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LE PRINCIPALI SCOPERTE SCIENTIFICHE
Clonazione. Storia ed essenza della scoperta scientifica
Elenco / Le scoperte scientifiche più importanti La storia della clonazione iniziò nei lontani anni Quaranta in URSS. Quindi l'embriologo sovietico Georgy Viktorovich Lopashov sviluppò un metodo per il trapianto (trapianto) di nuclei in un uovo di rana. Ha inviato i risultati della sua ricerca nel giugno 1948 al Journal of General Biology. Lo scienziato è sfortunato. Nell'agosto del 1948 ebbe luogo la famigerata sessione di VASKhNIL, in cui l'indiscussa leadership in biologia del famoso combattente contro la genetica T.D. Lysenko. L'insieme dell'articolo di Lopashov era sparpagliato. Lo farebbe ancora! Lì è stato dimostrato il ruolo principale del nucleo e dei cromosomi in esso contenuti nello sviluppo individuale degli organismi. Come spesso è successo nella storia della scienza russa, la priorità è andata agli embriologi americani Brigge e King, che negli anni Cinquanta hanno condotto esperimenti simili. Un ulteriore miglioramento della metodologia è associato a John Gurdon (Gran Bretagna). Cominciò a rimuovere il proprio nucleo dall'uovo di rana e trapiantarvi diversi nuclei isolati da cellule specializzate. Successivamente iniziò a trapiantare nuclei dalle cellule di un organismo adulto. In alcuni casi, le uova di Gerdon con un nucleo estraneo si sono sviluppate fino a stadi abbastanza tardivi. In uno o due casi su cento, gli individui hanno attraversato lo stadio della metamorfosi e si sono trasformati in rane adulte. È vero, sono così fragili e difettosi che difficilmente si può parlare di una copia assolutamente esatta. Tuttavia, è sorto un grande clamore intorno alla ricerca di Gerdon. Poi per la prima volta hanno iniziato a parlare di clonazione umana. Come scrive il dottore in scienze mediche Leonid Ivanovich Korochkin, il problema della clonazione animale è diventato interessante anche in Russia: "Il programma di clonazione dei mammiferi faceva parte del lavoro congiunto di due laboratori: il mio e l'accademico D.K. Belyaev, che ha attirato l'attenzione sull'idea di Clonazione e ricerca supportata in questo Nel 1974, ho persino fatto un rapporto a una sessione di VASKhNIL, pubblicato nel libro "Teoria genetica della selezione, selezione e metodi di allevamento degli animali" (Novosibirsk: Nauka, 1976) e ho riferito che " al momento, il compito è ottenere un clone di mammiferi", e ha concluso con prematuro ottimismo che questo compito è molto difficile, ma fondamentalmente risolvibile. Le nostre iniziative erano inizialmente ben finanziate, ma presto lo stato ha perso interesse per esse. La conclusione principale che abbiamo fatto sulla base dei risultati che siamo riusciti ad ottenere è stato il riconoscimento dell'inutilità del trapianto nucleare quando si cercava di ottenere un clone di mammiferi. Questa operazione si è rivelata troppo traumatica, è stato preferibile utilizzare il metodo dell'ibridazione somatica, cioè , il trasferimento di un nucleo estraneo fondendo un uovo con una cellula somatica, il cui nucleo doveva essere posto nell'uovo. È stato questo approccio che successivamente Jan Wilmuth ha utilizzato per ottenere la pecora Dolly. A proposito, il suo dipendente ha visitato l'Istituto di citologia e genetica di Novosibirsk dell'Accademia delle scienze dell'URSS e ha parlato con i dipendenti che una volta si sono occupati del problema della clonazione (questo non significa, ovviamente, che abbia sicuramente approfittato delle loro idee) ." Alla fine degli anni '70, lo svizzero-americano Carl Illmensee pubblicò un articolo dal quale risultava che era riuscito a ottenere un clone di tre topi. E ancora una volta il boom clonale soppiantò tutte le altre notizie scientifiche, le fanfare risuonarono di nuovo, annunciando la realizzazione del secolare sogno dell'immortalità dell'umanità, realizzabile, tuttavia, in un modo peculiare - attraverso la produzione artificiale di copie simili di se stessa. L'amarezza della delusione non tardò ad arrivare: nella comunità scientifica si sparse la voce che qualcosa fosse impuro negli esperimenti di Illmensee, che nessuno (anche i più abili sperimentatori) potesse riprodurli. Alla fine fu creata un'autorevole commissione, che pose fine all'opera di Illmensee, riconoscendola inaffidabile. Così, un colpo molto doloroso è stato inferto al problema stesso e la sua risolvibilità è stata messa in discussione. Per un po' regnò la calma. E all'improvviso, come un tuono da un cielo limpido - Dolly la pecora! Nel febbraio 1997 è apparso un rapporto che nel laboratorio di Jan Wilmuth nella città scozzese di Edimburgo presso il Roslyn Institute sono stati in grado di clonare una pecora. Come si è saputo in seguito, solo un esperimento su 236 ha avuto successo. Così è nata la pecora Dolly, contenente il materiale genetico di una pecora adulta morta tre anni fa. Le uova estratte sono state poste in un mezzo nutritivo artificiale con l'aggiunta di siero fetale di vitello ad una temperatura di 37 gradi Celsius ed è stata eseguita un'operazione per rimuovere il loro stesso nucleo. Diverse cellule donatrici sono state utilizzate per fornire all'uovo le informazioni genetiche dell'organismo clonato. Le più convenienti erano le cellule diploidi della ghiandola mammaria di una pecora incinta adulta. "L'embrione in via di sviluppo è stato coltivato per 6 giorni in un ambiente chimico artificiale o nell'ovidotto di una pecora, legato con una legatura più vicina al corno uterino", osserva L. I. Korochkin, potrebbero essersi sviluppati prima della nascita. Un gruppo di scienziati dell'Università di Honolulu, guidato da Ryuzo Yanagimachi, ha deciso di migliorare il metodo Wilmut. Hanno inventato una micropipetta, con la quale è stato possibile rimuovere in modo indolore il nucleo da una cellula somatica e trapiantarlo in un uovo denucleato. Un altro "know-how" del gruppo Yanagimachi è l'uso di nuclei cellulari relativamente meno differenziati che circondano gli ovuli come donatori. Il nucleo trapiantato, differenziato in una certa direzione, e il citoplasma dell'ovulo prima funzionavano, per così dire, in modi diversi. Per garantire relazioni nucleari-citoplasmatiche naturali tra il nucleo e il citoplasma, hanno ottenuto la sincronizzazione dei processi che si verificano nell'uovo e nel nucleo trapiantato in esso. Le ricerche di Wilmuth e degli scienziati di Honolulu hanno portato, senza dubbio, a risultati eccezionali. Ma le prospettive per un loro ulteriore sviluppo dovrebbero essere valutate con cautela. Ottenere una copia assolutamente esatta di questo particolare animale è molto difficile. Almeno, molto più difficile di quanto potrebbe sembrare a prima vista del problema. Il motivo principale è che i cambiamenti strutturali e funzionali nei nuclei nel corso dello sviluppo individuale degli animali sono piuttosto profondi. Se alcuni geni stanno lavorando attivamente, altri sono inattivati e "silenziosi". L'embrione stesso è una specie di mosaico di campi di distribuzione di geni funzionalmente differenti. Più un animale è in alto nella scala evolutiva gerarchica, maggiore è la specializzazione dell'organismo e i cambiamenti sono profondi e più difficili da invertire. "In alcuni organismi", scrive Korochkin, "ad esempio, nel noto parassita intestinale Ascaris, il materiale genetico nelle future cellule germinali rimane invariato durante lo sviluppo, mentre in altre cellule somatiche vengono espulsi interi grandi frammenti di DNA - il portatore di informazioni ereditarie Nei globuli rossi ( eritrociti) degli uccelli, i nuclei si raggrinziscono in un piccolo nodulo e non funzionano, e dagli eritrociti dei mammiferi, che sono evolutivamente più alti degli uccelli, vengono generalmente espulsi come non necessari. moscerino della frutta, Drosophila, i processi inerenti ad altri organismi sono particolarmente chiaramente pronunciati: moltiplicazione selettiva o, al contrario, mancanza di alcuni si tratta di sezioni di DNA che si manifestano in modo diverso in diversi tessuti.Più recentemente, è stato dimostrato che nelle cellule somatiche, durante il loro sviluppo, i cromosomi vengono successivamente accorciati alle loro estremità, nelle cellule germinali una proteina speciale - la telomerasi li completa, li ripristina, cioè i dati ottenuti nuovamente indicano ancora differenze significative tra cellule germinali e somatiche. E, quindi, sorge la questione se i nuclei delle cellule somatiche siano in grado di sostituire completamente ed equivalentemente i nuclei delle cellule germinali nella loro funzione di assicurare il normale sviluppo dell'embrione. Il già citato Carl Illmensee ha studiato come i nuclei differenziati di Drosophila siano in grado di assicurare il normale sviluppo di questo animale da un uovo. Si è scoperto che per il momento l'embrione si sviluppa normalmente, ma già nelle prime fasi dell'embriogenesi si osservano deviazioni dalla norma, si verificano deformità e un tale embrione non è in grado di trasformarsi nemmeno in una larva, per non parlare di una mosca adulta . Nella rana, in quanto creatura meno sviluppata dei mammiferi, i cambiamenti nucleari sono meno pronunciati. E allo stesso tempo, la percentuale di successo nella clonazione, come già notato, è bassa (1-2 percento) ... Ma i mammiferi sono molto più complicati delle rane in termini di struttura e grado di differenziazione cellulare. Naturalmente, il loro tasso di successo non sarà almeno non più alto". Inoltre, non bisogna dimenticare la discrepanza tra le condizioni di sviluppo nell'utero di diverse madri adottive. Ciò significa che in diverse condizioni di sviluppo dell'embrione, gli stessi geni manifesteranno la loro azione in modi diversi. Poiché ci sono migliaia di tali geni, la probabilità di una completa somiglianza dei "cloni" non sarà molto alta. Sulla base di questa conclusione, gli esperti ritengono che la clonazione umana completa, ad esempio, sia impossibile. "Molto rumore per nulla", ha detto Venter, capo del progetto di sequenziamento del genoma umano, a proposito della controversia sulla clonazione. - Puoi creare una persona che assomigli al tuo gemello, ma la probabilità che il suo carattere e i suoi interessi siano gli stessi dei tuoi è vicina allo zero. "È impossibile 'fotocopiare' le persone", afferma lo scienziato. Autore: Samin D.K.
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