Кто занимается клонированием организмов профессия

Опубликовано: 01.07.2024

Клонирование, как его понимают сегодня, это технология получения идентичных копий путем полного замещения клеточного ядра. Ученых, которые занимаются клонированием организмов, называют генными инженерами или генетиками. Идентичность организмов в природе не нова. У некоторых организмов это единственный способ размножения. Бактерии воспроизводятся, только клонируя самих себя. Черенкование роз, укоренение малины – тоже клонирование. Такой же способ размножения у гидры. У человека самоклонирование происходит только во внутриутробном состоянии на фазе слияния двух родительских клеток при формировании однояйцевых близнецов.

История клонирования

Первый успешный проект клонирования млекопитающего – овечки Долли – датирован 05.07.1996 г. Его реализовали в Шотландии. Но первые клоны-зародыши были получены в 1892 году, когда Ганс Дрейш сумел разделить двуклеточный эмбрион морского ежа на две отдельные клетки, и повторил опыт с четырехклеточным. Все ежи выросли. Но Долли первое млекопитающее, выращенное из ДНК взрослой особи, а не эмбриона. Еще одно отличие овечки, она первое животное, созданное при вмешательстве в ядерную структуру клетки.

Прорыв Яна Вильмута «создателя» Долли в том, что он проводил эксперименты не с зародышами или молодыми особями, а воспользовался генетическим материалом взрослой 6-летней овцы. Он взял клетки с неизмененной нативной структурой ДНК из молочной железы. Подождал прекращения деления и извлек из них ядро. Затем поместил их в яйцеклетку другой особи. Для опыта использовали 277 оплодотворенных клеток, выжила только одна. За вклад в науку Вильмут получил рыцарское звание, присвоенное королевой Елизаветой II.

На сегодня генной инженерией клонированы:

Год	Животное
1970	Лягушка
1985	Рыба
1986	Мышь из клеточного материала эмбриона
1996	Овца из клеточного материала взрослой особи
1998	Корова
1999	Коза
2000	Обезьяна, свинья с органами пригодными к трансплантации человеку
2001	Кошка, с 2005 начато воспроизводство в коммерческих целях
2002	Кролик
2003	Олень, бык, мул
2004	Собака, с 2008 начато воспроизводство в коммерческих целях
2004	Бантенг, исчезнувший вид азиатских диких быков
2006	Хорек
2009	Верблюд
2009	Букардо, исчезнувший вид горного пиренейского козла
2011	Койот
2018	Макаки

В 1999 году главная тема ученого бомонда – самочувствие овечки Долли. Изучение ее организма давало неутешительные прогнозы: организм с самого рождения, по неподтвержденным данным, был излишне состарен. Идея использовать клонированные объекты для лечения наследственных заболеваний или рака отходит на задний план.

С 2000 года значение понятия «клон» трансформируется в генетического близнеца, отсроченного по времени. В Японии проведен эксперимент появления клона животного из генов, ранее созданного клона. В Канаде с 2000 ведутся работы по выращиванию клонированного человеческого органа.

14.02.2003 года мир узнал об умерщвлении овечки Долли, причина прогрессирующее заболевание легких. Ученые разделились на 3 лагеря в установлении причин болезни клонированного животного:

Часто овцы, живущие в неволе, страдают подобными заболеваниями.
Неспособность теломеров, концевых участков хромосом, соединяться.
Клонирование стало причиной ускоренного старения.

Чучело овцы было выставлено в музее Шотландии.

Особенности клонов и отличие от однояйцевых близнецов

Однояйцевые близнецы – первейшие генетические самоклоны в человеческом смысле. Они развиваются из одного и того же генетического материала. Но в какой-то момент, вместо одного эмбриона формируются из одной яйцеклетки и одного сперматозоида – два организма, три и более. Отличие «настоящих» клонов в том, что они развиваются не в одной материнской утробе, и могут быть выношены и рождены в разное время. Для их появления неважно жив прототип или давно умер, они независимы. Исходные данные клона – ДНК взрослой особи, живущей или давно умершей.

Каждая клетка живого организма прямой наследник оплодотворенной первичной яйцеклетки. Она постоянно на протяжении всей жизни сохраняет слепок – отпечаток исходного ДНК. Но назвать результат деления абсолютно идентичным тоже нельзя. Деления клетки на протяжении существования накапливают мутации. Процесс напоминает возникновение спонтанных механических ошибок, как при длительном наборе цифр на калькуляторе во время подсчета вереницы чисел. Новая клетка по сравнению с исходником накапливает около 50 мутаций за каждое новое деления.

Интересно: Парадоксально, но клон не идентичная копия, как и однояйцевый близнец.

В процессе клонирования копируется только генотип ДНК, а не фенотип. Фенотип определяется набором индивидуальных особенностей на разных этапах развития организма. Генотип – наследственная основа.

Зачем растить клона и что с ним делать

Зачем нужен реальный клон? Кинематограф и научная фантастика в этом направлении предлагают такие применения:

вырастить копию самого себя для трансплантации износившихся с годами органов;
заполучить клона другого человека в личных целях, чтобы был защитником или сексуальным объектом;
создать армию;
для научных экспериментов, запрещенных над людьми.

Но ряд вариантов нецелесообразны, потому что клона нужно выносить, родить и растить до наступления состояния взрослости. Уверенность в том, что «копия» захочет выполнять поставленные перед ней задачи, ничтожно мала. Например, носитель ДНК Шварценеггера не захочет быть сильным и выносливым, а выберет интеллектуальное развитие, а клон Есенина захочет заниматься фехтованием или бодибилдингом.

Даже у однояйцевого близнеца при трансплантации печени второму близнецу нужно брать разрешение на забор клеток органа. А выращенная взрослая «копия» будет наделена, в случае реализации проекта, теми же гражданскими правами, что и исходный прототип. Именно такого правового регулирования пытаются добиться сторонники идеи воспроизводства людей путем клонирования.

Клонирование или естественное размножение

Вопрос о способности дать потомство клонированными существами был снят. Овечка Долли произвела на свет 6 ягнят. Они были зачаты естественным путем и родились также. Кстати в отличие от матери, потомство оказалось здоровее, а их жизнь продолжительнее.

Размножение половым путем защищает будущее потомство от накопления однотипных мутаций. Набор двух типов генов разных носителей отца и матери повышает устойчивость и создает условия для появления новых комбинаций. Такой способ размножения поддерживает разнообразие вида. Увеличивает возможности адаптации к изменяющимся условиям.

Какая перспектива у многоразового клонирования одних и тех же ДНК с накопленными мутациями пока неизвестно. Но бытует предположение о постепенном вырождении из-за отсутствия достаточного числа новых вариаций.

Интересно: Защитники клонирования убеждают в несостоятельности такого предположения. На земле уже живет больше 7,5 млрд. человек, время, когда количество клонов достигнет хотя бы 1 млн. слишком отдалено в перспективе. Массовым процесс не будет из-за стоимости и сложности. Но даже эта цифра не способна сильно повлиять на генетическое разнообразие. Поэтому вариативность человеческого генома надолго сохранится естественным путем.

Почему люди так боятся клонирования

Научных причин препятствующих созданию человеческого клона нет. В этом уверены генетики всего мира. В 1998 году мировое сообщество было шокировано заявлением о первой попытке клонирования человека. Но, по неоглашенным причинам, проект с эмбрионом клона жительницы Южной Кореи был прерван. А мир генетиков поделился на 2 лагеря тех, кто за и тех, кто против. Церковь присоединилась к противникам, как этический защитник «божественной уникальности данной одному человеку».

Интересно! По предположению ряда ученых и политиков, первые официальные опыты клонирования людей пройдут именно в Америке. Хотя в 1997 году 90% опрошенных рядовых американцев высказалось против проведения такого рода работ. Но коммерческая подоплека и умение подстраивать под себя мир, убеждает в том, что такие эксперименты все равно найдут прямое или скрытое финансирование.

В 1999 году в США был введен запрет на опыты в области клонирования человека. К 2015 году в Парижской конвенции об этом же моратории подписалось 70 стран. Россия не входит в их число, но с 20.05.2002 года принят закон о временном ограничении в отношении биомедицинских клеточных технологий. С 2010 года закон получил бессрочное действие.

В начале весны 2000-го года СМИ растиражировало новость о смерти юноши, которому вводился чужеродный ген. Информация спровоцировала массовые протесты против экспериментов с генным материалом с участием людей. Впервые появляется массовая истерия и зафиксированы случаи сумасшествия и фобий на почве происхождения новых людей путем генной инженерии. Появляется разграничение понятий слепок личности и генетический слепок, который все равно не на 100% идентичен исходнику. Невзирая на волнения в обществе, в апреле 2000-го года Англия сняла запрет на опыты с клонированием эмбрионов. Основной мотив – полученные таким способом органы не будут отторгаться телом.

Представители секты реэлитов с 2001 года не раз шокировали мир, заявлениями о намерениях спонсировать рождение клонированного человека. В 2003 году руководитель секты убеждала СМИ в успешной реализации такого эксперимента. Она заявила о рождении матерью собственной копии самой себя. Ученым было обещано, предоставить биологический материл для доказательства генетической идентичности обеих и фото и видеоматериалов. Но через полгода, данные о матери и девочке, которых воочию так никто и не увидел, исчезли из информационного пространства.

На заметку! На начало 2019 года подтвержденных данных о реальном случае клонирования человека нет. Но попытки эпатировать общественность предпринимались не раз.

До сих пор клонирование зародышей человека запрещено во многих странах, в том числе Франции, Италии, Японии, России. Официально разрешен на этот вид генной инженерии только в Англии. В Соединенных Штатах с января 2009 года снят запрет на терапевтическое клонирование. В Австралии с 2006 года отменен мораторий на клонирование эмбрионов, а с 2008 ученым выдана лицензия на изъятие и использование из них стволовых клеток. К этому числу не относятся эмбрионы, отбракованные при искусственном оплодотворении.

В Великобритании, США и Австралии акцентируют внимание на том, что в их странах в вопросе клонирования речь не идет о репродуктивном клонировании – с целью вырастить человека, а только о терапевтическом. В этом случае жизнь эмбриона прерывается на 14 сутки после оплодотворения. Его применяют как генетический материал для извлечения стволовых клеток.

Экспериментировать с генетическим материалом растений и животных не запрещено нигде.

Корейский бизнес-проект заработка на клонировании

Пока морально-этические аспекты в отношении клонирования людей не дают покоя всему человечеству, животных продолжают «воспроизводить» из умерших предшественников. В Южной Корее это даже стало сферой сверхприбыльного бизнеса. Им занимается исследовательский фонд Sooam Biotech.

Пожилая пара из Флориды «заказала» появление на свет своего домашнего питомца – лабрадора Ланселота. После смерти пса через 4 месяца семья вновь «обрела» своего любимца. Стоимость «воскрешения» от 100 до 150 тысяч долларов, не смущает заказчиков фонда, и спрос постоянный. Число воссозданных животных уже достигает 1000. Это домашние питомцы королевских семей, знаменитостей, богатых бизнесменов. Реализованы проекты по клонированию выдающихся ищеек и собак-спасателей правоохранительных органов.

На сайте корейской компании даже представлен алгоритм действия для своих заказчиков в случае смерти домашнего любимца. Они предупреждают о возможности забора генетически пригодного материала в течение 5 суток. Поэтому животное предлагают не помещать в морозильную камеру, а только в холодильник. Со скорейшей доставкой тела в лабораторию компании.

Однозначных успехов, гарантирующих стопроцентный положительный результат клонирования человека с первого раза, до сих пор нет. А в обществе много неоднозначных мнений по социально-экономическим, морально-этическим и духовно-нравственным аспектам. Поэтому опасения массового появления клонов и их угрозы человеческим прототипам остаются в рамках киношных фантазий и индивидуальный фобий.

Клоны — кто они — чудо или чудовища? Некоторые ученые считают клонирование панацеей в избавлении от генетических болезней, кто-то видит в этой технологии вселенское зло, ибо кто есть клон — искусственный человек без души? Мы постараемся ответить на эти и другие вопросы о таком противоречивом явлении.

САМАЯ ЗНАМЕНИТАЯ ОВЦА В МИРЕ

Клонирование человека — вопрос этики, а не технологии.

Кирилл Каем, вице-президент «Сколково»

Клонирование — тоже часть биотехнологий. Это создание точной копии объекта: человека, животного или растения. Растения часто создают своих клонов, размножаясь вегетативным способом. Клонирование человека вызывает мощный резонанс в обществе. В большинстве своем он связан с нарушением этических норм. А вот клонирование животных — вещь вполне реальная и даже неоднократно опробованная учеными.

Самый известный из четвероногих клонов — овца Долли. Пятого июля 1996 года на свет появилось первое официально клонированное животное. Мир узнал о мощном прорыве в генетике лишь спустя семь месяцев после рождения овцы.

Долли стала одной из многочисленных попыток ученых получить клон живого организма. До нее эта же группа ученых безуспешно пыталась клонировать еще двух овец, однако они почти сразу умерли.

Эксперимент поставила группа генетиков под руководством Яна Вилмута и Кита Кэмпбелла в Рослинском институте в Шотландии. В процессе создания Долли в 277 овечьих яйцеклеток были подселены ядра из неполовых клеток животного. В результате подсадки образовалось 29 эмбрионов, из которых выжил лишь единственный — зародыш Долли.

Долли прожила всего 6 лет, хотя средний возраст овец — 10-12 лет. Она умерла 14 февраля 2003 года. Причиной смерти стало прогрессирующее заболевание легких, вызванное ретровирусом. От таких болезней чаще страдают старые овцы. Однако ученые так и не доказали, что проблемы с легкими вызвало именно преждевременное старение подопытной. Вероятно, Долли заболела из-за безвылазного пребывания в помещении. Ее практически не выгуливали, а солнце, зеленая трава и свежий воздух — залог здоровья и долголетия овец. Овечку также долгое время мучил артрит, вызванный избыточным весом тела. Ученые поняли, что обе болезни медленно убивают несчастное животное. После этого было принято решение усыпить овцу.

За свою недолгую по овечьим меркам жизнь Долли успела родить шесть ягнят и стать любимицей многих ученых и людей во всем мире.

ДОЛЛИ — ТЕЗКА АМЕРИКАНКОЙ ПЕВИЦЫ

Новорожденному ягненку-клону присвоили идентификационный код 6LL3. Свое имя Долли получила лишь через несколько месяцев, когда ученые убедились, что животное жизнеспособно. Овцу назвали в честь американской кантри-певицы Долли Партон.

После успеха с Долли ученые вошли в кураж и опробовали эксперимент с клонированием на других млекопитающих: мышах, лошадях, быках, кошках и собаках. Проводились опыты по клонированию замороженных мертвых животных. Это дало ученым надежду возродить вымершие виды животных.

Ученые верят: однажды путем клонирования им удастся воссоздать вымершие виды животных. Однажды им удалось клонировать вымершее животное. Пиренейский каменный козел исчез в 2000 году. Используя замороженные клетки последнего представителя этого вида, генетики применяли ту же технику, что и с Долли. Клонирование прошло успешно, но родившийся козленок умер из-за патологии легких через несколько минут после рождения.

Ученые дали миру понять, что клонирование может спасти вымирающие виды, а также дать жизнь искусственным видам и породам. Но такие простые методы, как в случае с Долли, не в силах решить проблему генетического разнообразия. Для ее решения нужны более дорогие и гибкие подходы.

Появление Долли вызвало у общества ряд этических и философских вопросов. Начались разговоры о клонировании человека, к которым религиозные деятели отнеслись критически. Правительства некоторых стран ограничили финансирование исследований по клонированию. А парламенты запретили разработки, нацеленные на клонирование человека.

ВИДЫ КЛОНИРОВАННЫХ ЖИВОТНЫХ

Помимо Долли в разные времена ученым удалось клонировать и других животных. Хронология клонирования животных:

1970 — успешное клонирование лягушки;
1985 — клонирование костных рыб;
1987 — мышь;
1996 — овца Долли;
1998 — корова;
1999 — козел;
2001 — кошка;
2002 — кролик;
2003 — бык, мул, олень;
2005 — собака (афганская борзая по кличке Снуппи);
2006 — хорек;
2007 — вторая собака;
2008 — третья собака (лабрадор по кличке Чейс). Клонирована по государственному заказу;
2009 — первое успешное клонирование верблюда. Также впервые в Иране была успешно клонирована коза;
2011 — восемь клонированных щенков койота.

Благодаря достижениям ученых-генетиков мир узнал о том, что такое клонирование. Техника клонирования открывает множество возможностей. Хочется верить, что такие опыты служат лишь полезным целям, таким как спасение жизни, сохранение вымирающих видов и восстановление вымерших видов животных.

А как же обстоят дела с клонированием людей? До сих пор нет никаких доказательств того, что клонирование людей когда-либо осуществлялось. До сих пор наука не ответила на массу любопытных вопросов. Например, если вы клонируете себя и сможете украсть органы своего клона, будете ли вы виновным? Или если начнется работа с генами человека, получится ли у ученых создать идеальный генофонд? А главное: что будет, если клонировать клона?

НЕ ТАКИЕ УЖ МЫ И РАЗНЫЕ

ДНК всех людей совпадает на 99,9%. Лишь 0,1% есть то, что делает нас разными.

Клон – это точная генетическая копия живого организма.

В природе клоны широко распространены. Это, конечно же, потомки бесполого размножения. Так как полового процесса не происходит, не изменяется генотип. Поэтому дочерний организм является точной генетической копией предыдущего.

Клоны так же создаются с участием человека. Зачем это делается? Представьте, ведется многолетняя работа по отбору и гибридизации растений, из всех полученных гидридов, у одного очень удачная комбинация генов (например, сочные плоды больших размеров). Как размножить это растение? Если проводить скрещивание, то произойдет рекомбинация генов. Поэтому проводят вегетативное размножение.

Многие культурные сорта являются клонами изначально полученного растения. (Фиалки, например, размножают листьями). Можно даже получить клон растения всего из одной клетки.

сначала выращивается культура клеток,
потом воздействуют нужными гормонами для дифференцировки тканей, и
воссоздается новый организм.

С помощью этого метода можно будет получать больше урожая, чем через стандартное разведение. Возможно, в будущем мы будем получать растительные продукты не с полей, а из пробирок.

Огромные площади земли заменит лаборатория. А колхозники останутся без работы.

Но как создавать клоны организмов, неспособных к бесполому размножению (позвоночных к примеру)?

Это возможно. Такое явление встречается даже в природе. Это – монозиготные близнецы.

Из одной зиготы развивается не один организм, при том эти организмы являются генетическими копиями друг друга (так как развились из одной зиготы).

Такое явление позволило возникнуть близнецовому методу (благодаря ему, изучается влияние наследственности и среды на признаки).

Появилась идея искусственного клонирования организмов.

В теории она проста: если из зиготы удалить собственное ядро, и поместить ядро из соматической клетки, то разовьется организм – точная генетическая копия, клон донора соматической клетки.

Практически осуществить это получилось не сразу.

В 60-е года были проведены опыты по клонированию амфибий. Из икринок лягушек вытаскивали ядра и засовывали ядра, взятые из соматических клеток (метод такой пересадки ядер, между прочим, был разработан у нас в СССР в 1940 году ученым Г.В. Лопашовым). Получились клоны лягушки. С амфибиями проще, у них оплодотворение и эмбриональное развитие происходит во внешней среде.

Икру то они не метят. В 1996 году группа британских ученых (это не фигура речи, они действительно из Британии) под руководством Иэна Уилмута сделала огромное достижение в области биологии. Они, с помощью метода пересадки ядра, клонировали овцу.

Из клетки ткани вымени уже умершей к моменту эксперименту овцы (организма-прототипа) взяли ядро. Из другой овцы взяли яйцеклетку и, предварительно удалив ее собственное ядро, трансплантировали ядро из клеток овцы-прототипа. Полученную уже диплоидную клетку (диплоидную, так как ядро взято из соматической клетки) поместили в другую овцу, которая стала суррогатной матерью. Полученного ягненка назвали Долли.

Она была генетической копией овцы-прототипа.

Но Долли не была первым в истории клоном млекопитающего. И до нее проводились удачные эксперименты. В чем новшество? В том, что ранее брались либо эмбриональные, либо стволовые клетки для донорства ядер. В случае с Долли были взяты уже дифференцированные клетки взрослого организма (клетки вымени). Овечка Долли прожила достойную жизнь, несколько раз становилась мамой. Рожала совершенно здоровых ягнят. Долли ничем не отличалась от других овец, только тем, что она являлась клоном. К концу жизни Долли заболела артритом. Ее усыпили. Болезнь эта никаким образом не связана с клонированием: ей болеют и обычные овцы.

Эксперимент с Долли продемонстрировал возможность и безопасность клонирования млекопитающих.

Какова практическая значимость клонирования? Оно позволяет решить некоторые проблемы:

В теории все прекрасно, на практике возникают некоторые проблемы.

Прежде всего, это чисто «механические» проблемы. Несовершенство методов. Белые пятна, пробелы в знаниях: не все еще известно о генах и всех их тонкостях.

Еще одна проблема скрыта в ядре. В процессе дифференциации клеток происходит и дифференциация ядер этих клеток: некоторые гены отключаются, некоторые активируются. То есть в ядре, взятом для пересадки в яйцеклетку, могут быть отключены некоторые гены, которые необходимы для нормального развития зародыша. Понятно, что в этом случае нормального развития не получится.

Последняя проблема, которую мы рассмотрим – это проблема старения ядер. В ядрах есть счетчики старения организма – теломеры. С каждым делением они все короче и короче. Очевидно, нужен способ искусственно «сбросить до заводских настроек» ядро: отменить отключение генов, восстановить теломеры.

На клонирование организмов возлагаются огромные надежды. В этом методе видят излечение болезней. Область открыта для исследований: еще многое нужно изучить.

Функциональные обязанности специалиста-биотехнолога зависят не только от того, в какой сфере он работает, но и от конкретного места работы. Если биотехнолог занимается научно-исследовательской деятельностью, в его обязанности входит методическая разработка и исследования в области генетической или клеточной инженерии. При этом он может уделять внимание и педагогической практики.

Биотехнолог, работая в сфере фармацевтики, производит антибиотики, витамины, иммуннобиологические и гормональные препараты, разрабатывает пищевые добавки и вакцины.

В сфере медицины биотехнолог изучает индивидуальные генетические особенности человека для внедрения персонализированной медицины. Исследует возможность вмешиваться в геном человека для коррекции заболеваний. Создает новые лекарственные препараты для ранней диагностики и успешного лечения самых сложных болезней.

В сфере охраны окружающей среды биотехнолог создает штаммы микроорганизмов, которые используются для очистки сточных вод.

Также с помощью микроорганизмов проводит компостирование растительных остатков, городского мусора, илового осадка станций аэраций, тем самым снижая отходы, которые могли бы поступить на свалку и подвергнуться сжиганию, загрязняя окружающую среду.

В пищевой промышленности контролирует температурный режим в производственном помещении, следит за состоянием оборудования, разрабатывает методы для длительного хранении продуктов, оценивает генетически модифицированные организмы на биобезопасность.

В сфере сельского хозяйства биотехнолог разрабатывает новые сбалансированные корма для животных, создает сорта растений с повышенной продуктивностью, биологические средства защиты растений от вредителей, болезней и сорняков.

Где бы ни работал биотехнолог, он совершенствует технологические процессы и участвует в создании новых технологий.

Биотехнолог использует разные методы для получения необходимых результатов в продукции. Но прежде чем приступить к работе специалист проводит планирование, подготовку необходимых реактивов, растворов и полупродуктов. Биотехнолог Выделяет клетки из организма и переносит их на искусственные питательные среды, где эти клетки продолжают жить и размножаться. Также он переносит избранные гены одного организма в чужеродную клетку другого для создания культур с заранее заданными свойствами. Проводит клонирование, с помощью которого получают идентичные организмы путем бесполого размножения. Помимо прочего, в его задачи входит ведение отчётности о всех наблюдениях и исследованиях.

Специализации

Есть несколько значимых узких специализаций в профессии биотехнолога.

Биотехнолог-фармацевт участвует в создании лекарственных препаратов.

Биотехнолог-пищевик с помощью микроорганизмов и ферментных препаратов осуществляет переработку сырья в пищевые продукты. Например, в результате брожения получает хлеб, сыр, вино, пиво, творог.

Биотехнолог-эколог осуществляет переработку отходов в полезные или безвредные продукты. Создает средства для чистки канализации, обеззараживания воздуха.

Биотехнолог-ветеринар занимается получением трансгенных животных с повышенными продуктивными свойствами (например, усиление роста шерсти у овец, понижение содержания жировой ткани у свиней). А также клонированием.

Биотехнолог-энергетик создает альтернативные варианты топлива на основе биокомпонентов. Например, дешевый биосинтетический этанол, который еще можно использовать как сырье для получения пищевых и кормовых белков, а также белково-липидных кормовых препаратов.

Плюсы

У профессии биотехнолог есть следующие плюсы:

престижная современная профессия;
высокая заработная плата;
возможность трудоустроиться по смежным специальностям;
можно построить карьеру за границей;
возможность заявить о себе, участвуя в разработке новых технологий.

Минусы

Где учиться

Учебные заведения

Профессию биотехнолог можно получить в вузе после окончания 11 классов. Обычно срок обучения составляет 4 года. Есть как бюджетные, так и платные места. Стоимость обучения на контрактной основе составляет от 105 тысяч рублей в год.

Наиболее известными учебными заведениями, готовящими биотехнологов, являются:

Российский национальный исследовательский университет имени Н. И. Пирогова;
МГТУ имени Н.Э. Баумана;
МГУ имени М. В. Ломоносова;
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева;
Первый Московский государственный медицинский университет имени И. М.Сеченова.
.

Курсы

Специалист биотехнолог может повысить свою квалификацию либо пройти профессиональную переподготовку на курсах в СНТА (Современная научно-технологическая академия). Продолжительность обучения составляет 580 академических часов, стоимость – 50 тысяч рублей.

Также МАЭО (Международная академия экспертизы и оценки) проводит профессиональную переподготовку по программе «Микробиология» на микробиолога. Срок обучения 3 месяца, стоимость – 19 тысяч рублей.

Востребованность

Устройство на работу и карьера

Биотехнолог – специалист широкого профиля, он может работать практически на любом производстве: в фармацевтической компании, в парфюмерной, на предприятиях аграрно-промышленного комплекса, в компаниях по производству продуктов питания, в научно-исследовательских институтах и лабораториях.

Молодой специалист-бакалавр начинает карьеру в качестве сотрудника начального звена (например, техника по обслуживанию приборов и систем, технолога) с последующим повышением своей квалификации. И может дорасти до руководителя проекта, отдела, лаборатории, НИИ.

Уровень зарплаты

Перспективы в будущем

Конкурс «био/мол/текст»-2019

Эта работа опубликована в номинации «Школьная» конкурса «био/мол/текст»-2019.

Генеральный спонсор конкурса и партнер номинации «Сколтех» — Центр наук о жизни Сколтеха.

Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Спонсором приза зрительских симпатий выступила компания BioVitrum.

Такие слова, как «клонирование» и «клон», могут вызывать различные ассоциации, начиная от фантастических образов одинаковых людей из известного телесериала и, заканчивая историей появления на свет овечки Долли [1]. Но что же такое клон на самом деле?

Клон — группа генетически идентичных организмов или клеток. Если гены идентичны, то, по сути, клоны — одинаковые существа. «Под ударом» оказывается уникальность отдельного многоклеточного организма, в том числе, возможно, и человека [2].

Сегодня существует ряд этических преград для дальнейшего развития клонирования, тем более в отношении человека. Некоторые мировые религии считают клонирование человека недопустимым. В некоторых странах клонирование запрещено вообще. В части стран запрещено клонирование, при котором воспроизводится целый многоклеточный организм [3].

И хотя предметом споров является клонирование многоклеточных организмов, необходимо понять значение термина «клонирование» в широком смысле слова.

Клонирование в биологии — это появление естественным или искусственным путем нескольких генетически идентичных живых организмов. Термин в том же смысле нередко применяют по отношению к одноклеточным организмам и клеткам многоклеточных организмов.

Термин «клонирование» применим как к растениям, так и к животным. Все идентичные организмы, созданные путем клонирования, называют клонами.

Термин «клонирование» можно использовать в двух значениях.

Естественное клонирование

В действительности, клонирование свойственно и растительному, и животному мирам. Например, вегетативное размножение растений, деление бактерий, клональное размножение ящериц. В том числе рождение близнецов у людей — тоже пример естественного клонирования.

Искусственное клонирование

Это группа методов, при которых целенаправленно создаются клоны молекул, клеток, многоклеточных организмов.

Бактериальное клонирование — это целенаправленное создание и выращивание бактериальных клонов для биотехнологий.

Молекулярное клонирование, при котором получают клоны фрагмента ДНК, а затем вставляют в необходимые клетки.

Искусственное клонирование многоклеточных организмов. При этом виде клонирования можно создать клоны клеток, тканей, целого органа или даже организма. Именно искусственное клонирование многоклеточных организмов является предметом споров и разногласий научного сообщества, религии, и предметом этой статьи.

Немного о биологии размножения многоклеточных организмов

Совокупность наследственного материала клетки называется геномом. Многоклеточные организмы — эукариоты. Одной из особенностей эукариотических клеток является то, что наследственный материал находится в ядре клетки в виде хромосом, а также в виде кольцевидной ДНК в митохондриях.

Хромосома — нитевидная структура, состоящая из ДНК и белков. Именно ДНК несет генетическую информацию. Например, в ядре клеток человека содержится 23 пары хромосом (то есть всего 46) [4]. В половых клетках человека содержится половина — 23 хромосомы. При соединении двух половых клеток — маминой и папиной — получается клетка зигота с 46-ю хромосомами (рис. 1). Зигота дает начало всем будущем клеткам и тканям организма. Таким образом, в естественных условиях все клетки многоклеточного организма несут генетическую информацию от своих отца (мужской гаметы) и матери (женской гаметы) [5]. Клетки, содержащие 23 хромосомы, называются гаплоидными, а содержащие все 46 хромосом — диплоидными. В организме млекопитающих все клетки, кроме половых, являются диплоидными соматическими [4], [6].

Рисунок 1. Результат оплодотворения — зигота человека

У разных млекопитающих — разное количество хромосом (см. табл.).

Название млекопитающего	Количество хромосом диплоидного набора	Количество хромосом гаплоидного набора
Человек	46	23
Шимпанзе	48	24
Овца	54	27

При клонировании нет процесса оплодотворения (слияния) двух половых клеток. У этого многоклеточного организма (клона) не будет отца и матери в общепринятом смысле слова. У него будет один генетический «родитель». Тот, чье ядро использовалось для клонирования.

Немного истории клонирования

У клонирования сложный и тернистый путь.

Можно сказать, что одной из основ клонирования является клеточная теория, разработанная Теодором Шванном в 1839 году. В 1866 году вышла статья Грегора Менделя по селекции растений, в которой впервые говорится о «единице информации». Таким образом были заложены основы генетики. В 1886 году профессор-зоолог Московского университета А.А. Тихомиров обнаружил возможность развития шелковичного червя из неоплодотворенного яйца. В 1892 году Г. Дриш впервые изучил, что происходит с генетическим материалом клетки во время ее деления, на бластомерах морского ежа. Группой ученых также было доказано, что генетическая информация содержится в ядре. В 1902 году два независимых исследователя, У. Саттон и Т. Бовери, описали хромосомы и объявили, что «единицы информации» Менделя находятся в хромосомах. В 1909 году Вильгельм Йоханнсен дал название этим «единицам информации». С этого момента они стали называться генами. В том же 1909 году советский ученый-гистолог А.А. Максимов впервые использовал термин «стволовая клетка» для клетки, которая дает начало другим клеткам. В 1910 году Томас Хант Морган начал определять расположение различных генов в хромосомах мушек. Можно смело сказать, что указанные исследования внесли фундаментальный вклад в развитие всех наук о живом, а также заложили основы клонирования.

В 40-х годах прошлого века советский ученый-эмбриолог Г.В. Лопашов проводил эксперименты по переносу клеточных ядер в энуклеированную (лишенную ядра) яйцеклетку земноводных. Аналогичные работы с земноводными проводили эмбриологи Т. Кинг и Р. Бриггс в США. В 50-х годах английский эмбриолог Д. Гордон пересаживал ядра соматических клеток в яйцеклетки лягушки. В 1963 году Тонг Дизхоу получал клоны карпа. В 1975 году были опубликованы результаты успешной работы Д. Бромхола по клонирования кроликов. В 1983 году Л.А. Слепцова и ее коллеги клонировали костистых рыб (вьюнов). В 80-х годах прошлого столетия ученый С. Вилладсен провел серию успешных опытов по клонированию сельскохозяйственных животных путем переноса в яйцеклетку ядра зародыша. В 1997 году Йэн Уилмат и Кейт Кэмпбелл из Шотландии объявили о прорыве: проведено клонирование овцы с использованием соматической, не зародышевой, клетки [1], [7]!

Долли — самка овцы, первое млекопитающее, которое смогли клонировать из зрелой соматической клетки путем замещения ядра. Технология получения этого клона была следующей.

При клонировании Долли использовали клетки двух «родителей» и «суррогатную мать» — еще одну самку овцы. От одного «родителя» брали яйцеклетку, из которой удаляли ядро. От второго брали ядро, извлеченное из соматической клетки (вымени). Внутрь безъядерной яйцеклетки первой овцы вводили ядро зрелой соматической клетки другой овцы. Затем физическим (электрическим) методом провоцировали процесс деления и образования эмбриона (рис. 2). После чего эмбрион переносили в матку «суррогатной матери» — овцы.

Рисунок 2. Схема клонирования овцы Долли

Потребовалось очень много попыток клонирования, прежде чем на свет появилась Долли. Ученые — биологи из Шотландии Йэн Уилмат и Кейт Кемпбелл — по праву могут считать себя «Родителями» Долли [1]. В 2003 году Долли пришлось усыпить из-за заболевания легких и артрита. После этого ее забальзамированное тело было выставлено в Королевском музее Шотландии.

В вопросе о клонировании остается много сложного и спорного. Необходимо соблюсти все этические нормы по отношению к живому [8]. Но исследования наверняка будут продолжаться. А мы должны понимать, что за словом «клонирование» скрываются не научно-фантастические рассказы, а реальная технология, которая может принести и практическую пользу.

Например, клонирование может помочь получить животных и растения с необходимыми параметрами, такими как плодовитость, устойчивость к болезням. Опыты с клонированием могут помочь в лечении болезней. Очень интересной является перспектива использования клонирования для восстановления популяции вымерших или вымирающих видов. Отдельного внимания заслуживают опыты терапевтического клонирования — получение культуры стволовых клеток для разработки новых методов терапии тяжелых заболеваний, например, онкологических [7].

Читайте также: