"Свідомість того, що він живий, незважаючи на те що помер багато століть тому, було саме по собі великим випробуванням. Тлейлаксианцы взяли клетки его мертвой плоти и вырастили существо в одном из своих чанов. Ці клітини почали розмножуватися і перетворилися на істоту, що має нинішнє тіло ". Всі гхоли Дункана Айдахо (а їх у Бога-імператора Дюни, який прожив більше трьох тисяч років, було чимало) складно переживали той факт, що вони - клони. Наприкінці 1960-х, коли Френк Герберт придумував для всесвіту Дюни тлейлаксіанські аксолотль-чани, результати перших експериментів зі створення генетичних копій тварин були вже опубліковані. Але працювало клонування зовсім не так, як у Бене Тлейлаксу. На те, щоб відтворити технологію з книг Герберта, вченим знадобилося більше півстоліття - і зараз вони майже біля цілі.
Динозаври з жаб
Те, що зробив у 1958 році Джон Гердон, не було схоже на розмноження клітин мертвої плоті. Його метод був набагато ближче до того, що робили в «Парку Юрського Періоду» (який написали на кілька десятиліть пізніше), де динозаврів вирощували з уламків їх ДНК, «забиваючи» відсутні сегменти генами птахів, рептилій і земноводних.
У вихідного організму - в перших експериментах Гердона це був пуголовок - вчений брав лише ядро однієї з клітин, наприклад, зі стінки кишечника. Потім це ядро він підсаджував всередину яйцеклітини, взятої від іншої жаби - і спостерігав за розвитком пуголовка. Рідне ядро яйцеклітини він при цьому навіть не видаляв - бо зауважив, що в такій ситуації воно поступається керівництвом розвитком підсадженому ядру. Прибирати генетичний матеріал донора вчені почали пізніше, коли мова зайшла про повноцінне клонування тварин.
Попередники Гердона придумали метод перенесення ядер зовсім для інших цілей. Вони підозрювали, що в міру розвитку організму його клітини втрачають «перспективність» - здатність перетворюватися на різні клітинні типи. Пересадка ядра в яйцеклітину дозволяла перевірити цю гіпотезу. З'ясувалося, що якщо перенести в яйцеклітину ядро з клітини раннього зародка, то у неї більше шансів розвиватися нормально, ніж якщо ядро взяли з клітки пізнього зародка - тоді майже точно нічого не вийде.
Але Гердон виявив, що справа не стільки в «терміні придатності» клітини, скільки в недопрацюваннях методу. У його руках технологія запрацювала з ядрами практично будь-якого віку - і тим самим перетворилася на перший спосіб клонування тварин.
Клонувати ссавців взялися в середині 1990-х - і незабаром після цього домовилися про те, що з людьми цього пробувати не будуть. Тому навіть не довелося серйозно обговорювати, чи буде результат таких експериментів справжнім клоном - на зразок того, про який писав Герберт. У методі Гердона є одна важлива вада: для того, щоб виростити клона, одного лише ядра людської клітини недостатньо. Потрібно знайти ще жінку, яка стане донором яйцеклітини. А сама по собі ДНК не здатна ні розмножуватися, ні розвиватися - відповідно до принципу XIX століття: , клітина походить тільки від клітини.
Тому в клітинах клонів повинна була з неминучістю опинитися і чужорідна ДНК - з мітохондрій материнської яйцеклітини. І хоча мітохондріальні гени складають лише частки відсотка від загального клітинного геному, ми не змогли б назвати таких людей точними генетично копіями оригіналу.
Дитині потрібна бластоциста
Коли експерименти з клонуванням почалися на ссавців, стало ясно, що у своїх припущеннях про «перспективність» ядер вчені в чомусь мали рацію. Забираючи ядро з дорослого організму, ми переносимо в майбутній клон мутації, які накопичилися в ДНК за роки життя оригіналу, та інші ознаки генетичного (і епігенетичного) віку. І хоча ми досі не знаємо напевно, чи підвищує це «стартовий» вік клону, відомо, що багато таких клонів живуть недовго. Овечка Доллі, наприклад, прожила вдвічі менше, ніж належить звичайній вівці. А перших клонованих мавп вдалося отримати тільки з ядер зародкових клітин - клони, отримані перенесенням «дорослих» ядер доживали лише до появи на світ.
Щоб навчитися отримувати зародкові клітини без допомоги яйцеклітин, японець Синьо Яманака 2006 року запропонував технологію клітинного репрограмування. Виявилося, що достатньо подіяти на клітини всього кількома білками (або запустити роботу відповідних їм генів), щоб «обнулити» вік клітини і перетворити її на ембріональну стовбурову, потенційне джерело будь-яких клітин в організмі.
Через шість років Яманаке, а по старій пам'яті і Гердону, присудили Нобелівську премію. Офіційно - «за репрограмування дорослих клітин у плюрипотентні», що можна прочитати як «за технології клонування». Беремо клітку дорослого організму, перетворюємо її на зародкову, розмножуємо і отримуємо клітинну масу, з якої можна виростити будь-яку ділянку зародка - як це ще назвати?
Вирощування окремих частин організму - наприклад, ділянки шкіри або рогівки - з репрограмованих клітин сьогодні так і називають: терапевтичне клонування. Тим самим підкреслюючи, що мова йде не про повноцінні клони, а лише про метод лікування, коли людина стає джерелом запасних частин для самого себе. Для створення справжніх клонів є окремий термін - репродуктивне клонування, і якраз воно зараз заборонено.
Але навіть якщо б хтось сьогодні наважився клонувати людину за методом Яманакі, йому все одно не вдалося б обійтися однією-єдиною клітиною оригіналу. Подібно до того, як клітинному ядру для розвитку було необхідно потрапити в «тіло» яйцеклітини, ембріональні (і в тому числі репрограмовані) клітини не можуть рости без позазародишевих оболонок - амніону, аллантоїсу і плаценти. Вони потрібні, щоб прикріпити майбутній зародок до стінки матки, постачати його їжею і киснем, а головне - сигналами про те, де у нього, наприклад, верхня і нижня сторона. Позбавлені цієї інформації клітини зародка змушені ліпити з себе майбутнє істота наосліп - і у них ніколи не виходить прийняти форму ембріона людини.
Тому репрограмовані клітини довелося б підсадити у вже існуючий ембріон на стадії бластоцисти, коли позазародишеві клітини вже утворили клітинну кулю. В результаті у вас вийшов би гібрид: позазародишеві тканини від одного організму, а зародок - від іншого. Ця конструкція більше схожа на те, що відбувається у фільмі "Чужий: Воскресіння ", коли клон Еллен Ріплі раз за разом виростає химерою, з якої не виходить відокремити гени Чужого. Наскільки «схрещування» ембріонів позначилося б на генетичній ідентичності людського клону ми, на щастя, не знаємо - але допускаємо, що чужорідна ДНК могла б потрапити всередину зародкових клітин. І невідомо, чи вдалося б тоді її відокремити від власних генів клону.
Як зробити гхолу
Клони, яких ми могли б створювати за методом Гердона або Яманакі, були б «несамостійними». Біоматеріалу, забраного в оригіналу, не вистачало б на те, щоб виростити повноцінну копію. Щоб реалізувати передбачення Герберта, не вистачало наступного кроку: навчитися перетворювати одну клітку дорослого організму на кілька типів клітин відразу - зародкові і позазародишеві - і склеювати їх в єдину конструкцію.
Першим цю проблему вирішив у 2019 році іспанський біолог Хуан Карлос Іспісуа Бельмонте, відомий своїми сміливими експериментами (серед інших його заслуг, наприклад, створення хімерних зародків людини і мавпи). Він брав клітку з організму дорослої миші, репрограмував її, розмножував і отримував культуру зародкових стовбурових клітин. Потім він репрограмував їх ще «далі», відкочуючи до стану, коли з клітини може вийти або зародок, або позазародишева тканина. А потім на культуру таких клітин діяв сумішшю сигнальних речовин: одні змушували клітини стати зародковими, а інші - позазародишевими. Виходила суміш, з якої виростало щось, схоже на бластоцисту - бластоїд - і його навіть вдавалося імплантувати в мишачу матку. Так у Бельмонте склався третій спосіб клонування тварин.
Тепер його успіхи вдалося повторити і з клітинами людей. Причому це зробили одночасно відразу три групи. Дослідники з Австралії і Техасу опублікували свої звіти в новому номері, а вчені з Каліфорнійського технологічного університету поки тільки виклали препринт на портал biorXiv - зате встигли на кілька днів раніше.
Їх методи незначно різняться між собою, але в основі їх одна і та ж ідея: репрограмувати клітини, подіяти на них різними сигнальними речовинами і зібрати в бластоїд на тривимірній підкладці. У всіх дослідницьких груп вийшли конструкції, які з морфології та експресії генів нагадували людські бластоцисти. А оскільки перевіряти їх життєздатність імплантацією в матку заборонено законом, вченим довелося імітувати імплантацію це, звичайно, ще не аксолотль-чани Бене Тлейлаксу, але логіка та ж.
На цьому місці в експериментах із зародками виникають неминучі труднощі: їх не можна культивувати далі 14-го дня розвитку (про те, чому це так, ми докладно розповідали в матеріалі «14 днів потому»). А оскільки бластоїд - це не справжня бластоциста, то не дуже зрозуміло, якому дню розвитку він відповідає і в який момент варто зупинити експеримент. Тому обидві групи протримали свої бластоїди протягом трьох-чотирьох днів після імплантації і завершили експеримент. Однак вони встигли зауважити, що їхні штучні ембріони проходять приблизно ті ж стадії розвитку, які належить пройти справжнім зародкам в утробі матері.
Як і належить свіжій технології, «тлейлаксіанський» метод клонування поки виглядає досить сирим. Бластоїди виходять не кожен раз, в них не завжди з'являються всі необхідні типи клітин, а їх геометрію непросто контролювати. Нарешті, поки не народилася навіть перша миша, клонована новим способом - що вже говорити про людину. Тим не менш, у розробників великі плани на майбутнє. Вони обіцяють відточити технологію до такої міри, щоб бластоїди стали ідентичні людським бластоцистам (і на них можна було, наприклад, вивчати наслідки генетичної модифікації) - і прозоро натякають: створення таких зародків вимагатиме перегляду нинішнього законодавства про експерименти над ембріонами.
Це законодавство і без того потребує перегляду, і Міжнародне товариство дослідження стовбурових клітин обіцяє опублікувати нову версію рекомендацій цієї весни. Однак, як зазначають автори редакційної замітки в, експерименти над штучними ембріонами можуть викликати менше співчуття публіки, ніж маніпуляції зі справжніми зародками - хоча, якщо по будові вони виявляться ідентичні, у них будуть точно так само битися серця, рухатися діафрагма і передаватися нервові імпульси. Чи доведеться для них прописувати окремі правила або вчені домовляться поводитися з усіма ембріонами однаково, незалежно від їх походження?
Коли Пол Атрейдес вперше зустрічається з гхолою свого загиблого друга і вчителя Дункана Айдахо, він вагається. Перед ним стоїть не Айдахо, але його тіло. Чи він у боргу перед штучно створеною плоттю, «в якій брехня заважає з правдою»? Сьогодні, коли ми впритул наблизилися до створення того, що могло б бути справжнім гхолою, питання про те, що намішано в плоті, постає і перед нами. І в міру того, як методи клонування будуть вдосконалюватися, нам доведеться переглядати не тільки своє уявлення про те, де починається неповторність людини (яку вже не вийде визначати через суму її генів), але про те, де починається її життя - особливо тим з нас, хто відраховує її від зустрічі сперматозоїда з яйцеклітиною.