. В клеточной инженерии при гибридизации используют следующие клетки:

1)половые;

2)соматические;

3)недифференцированные эмбриональные;

4)все перечисленные.

8. В основе селекции лежит:

1)движущий естественный отбор

2)искусственный отбор

3)стабилизирующий естественный отбор

4)борьба за существование

9. Искусственный мутагенез применяется в:

1)селекции собак 2)лечении людей

3)селекции микроорганизмов 4)селекции крупного рогатого скота

10. Клонирование невозможно из клеток:

1)эпидермиса листа 2)корня моркови

3)зиготы коровы 4)эритроцита человека

11. Учение о центрах происхождения культурных растений сыграло важную роль в:

1)изучении мутационного процесса

2)развитии метода прививки

3)одомашнивании растений

4)развитии систематики культурных растений

12. На ранних этапах одомашнивания растений и животных применялся:

1)искусственный отбор 2)метод ментора

3)бессознательный отбор 4)межпородное скрещивание

13. Обработка картофеля колхицином ведет к:

1) полиплоидии 3) гибридизации

2) генным мутациям 4) гетерозису

14. Одним из эффектов, сопровождающих получение чистых линий в селекции, является:

1)гетерозис 2)бесплодие потомства

3)разнообразие потомства 4)снижение жизнеспособности

15. Разработать способы преодоления бесплодия межвидовых гибридов впервые удалось:

1)К.А. Тимирязеву; 2)И.В. Мичурину;

3)Г.Д. Карпеченко 4) Н.И. Вавилову

16. Однородную группу растений с хозяйственно-ценными признаками, созданную человеком, называют:

1)видом 2)породой;

3)сортом; 4) штаммом

17. Примером применения в селекции искусственного мутагенеза является:

1)облучение семян пшеницы рентгеновскими лучами

2)прививка дикой формы яблони на культурную

3)пересадка гена в бактерию

4)выведение декоративных растений

18. Наиболее эффективным методом селекции животных является:

1)отдаленная гибридизация 2)полиплоидия

3)искусственный мутагенез 4)межпородное скрещивание и отбор

19.«Эволюцией, направляемой волей человека», по выражению Н. Вавилова, можно назвать:

1)получение модификационных изменений

2)выведение новых пород и сортов

3)естественный отбор

20. Явление, которое лежит в основе получения высокоурожайных отдаленных гибридов, называется:

1)инбридинг 3) гетерозис

2) самоопыление 4) полиплоидия

21. Центр происхождения культурного томата:

1)Южно-американский; 2) Южно-азиатский тропический;

3)Средиземноморский; 4)Среднеамериканский

22. Явление, при котором происходит многократное увеличение числа хромосом в геноме, называется:

1)полиплоидия 2)полимерия

3) поливалентность 4) полигамия

23. Многообразие пород собак является результатом:

1)естественного отбора 2)искусственного отбора

3)мутационного процесса 4)модификационной изменчивости

24. Полиплоидия как правило встречается у:

1)человека 2)всех живых существ

3)животных 4)растений

25. В биотехнологических процессах чаще всего используются:

1)позвоночные животные 2)бактерии и грибы

26. Гетерозис возникает при:

1)близкородственном скрещивании

2)вегетативном размножении

3)скрещивании отдаленных линий

4)мутагенезе

27. Центр происхождения таких растений, как виноград, олива, капуста, чечевица, находится в:

1)Восточной Азии 2)Центральной Америке

3)Южной Америке 4)Средиземноморье

28. Инбридинг — это:

1)скрещивание различных видов

2)скрещивание близко родственных организмов

3)скрещивание различных чистых линий

4)увеличение числа хромосом у гибридной особи

29. Порода собак представляет собой:

1)род 2)вид

3)природную популяцию 4)искусственную популяцию

30. Центр происхождения кукурузы:

1)Абиссинский 2)Центральноамериканский

3)Южноазиатский 4)Восточноазиатский

31. Для селекции микроорганизмов наиболее часто используются методы:

1)искусственного мутагенеза

2)межвидовой гибридизации

3)искусственной полиплодизации

4)близкородственных скрещиваний

32. Методы создания новых сортов растений и пород животных изучает наука:

1)селекция; 2)цитология;

3)эмбриология; 4)генетика

33. Выдающийся отечественный ученый и селекционер, занимавшийся выведением новых сортов плодовых деревьев:

3)Г.Д. Карпеченко; 4)B.C. Пустовойт

34. Центры многообразия и происхождения культурных растений установил:

1)Н.И. Вавилов; 2)И.В. Мичурин;

3)Б.Л. Астауров; 4)Г.Д. Карпеченко

35. Главная задача селекции:

1)изучение строения и жизнедеятельности культурных

растений и домашних животных;

2)исследование закономерностей наследования признаков;

3)изучение взаимосвязи организмов и среды их обитания;

4)выведение новых сортов растений и пород животных

36. При получении чистых линий у растений снижается жизнеспособность особей, так как

1) рецессивные мутации переходят в гетерозиготное состояние

2) увеличивается число доминантных мутаций

3) рецессивные мутации становятся доминантными

4) рецессивные мутации переходят в гомозиготное состояние

37. Близкородственное скрещивание в селекции животных используют

1) для закрепления желательных признаков

2) для улучшения признаков

3) для увеличения гетерозиготных форм

4) для отбора наиболее продуктивных животных

38. Получением гибридов на основе соединения клеток разных организмов с применением специальных методов занимается

1) клеточная инженерия 2) микробиология

3) систематика 4) физиология

39. Выделением из ДНК какого-либо организма определенного гена или группы генов, включением его в ДНК вируса, способного проникать в бактериальную клетку, с тем чтобы она синтезировала нужный фермент или другое вещество, занимается

1)клеточная инженерия 2)генная инженерия

3)селекция растений 4)селекция животных

40. Метод получения новых сортов растений путем воздействия на организм ультрафиолетовыми или рентгеновскими

лучами, называют

1)гетерозисом 2)полиплоидией

3)мутагенезом 4)гибридизацией

41. В основе создания селекционерами чистых линий культурных растений лежит процесс

1)сокращения доли гомозигот в потомстве

2)сокращения доли полиплоидов в потомстве

3)увеличения доли гетерозигот в потомстве

4)увеличения доли гомозигот в потомстве

42. Большое значение имело открытие центров многообразия и происхождения культурных растений Н.И. Вавиловым для