چگونه یک حیوان را شبیه سازی کنیم؟ چگونه یک فرد را کلون کنیم؟ چگونه یک گیاه را شبیه سازی کنیم؟ دالی گوسفند چگونه شبیه سازی شد؟ و کلون چیست؟

چگونه یک کلون ایجاد کنیم؟

همانطور که مشخص است، در فرآیند تولید مثل اکثر موجودات عالی، دختر نیمی از ژن ها را از پدر و نیمی از مادر دریافت می کند، یعنی از نظر ژنوتیپ (مجموعه ژن ها) هم از پدر و هم از مادر متفاوت است.

در زیست شناسی، کلون ها موجوداتی هستند که ژنوتیپ یکسانی دارند.

لازم به یادآوری است که تقریباً غیرممکن است که هنگام شبیه سازی - در این فرآیند یک کپی کاملاً دقیق بدست آورید توسعه فردیبرخی از ژن ها می توانند "کار کنند" و برخی "ساکت"؛ فعال شدن ژن های خاص می تواند تحت تأثیر عوامل خارجی باشد.

چگونه یک حیوان را شبیه سازی کنیم؟

اولین آزمایش های موفقیت آمیز در شبیه سازی حیوانات در اواسط دهه 1970 توسط جنین شناس انگلیسی جی. گوردون انجام شد، زمانی که یک قورباغه جدید با پیوند هسته یک سلول بچه قورباغه به تخم قورباغه به دست آمد.

گروهی از محققان اسکاتلندی از موسسه Roslyn و PPL Therapeuticus به رهبری ایان ویلموت سهم قابل توجهی در حل مشکل شبیه سازی پستانداران داشتند. در سال 1996، آنها انتشارات خود را در مورد تولد موفق گوسفند مگان و مورگان در نتیجه انتقال هسته های سلولی از جنین گوسفند به تخم های بارور نشده گوسفند منتشر کردند. در سال 1997، گروه ویلموت از هسته یک سلول بالغ (و نه جنینی) استفاده کردند و گوسفندی به نام دالی تولید کردند.

در مورد دالی، از همان فناوری انتقال هسته‌ای برای شبیه‌سازی حیوانات از سلول‌های جنینی استفاده شد.

فرآیند انتقال از دو سلول استفاده می کند. سلول گیرنده یک تخمک بارور نشده است، سلول دهنده از حیوانی که در حال شبیه سازی است گرفته می شود. در مورد گوسفند مگان و مورگان، سلول‌های اهداکننده از جنین گوسفند و در مورد دالی از سلول‌های تمایز یافته (بالغ) از قسمت پایین پستان گوسفندی که چهار ماهه باردار بود استفاده شد. حیوان باردار به این دلیل انتخاب شد که پستان یک گوسفند باردار به طور فعال در حال رشد است، یعنی سلول های آن به طور فعال تقسیم می شوند و با افزایش زنده ماندن مشخص می شوند.

با استفاده از یک میکروسکوپ و دو مویرگ بسیار نازک، DNA از سلول گیرنده خارج می شود، سپس سلول اهدا کننده، حاوی هسته ای با DNA کروموزومی، بدون مواد ژنتیکی به سلول تخمک گیرنده متصل می شود.

پس از این، برخی از سلول های ذوب شده شروع به تقسیم می کنند و پس از قرار گرفتن در رحم مادر جایگزین، به جنین تبدیل می شوند.

به گفته متخصصان موسسه Roslin، از هر 30 جنین کاشته شده در مادر جایگزین، تنها یک مورد به طور طبیعی رشد می کند.

بعداً مشخص شد که گوسفند شبیه‌سازی شده «در حال رشد» دالی چندین برابر سریع‌تر از بستگان «به‌طور طبیعی» خود پیر می‌شود. طبق یکی از محتمل ترین توضیحات، پیری به دلیل محدودیت برنامه ریزی شده در تعداد تقسیمات و طول عمر هر سلول از موجودات بالاتر رخ می دهد. طبق یک نسخه، این با طول بخش های انتهایی بازوهای کروموزوم - تکرارهای تلومری تعیین می شود. با هر تقسیم سلولی، طول آنها کاهش می یابد، که بر این اساس، زمان باقیمانده عمر مجاز برای سلول را تعیین می کند. از آنجایی که سلول یک حیوان بالغ که قبلاً دست‌کم چندین تقسیم شده بود، به‌عنوان سلول اهداکننده در هنگام ایجاد دالی مورد استفاده قرار گرفت، تلومرهای کروموزوم‌های او تا آن زمان تا حدودی کوتاه شدند، که می‌توانست سن بیولوژیکی کلی شبیه‌سازی شده را تعیین کند. ارگانیسم

چگونه یک فرد را کلون کنیم؟

از زمان تولد گوسفند شبیه سازی شده، بحث هایی در سرتاسر جهان در مورد لزوم ممنوعیت یا اجازه شبیه سازی انسان وجود داشته است.

باید به خاطر داشت که ارگانیسم هایی با ژنوتیپ یکسان، یعنی کلون های طبیعی، دوقلوهای یکسان هستند. به همین ترتیب، یک "کلون" مصنوعی به دست آمده از یک فرد، تنها دوقلو کوچکتر اهداکننده DNA خواهد بود. درست مانند دوقلوها، کلون و اهداکننده DNA خواهند داشت چاپ های مختلفانگشتان دست کلون هیچ یک از خاطرات فرد اصلی را به ارث نخواهد برد.

چگونه یک گیاه را شبیه سازی کنیم؟

شبیه سازی گیاهان، بر خلاف شبیه سازی حیوانات، فرآیندی رایج است که هر باغبان یا باغبانی با آن مواجه است. هنگامی که یک گیاه توسط شاخه ها، قلمه ها یا پیچک ها تکثیر می شود، این نمونه ای از شبیه سازی است. دقیقاً به این صورت است که یک گیاه جدید با ژنوتیپ مشابه با گیاه اهداکننده شاخساره بدست می آید. این به دلیل این واقعیت است که با رشد گیاهان، سلول ها توانایی اجرای تمام اطلاعات ژنتیکی موجود در هسته را از دست نمی دهند.

بر اساس مطالب http://www.rusbiotech.ru/ و http://ru.wikipedia.org

از زمانی که گوسفند معروف دالی، که بدون شرکت نر به دنیا آمد، به دنیا نشان داده شد، علاقه به شبیه سازی حتی در بین افرادی که از علوم زیستی بسیار دور هستند کم نشده است. و البته بیشترین سوال اصلی: "آیا می توان یک فرد را شبیه سازی کرد؟" علاوه بر این، هر از گاهی یک تیتر هیجان انگیز در جایی ظاهر می شود: "دانشمندان انگلیسی (آمریکایی، ژاپنی، چینی - در صورت لزوم درج کنید) با موفقیت یک فرد را شبیه سازی کردند!" درست است، این سرفصل ها در سالنامه های علمی یا در وب سایت موسسات تحقیقاتی و آکادمی ها ظاهر نمی شوند - اما چه نوع آدم عامی و محترمی که نشریات علمی جدی می خواند!

اما به طور جدی ... از نظر تئوری امکان پذیر است. چرا می گوییم "نظری"؟ بله، زیرا هنوز یک آزمایش واحد انجام نشده است و فقط می توان به صورت تئوری صحبت کرد. دانشمندان عجله ای برای شروع تمرین ندارند و دلایلی برای این وجود دارد ... و در اینجا به طور خلاصه از واقعیت عینیو به داستان های علمی تخیلی روی بیاورند.

در یکی از قسمت‌های سریال علمی تخیلی Star Trek: نسل بعدی، خدمه کشتی فضایی Enterprise با سیاره‌ای مرموز روبرو می‌شوند که در آن نوادگان خدمه کشتی دیگری که زمانی سقوط کرده، زندگی می‌کنند. قهرمانان شگفت زده می شوند که در میان ساکنان افراد زیادی وجود دارند که شبیه به هم هستند و به زودی این افراد یک خواسته عجیب را مطرح می کنند: تحویل همه کودکانی که در هیئت مدیره اینترپرایز هستند.

به نظر می رسد که این افراد برای چندین نسل با شبیه سازی تولید مثل می کردند (بالاخره، ایجاد جمعیت زیادی از چند خدمه بازمانده به طور طبیعی غیرممکن بود) - به همین دلیل است که افراد مشابه زیادی در بین آنها وجود دارد و مهمتر از همه. انباشته شدن خطاهای ژنتیکی در فرآیند شبیه سازی منجر به این شد که نسل آخر حتی به این شکل هم قابل تکثیر نباشد! به همین دلیل به فرزندان دیگران نیاز داشتند...

داستان علمی تخیلی همیشه به عنوان خود عمل نمی کند، اما در این مورد ایده نویسندگان بسیار نزدیک به واقعیت بود. همان گوسفند دالی به دلیل موفقیت آمیز بودن این آزمایش به عموم مردم نشان داده شد، اما چند نفر ناموفق بودند؟ صدها! مرگ داخل رحمی جنین، مرگ بلافاصله پس از تولد، تورم، ناهنجاری های جفت، نقص ایمنی - این تنها بخش کوچکی از لیست نقض هایی است که دانشمندان در آزمایش های شبیه سازی حیوانات با آن مواجه شدند. حیوانات اغلب با نقایص جدی قلبی و سایر نقایص حیاتی متولد می شدند. اندام های مهمو این به دلیل همان خطاهای ژنتیکی بود. در نتیجه، هیچ کس تضمین نمی کند که هنگام شبیه سازی یک فرد، برای هر فرد سالم چند صد معلول وجود نداشته باشد - بسیار بیشتر از زمان تولید مثل طبیعی. با نتیجه یک آزمایش ناموفق چه کنیم؟ این یک گوسفند نیست که شما فقط بتوانید آن را بردارید و بکشید - این یک شخص است، قتل او یک جرم جنایی خواهد بود ... یا اینطور نخواهد بود؟ شاید یک فرد شبیه سازی شده یک فرد تمام عیار با تمام حقوق شهروندی تلقی نشود؟ این بشریت قبلاً در زمان های قدیم، بدون هیچ گونه شبیه سازی، "گذر کرده" - و هیچ کس نمی خواهد به این ...

سوال شبیه سازی انسان را می توان تا حدودی متفاوت مطرح کرد: برای چه؟ امکان شبیه‌سازی میمون‌های بزرگ را می‌توان بدون هیچ مشکل اخلاقی خاصی در نزدیک‌ترین حیوان به انسان - شامپانزه‌ها - بررسی کرد. بررسی تفاوت های روانی در افراد از نظر ژنتیکی یکسان؟ این مورد به خوبی در مورد دوقلوها مورد مطالعه قرار گرفته و همچنان ادامه دارد. شبیه سازی انسان چه ارزش عملی می تواند داشته باشد؟

کسانی که شبیه سازی را بر اساس فیلم های علمی تخیلی مانند "روز ششم" قضاوت می کنند، معمولاً موضوع را اینگونه تصور می کنند: اکنون ما در حال شبیه سازی A.S. پوشکین هستیم - و او بلافاصله شروع به نوشتن شاهکارهایی برای ما خواهد کرد. در واقعیت، همه چیز تا حدودی متفاوت اتفاق می افتد: کلون به عنوان یک فرد بالغ و "آماده برای خوردن" از اتوکلاو خارج نمی شود - این جنینی است که با معمول تفاوت دارد فقط در این که یک کپی ژنتیکی دقیق است. مادری (دقیقاً ژنتیکی - سایر عواملی که دانشمندان بر رشد داخل رحمی نیز تأثیر می‌گذارند اپی ژنتیکی نامیده می‌شوند، بنابراین کلون حتی در یک کپی دقیق نخواهد بود. حس فیزیکی). سپس این جنین در رحم کاشته می شود (و در دستگاه قرار نمی گیرد - چنین وسایلی وجود ندارد و در آینده قابل پیش بینی انتظار نمی رود) ، جایی که رشد می کند همانطور که جنینی از گونه خود باید رشد کند ، سپس متولد می شود ، رشد می کند. توسعه می یابد... و اگر یک فرد است، باز هم باید آموزش ببیند و آموزش ببیند. یک کلون از A.S. پوشکین، حتی اگر او را خلق کنیم، به افسانه های آرینا رودیونونا گوش نمی دهد، در لیسه Tsarskoe Selo درس نخواهد خواند... و بسیاری از چیزها در کودکی او نخواهد بود که "اصلی" را به یک شاعر بزرگ تبدیل کرده است. .

شاید استدلال اصلی علیه شبیه سازی نابغه ها دقیقاً این باشد که افرادی که این کودکان را بزرگ می کنند در ابتدا دانش آموزان خود را نابغه می دانند ... چنین "آزمایشی" اغلب توسط برخی از والدین غیرمسئول انجام می شود ، فقط آنها رشد نمی کنند. تا نویسندگان یا دانشمندان و نوازندگان بزرگ، اما هیستریک و نوراستنیک معمولی.

ایده "تولید نوار نقاله" سربازان ایده آل به همان اندازه مشکوک به نظر می رسد - از این گذشته ، چنین "ارتش آینده" ابتدا به "ارتشی" از مادران جایگزین نیاز دارد ... و قدرت نظامیایالات در دنیای مدرننه چندان توسط ماهیچه های سربازان که با وجود سلاح های پیشرفته تعیین می شود - و اگر می خواهیم ارتش را تقویت کنیم، استفاده از منابع دولتی در این "جبهه" بسیار منطقی تر است.

امید به اینکه شبیه سازی یک فرد را جاودانه کند کاملاً بی معنی است: حتی اگر بتوانیم کل تجربه زندگی نسخه اصلی را کپی و در مغز یک کلون بارگیری کنیم (همانطور که قهرمانان فیلم "روز ششم" انجام می دهند - در واقعیت چنین فناوری وجود ندارد و انتظار نمی رود)، باز هم نسخه اصلی نمی توانست خود را در آن مجسم کند و بگوید: "اینجا، این من هستم - دوباره جوان." حداکثر کاری که او می تواند انجام دهد این است که به کلون خود نگاه کند و فکر کند: "من در جوانی اینگونه بودم." یک خودخواه که نگران حفظ "خود محبوبش" است (و افراد دیگر معمولاً به جاودانگی فکر نمی کنند) به وضوح از این گزینه راضی نیست.

من نمی توانم اظهارات یکی از شهروندان را که پشت نام مستعار و آواتار خود پنهان شده بود به یاد نیاورم شبکه اجتماعی(مشکوک است که به صورت کسی چنین چیزی بگوید): به کمک شبیه سازی می توان زنان زیبا را تکثیر کرد و به مردان تقسیم کرد و همه زنان دیگر را نابود کرد... چه بگویم؟ این شهروند قطعا زنان را مردم نمی داند. اما این مشکل اصلی شبیه‌سازی انسان را بیان می‌کند: برای انجام این کار، ما باید یک شخص را یک شخص تلقی نکنیم.

بنابراین، سؤال در مورد امکان شبیه سازی انسان را می توان اینگونه پاسخ داد: از نظر تئوری امکان پذیر است، اما هیچ کس این کار را انجام نمی دهد، حداقل به دلیل عدم درک عملی. به نظر می رسد ایده شبیه سازی اندام ها و بافت های فردی برای پیوند بسیار مرتبط تر است (و از نظر اخلاقی چندان حاد نیست) ... اما اجرای عملی آن هنوز بسیار دور است.

شبیه سازی انسان دیگر مانند 20-30 سال پیش خارق العاده به نظر نمی رسد. در این شماره در مورد اینکه چقدر دانشمندان در این زمینه پیشرفت کرده اند و چقدر زود می توانیم برای خود کلون بسازیم صحبت خواهیم کرد.

شاید از برادران کوچکترمان شروع کنیم، زیرا این حیوانات هستند که موفقیت های اصلی را در امور شبیه سازی نشان می دهند. البته، نمی‌توانیم گوسفند دالی را نادیده بگیریم، که اولین پستاندار شبیه‌سازی شده در سال 1995 شد. و در 24 ژانویه سال جاری، دانشمندان چینی رسماً از شبیه سازی موفقیت آمیز یک میمون خبر دادند که بشریت را بسیار به ساخت نسخه های خود نزدیک کرد. اما چنین آزمایش های علمی در درجه اول با هدف مطالعه بیماری های ژنتیکی و روش های جدید مبارزه با سرطان است که سالانه جان میلیون ها نفر را می گیرد.

کلون های تازه متولد شده اغلب از نقایص غول پیکر، کبد، قلب و مغز رنج می برند که به همین دلیل حیوانات به سادگی می میرند. این یکی از جنبه های اصلی جلوگیری از شبیه سازی انسان است. همچنین، به لطف نویسندگان علمی تخیلی، مردم در مورد هویت مطلق یک کلون نه تنها در ظاهر، بلکه به عنوان مثال، در شخصیت فکر می کنند. متأسفانه این عامل قابل کنترل نیست، زیرا آگاهی انسان نه تنها توسط ژنتیک شکل می گیرد.

اگر در مورد شبیه سازی کامل DNA انسان صحبت کنیم، چنین روش هایی در اکثر کشورها ممنوع است، که، با این حال، در توسعه ژنتیک دخالت نمی کند. دانشمندان موفق به حفظ خون بند ناف انسان و رشد سلول های بنیادی از آن شده اند. اما آنها مصالح ساختمانی برای رشد اندام های جدید هستند. بر این لحظهبشر در حال حاضر تجربه پیوند نه تنها پوست و استخوان، بلکه مثانه و نای را نیز دارد.

ذکر این نکته ضروری است که روش دیگری برای شبیه سازی وجود دارد که باعث ایجاد آن در جامعه می شود مقدار زیادیاختلافات این کشت یک جنین انسان کامل متشکل از حدود 100 سلول است. بیومتریال آن برای رشد اندام ها و سایر اهداف درمانی مناسب است. درست است، چنین رویه هایی فقط در ایالات متحده آمریکا، هند و بریتانیا و همچنین در برخی از مناطق استرالیا مجاز است.

در نهایت، همچنین شایان ذکر است که با وجود توسعه فناوری، ما هنوز در یک جامعه عمیقاً مذهبی زندگی می کنیم. پاپ و پاتریارک کلیسای ارتدکس روسیه علیه ایده تلاش شخصی در نقش خدا صحبت می کنند و فقدان تضمین برای زنده ماندن جنین باعث می شود که در مورد اخلاق شبیه سازی فکر کنید. همه این عوامل و همچنین کنوانسیون‌های بین‌المللی مختلف، بعید است که اجازه شبیه‌سازی قانونی انسان را در قرن آینده بدهند، که البته مانع از آزمایش‌های مخفی نمی‌شود که به احتمال زیاد توسط شرکت‌های پزشکی بین‌قاره‌ای انجام می‌شوند.

دانشمندان کالیفرنیا موفق به شبیه سازی پنج جنین انسان شدند که پنج روز پس از شروع آزمایش از بین رفتند.

گروهی از دانشمندان کالیفرنیا گزارش دادند که توانستند پنج جنین انسان را شبیه سازی کنند. به گزارش RBC، محققان آزمایشی را برای ایجاد سلول های بنیادی حاوی مواد ژنتیکی یک فرد خاص انجام دادند.

دانشمندان از روش انتقال هسته سلول سوماتیک (SCNT) استفاده کردند که در سال 1996 معرفی شد. در طول شبیه سازی دالی گوسفند. منظور از این روش حذف هسته تخمک اهداکننده و معرفی هسته حاوی اطلاعات DNA است. سلول های پوست دو مرد به عنوان منبع DNA مورد استفاده قرار گرفتند.

جنین ها پس از پنج روز برای مطالعه دقیق مواد حاصل از بین رفتند. اگر داده ها تایید شوند، این اولین تلاش موفقیت آمیز برای شبیه سازی یک فرد خواهد بود.

تاکنون دانشمندان تلاشی برای استخراج سلول های معجزه آسا از رویان های تازه رشد نکرده نکرده اند، زیرا این امر منجر به از بین رفتن جنین ها می شود. لئونارد سون، محقق سلول‌های بنیادی در هاروارد می‌گوید: در آزمایش‌های دیگر، دانشمندان جنین‌های انسان را از سلول‌های جنینی سایر جنین‌ها شبیه‌سازی کردند. - با این حال، اکنون مشخص شده است که افراد را می توان بیشتر شبیه سازی کرد راه آسان" پیشرفت این است که ما جنینی را با استفاده از سلول های بالغ رشد کرده ایم.

ما از 25 تخمک اهداکننده پنج بلاستوسیست ایجاد کردیم. اندرو فرنچ، مدیر پروژه می گوید: این میزان موفقیت بسیار بالایی است.

دانشمندان این اتهامات را رد کردند که تحقیقات آنها از نظر اخلاقی غیرقابل قبول است. "زیرا تعداد زیادی اززوج‌هایی که تحت درمان ناباروری قرار می‌گیرند، تمایل خود را برای شرکت در این مطالعه ابراز کرده‌اند، سپس ما معتقدیم که روش توصیف‌شده برای تهیه تخمک اهدایی مناسب و از نظر اخلاقی قابل قبول است.» تعدادی از بیماری ها

بسیاری از دانشمندان از تحقیقات در این زمینه استقبال کرده اند. «این مناسب‌ترین توصیف از تکنیک‌های شبیه‌سازی با استفاده از مواد انسانی است. رابین لاول-باج از مرکز زیست شناسی سلول های بنیادی در شورای تحقیقات پزشکی بریتانیا می گوید: با این حال، ما هنوز تا رسیدن به هدف دستیابی به سلول های بنیادی جنینی فاصله داریم. ایان ویلموت، پدر دالی گوسفند، گفت: "امیدوارم نویسندگان این فرصت را داشته باشند که به تحقیقات خود ادامه دهند و زنجیره ای از سلول های بنیادی را به دست آورند."

با این حال، موضوع شبیه سازی انسان مدت هاست که در جامعه بحث برانگیز بوده است. جرج دبلیو بوش، رئیس جمهور ایالات متحده، با استفاده از جنین انسان برای به دست آوردن سلول های بنیادی مخالفت کرد و لایحه ای را که برای افزایش بودجه فدرال برای چنین پروژه هایی طراحی شده بود، رد کرد. واتیکان نیز تحقیقات در این زمینه را محکوم کرد.

امروزه اکثر کشورهای جهان تولید مثل را ممنوع می کنند شبیه سازیاز مردم. با این حال، سال گذشته دانشمندان بریتانیایی موفق به کسب مجوز از مقامات نه تنها برای درمان شبیه سازیبه گزارش روزنامه سگدنیا (جنین ها برای به دست آوردن سلول های بنیادی رشد می کنند و پس از 14 روز از بین می روند) جنین های انسانی، اما همچنین برای آزمایش های تلاقی ژنتیکی حیوانات و افراد در سطح جنینی. فعالیت دانشمندان ژنتیکتوسط هیئت های نظارت ویژه ای که بر خلوص آزمایش ها نظارت می کنند، کنترل می شود.

ابتکار دانشمندان آمریکایی اولین تلاش برای ایجاد یک کلون انسانی نیست. در سال 2004، دکتر یونانی پاناگیوتیس زاووس اعلام کرد که موفق شده است جنین انسان را با رشد سلول های گرفته شده از آن شبیه سازی کند. مردگان، در یک تخم گاو خالی او با مواد ژنتیکی گرفته شده از سه اهدا کننده آزمایش کرد - یک نوزاد یک و نیم ساله که پس از عمل جراحی فوت کرد، یک دختر یازده ساله که در یک تصادف رانندگی جان خود را از دست داد و یک مرد 33 ساله. که با ماشین برخورد کرد زاووس ادعا کرد که او اجازه داد سلول ها فقط برای مدت کوتاهی تکثیر شوند و به محض اینکه تعداد آنها به 64 رسید این روند را متوقف کرد. در استرالیا یک فرقه کامل از "کلون پرستان" وجود دارد - Raelites. فرقه گرایان شرکت Clonaid را سازماندهی کردند که به گفته آنها با آن برخورد کرد شبیه سازیاز مردم. Clonaid حدود 30 کلون رشد کرده است. با این حال، فرقه گرایان نتوانستند منشا شبیه سازی شده نوزادان را تایید کنند.