Слайд 2

Біотехнологія

Клонування (англ. cloning від ін.- грец. κλών - «гілочка, втеча, син») - у найзагальнішому значенні - точне відтворення будь-якого об'єкта N разів. Об'єкти, одержані в результаті клонування, називаються клоном. Причому, як кожен окремо, так і весь ряд.

Слайд 3

Технологія клонування

Технологія клонування полягає в тому, що з яйцеклітини за допомогою мікрохірургічної операції видаляється ядро ​​і замість нього вводиться ядро ​​соматичної клітини іншої особини (донора), в якій містяться гени донорського організму. Відмінності у геномах батьківського організму та її клону становлять від 0,05% до 0,1%. Другий варіант технології – це енуклуація соматичної клітини та введення до неї ядра яйцеклітини. У зв'язку з тим, що відмінності, хоч і мінімальні існують, у строгому значенні слова клон не є абсолютно ідентичним батьківському організму.

Слайд 4

Природне клонування (у природі) у складних організмів

У рослин природне клонування відбувається за різних способів вегетативного розмноження. Клонування поширене у природі в різних організмів.

Слайд 5

Клонування тварин

У тварин клонування відбувається при амейотичному партеногенезі та різних формах поліембріонії. Так, серед хребетних відомі види ящірок, що клонально розмножуються, що складаються з одних партеногенетичних самок. Унікальний варіант природного клонування відкритий нещодавно у мурах - малого вогненно мурашки (Wasmanniaauropunctata) самці та самки якого клонуються незалежно, так що генофонди двох статей не змішуються. У деяких яйцях, запліднених самцями, всі хромосоми матері руйнуються, і з таких яєць гаплоїдних розвиваються самці.

Слайд 6

У людини природні клони – монозиготні близнюки.

Слайд 7

Молекулярне клонування

Молекулярне клонування - клонування молекул, тобто - напрацювання великої кількості ідентичних ДНК-молекул з використанням живих організмів. Це технологія клонування найменших біологічних об'єктів – молекул ДНК, їх частин і навіть окремих генів. Для молекулярного клонування ДНК вводять у вектор (наприклад, бактеріальну плазміду або геном бактеріофага). Розмножуючись, бактерії та фаги багаторазово збільшують і кількість введеної ДНК, точно зберігаючи її структуру. Таке клонування необхідне вивчення біологічних молекул, їх ідентифікації, вирішення питань клонування тканин та інших.

Слайд 8

Клонування багатоклітинних організмів

Найбільшу увагу вчених та громадськості привертає клонування багатоклітинних організмів, що стало можливим завдяки успіхам генної інженерії. Розрізняють повне (репродуктивне) та часткове клонування організмів. При повному відтворюється весь організм цілком, при частковому - організм відтворюється в повному обсязі (наприклад, лише ті чи інші його тканини).

Слайд 9

У 1997 році клонування реконструювалося, коли Ян Вілмут та його колеги в Рослинському Інституті в Единбурзі, Шотландії, успішно клонували вівцю на ім'я Доллі. Доллі була перша клонована ссавець. Вілмут та його колеги пересаджували ядро ​​з клітини грудної залози вівці Фінна Дорсетта у певну яйцеклітину Шотландської чорномордої вівці. Комбінація яйцеклітини-ядра стимулювалася електрикою, щоб з'єднати те й інше і стимулювати розподіл клітини. Нова клітка розділилася і була поміщена в матку чорномордою вівці, щоб розвинутися. Доллі була народжена на кілька місяців пізніше. Доллі з того часу виросла і народила кілька особин звичайним статевим методом. Це говорить про те, що клон Доллі є абсолютно здоровим.

Слайд 10

Клонування людини

Клонування людини - дія, що полягає у формуванні та вирощуванні принципово нових людських істот, що точно відтворюють не тільки зовні, але і на генетичному рівні того чи іншого індивіда, який нині існував або раніше існував. ЗА ПРОТИ

Слайд 11

Репродуктивне клонування людини

Репродуктивне клонування людини - передбачає, що індивід, який народився результаті клонування, отримує ім'я, громадянські права, освіту, виховання, словом - веде таку ж життя, як і «звичайні» люди. Репродуктивне клонування зустрічається з безліччю етичних, релігійних, юридичних проблем, які сьогодні ще мають очевидного рішення. У деяких державах роботи щодо репродуктивного клонування заборонені на законодавчому рівні.

Слайд 12

Терапевтичне клонування людини

Терапевтичне клонування людини - передбачає, що розвиток ембріона зупиняється протягом 14 днів, а сам ембріон використовується як продукт для отримання стовбурових клітин. Законодавці багатьох країн побоюються, що легалізація терапевтичного клонування призведе до його переходу до репродуктивного. Однак у деяких країнах (США, Великобританія) терапевтичне клонування дозволено.

Слайд 13

Перешкоди клонуванню

Технологічні труднощі та обмеження Найважливішим обмеженням є неможливість повторення свідомості, а це означає, що мова не може йти про повну ідентичність особистостей, як це в деяких кінофільмах, але тільки про умовну ідентичність, міра і межа якої ще підлягає дослідженню, але для опори за базис береться ідентичність однояйцевих близнюків. Неможливість досягти стовідсоткової чистоти досвіду зумовлює деяку неідентичність клонів, тому знижується практична цінність клонування.

Слайд 14

Соціально-етичний аспект

Побоювання викликають такі моменти, як великий відсоток невдач під час клонування та пов'язані з цим можливості появи неповноцінних людей. А також питання батьківства, материнства, спадкування, шлюбу та багато інших.

Слайд 15

Етико-релігійний аспект

З погляду основних світових релігій клонування людини або проблематичним актом чи актом, які виходять за межі віровчення і потребують у богословів чіткого обгрунтування тієї чи іншої позиції релігійних ієрархів.

Слайд 16

Головна причина клонування рослин і тварин у тому, щоб виробити організми з певними якостями, які необхідні людині, такі як нагороджена орхідея або генетична інженерія, наприклад, вівця була виведена щоб надати людський інсулін. Якби вчені покладалися тільки на статеве (сексуальне) розмноження, щоб вивести цих тварин, вони ризикували б тим, що необхідні їм якості зникли, оскільки статеве розмноження (сексуальне) переставляє генетичний код у блоках. Іншими причинами для клонування можуть бути втрачені або померлі домашні тварини або тварини, які знаходяться на межі вимирання. Якими б не були причини, нові технології клонування розпалили багато етичних суперечок серед учених. Деякі держави розглянули чи приписали законодавство, щоб уповільнити, обмежити чи заборонити експерименти клонування. Ясно, що клонування буде частиною нашого життя в майбутньому, але майбутнє цієї технології має все ж таки бути визначено.

Переглянути всі слайди

Клонування стовбурових клітин людини вперше. Майже два десятиліття тому вчені змогли клонувати милу овечку Доллі. Тепер той же процес, щоб дозволити їм клонувати ембріональні стовбурові клітини людських зародків вперше. Це революційне досягнення було здійснено Шукратом Маліповим в університеті штату Орегон і використовує метод, який називається перенесення ядра. Простіше кажучи, це включає прийом клітини - в цьому випадку стовбурові клітини вводяться в спеціальну яйцеклітину, чия ДНК була видалена.

Потім ця клітина стимулюється, щоб розпочати ділиться. В результаті зростаючої маси зі стовбурових клітин, які, якщо почали рости, можуть стати клоном. Це метод, за допомогою якого клонували вівцю Доллі у 1996 році. Цікаво, що цей метод досі не спрацював із людською клітиною.

Згідно з повідомленням у журналі Cell, його команда змогли повторити процедуру, використовуючи людські стовбурові клітини зі шкіри зародка, щоб підгодувати клітини-яйця. Успіх експерименту може призвести до клонування цілої людини, хоча етичні та моральні норми принципово вступають у конфлікт із аналогічною ідеєю.

Саме з цієї причини Маліпов і його команда не планують виробляти клонів, а клоновані стовбурові клітини будуть призначені виключно для медичних цілей. Стовбурові клітини є панацеєю в сучасній медицині та використовується практично для лікування ракових захворювань, уражених нервових тканин та серцево-судинних захворювань.

Маліпов надає успіху великого значення та визначає два фактори. По-перше, для клітини-яйця використовуються здорові клітини від донора, а в попередніх спробах це було зроблено із залишками гінекологічної клініки. По-друге, має трохи інший підхід до передачі ядра, з невеликими поліпшеннями тут і там, включаючи використання кофеїну в даний момент.

Очікування Маліпова тривали довгі роки експериментів і спроб оптимізувати процес клонування так, що він працює з людськими клітинами, але при першій спробі його команда отримала лінії клонованих клітин всього за кілька місяців. Це справді величезний крок у медицині, який може значно зменшити вартість лікування стовбуровими клітинами та допомогти низці пацієнтів з дегенеративними та потенційно невиліковними захворюваннями. Крім того, це дає надію, щоб отримати безсмертя шляхом постійного клонування тканин та життєво важливих органів. Але це наукова фантастика. Принаймні поки що.

1 із 14

Презентація на тему:Стовбурові клітини

№ слайду 1

Опис слайду:

№ слайду 2

Опис слайду:

№ слайду 3

Опис слайду:

Визначення стовбурових клітин Пуповинна кров містить стовбурові клітини новонародженого. Стовбурові клітини- це стрижень життя, джерело, з якого утворюються всі інші клітини організму. Вони здатні до перетворення на клітини будь-яких органів і тканин організму. Клітини забезпечують відновлення пошкоджених ділянок органів та тканин. Зі стовбурових клітин можна створити будь-яку тканину, виростити будь-який орган. Такі незвичайні їх властивості були відкриті не так давно, проте прорив у цій галузі за останні кілька років був унікальним.

№ слайда 4

Опис слайду:

Вчені вже успішно застосовують стовбурові клітини для лікування різних недуг. Нещодавно медики заявили, що готові вирощувати на основі стволових клітин нові здорові зуби. І вже зовсім неймовірна метаморфоза-стволові клітини можуть настільки «забути» про своє кістковомозкове походження, що під впливом певних факторів перетворюються навіть на нервові клітини (нейрони). Через два тижні після додавання спеціальної сигнальної речовини до культури стовбурових клітин вони вже на 80% складаються з нейронів. Це поки що лише «пробиркове» досягнення, але воно вселяє надію на лікування хворих з важкими ураженнями спинного і головного мозку. При введенні власних стовбурових клітин кісткового мозку в спинномозковий канал людини вони рівномірно розподіляються по всіх відділах головного мозку, не порушуючи його структури. Стовбурові клітини перетворюються на печінкові. Встановлено, що при пошкодженні печінки нові печінкові клітини (гепатоцити) та їх попередники формуються в основному з донорських стовбурових клітин кісткового мозку.

№ слайду 5

Опис слайду:

Стовбурові клітини в клінічній практиці У терапевтичному застосуванні стовбурових клітин сьогодні, без сумніву, лідирує ортопедія. Справа в тому, що в руках у медиків є унікальні речовини: особливі білки, так звані bone morphogenic proteins (BMP), що викликають переродження стовбурових клітин у клітині тканини (остеобласти). У США вже проходять останню стадію випробувань і скоро почнуть широко застосовуватися в клініках спеціальні пористі губки, наповнені одночасно і стовбуровими клітинами і ВМР. заповнити проміжок до 25 сантиметрів завдовжки. Більше того, зараз ведеться робота з вбудовування гена ВМР у стовбурові клітини. Це означає, що, переродившись у кісткові клітини, вони зможуть самі по собі виробляти білок – ВМР, які ініціюють процес перетворення стовбурових клітин на кісткові.

№ слайду 6

Опис слайду:

Джерела стовбурових клітин для відновної терапії У здоровому організмі існує універсальний механізм заліковування ушкоджень з використанням внутрішнього клітинного резерву – стовбурових клітин кісткового мозку. Ці клітини можуть перетворитися на будь-які інші клітини, потрапивши у відповідний відділ організму. Стовбурові клітини починають надходити у пошкоджену ділянку, коли отримують відповідний сигнал із центральної нервової системи. Досягнувши місця ушкодження, вони під дією певних сигнальних молекул перетворюються на недостатні клітини пошкодженої тканини. Але сховище стовбурових клітин може бути невичерпним. Після заліковування великих пошкоджень кістковий мозок «порожніє», та й із віком запас стовбурових клітин значно зменшується. Коли ми народжуємося, у нас у кістковому мозку на 10 тисяч кровотворних клітин припадає одна стовбурова клітина. У підлітків стовбурових клітин уже у 10 разів менше. До 50-ти років на півмільйона кровотворних клітин одна стовбурова клітина, а в 70 років відбирати пробу кісткового мозку просто безглуздо - там лише одна стовбурова клітина на мільйон кровотворних клітин. Тобто здавати кістковий мозок має сенс лише в молодому віці, людям похилого віку доведеться використовувати чужі культури стовбурових клітин. При чому донорські стовбурові клітини найзручніше отримувати прямо при народженні з пуповини та плаценти, де вони теж містяться у достатній кількості.

№ слайду 7

Опис слайду:

Застосування ростових диференціюючих факторів стовбурових клітин у стоматології Ростові фактори стовбурових клітин вводять у дозі 10 мкг щодня протягом 3-5 днів хворим з генералізованим пародонтитом різного ступеня тяжкості в область перехідної складки присінка рота. Після застосування ростових факторів стовбурових клітин у 80% пацієнтів відзначається позитивний ефект: Поліпшилося самопочуття, зникли свербіж і біль (100%); Кровоточивість ясен (71%); негативною у 81% випадків. Ростові фактори клітин сприяли відновленню показників імунітету, неспецифічної резистентності та гемостазу переважно при легкому та середньому ступені тяжкості пародонтиту. Через 8-10 місяців у хворих на пародонтит отримували ростові фактори стовбурових клітин, не було загострення процесу, зникли неприємні відчуття в яснах, зміцнилися рухливі зуби. На рентгенограмах був виявлено прогресування деструкції кісткової тканини, а число вогнищ остеопорозу зменшилося.

№ слайду 8

Опис слайду:

Гемабанк стовбурових клітин Гемабанк-це сховище стовбурових клітин. Його призначення - збереження при наднизькій температурі протягом багатьох років стовбурових клітин, виділених з пуповинної крові. У банку стовбурові клітини кожного новонародженого зберігаються зовсім окремо і може бути використані лише у його інтересах чи інтересах його сім'ї. Гемабанк був створений у листопаді 2003 року. Центр стовбурових клітин буде розташований у графстві Хартфордшир на півдні Англії. Банк заснований Радою медичних досліджень та Радою з біотехнологій та біологічних досліджень Британії. Над проектом його працювали вчені з Лондонського Кінгс коледжу та Наукового центру життя у Ньюкаслі. Він використовує багаторічний досвід роботи банку кісткового мозку Російського Онкологічного Наукового Центру РАМН ім. Н.Н.Блохіна, а також досвід, накопичений численними банками пуповинної крові, що існують у США та багатьох європейських країнах. Банк використовуватиме стовбурові клітини, взяті з ембріонів та інших людських тканин, а потім створюватиме умови для їх нескінченного розмноження і вирощуватиме з них різні специфічні клітини. Банк також займеться зберіганням та постачанням стовбурових клітин, необхідних для вивчення та лікування діабету, раку, хвороби Паркінсона та інших захворювань.

№ слайду 9

Опис слайду:

Стовбурові клітини. «ЗА» та «ПРОТИ» – позиції зарубіжних країн У багатьох країнах Європейського Союзу законів щодо стовбурових клітин немає взагалі, там же, де вони є, їх діапазон – від абсолютної заборони досліджень на ембріонах (Франція, Німеччина, Ірландія) до дозволу створювати ембріони у дослідних цілях (Великобританія). Різноманітність думок відбиває існуючі культурні та релігійні відмінності. У більшості країн виявляється паралель між допустимістю абортів. Ірландія – єдина країна Європейського Союзу (ЄС), конституція якої підтверджує право на життя ще не народжених людей, і це право прирівнюється до права матері на життя. Незважаючи на це, аборт законний, якщо життю матері загрожує пряма небезпека. Згвалтування, кровозмішення чи аномалії зародка не є виправданням. Бельгія та Нідерланди проводять дослідження на ембріонах за відсутності законодавчих рамок. У Португалії, де аборт незаконений, крім випадків згвалтування або з серйозних медичних причин, і беззастережно заборонено після 12-го тижня вагітності, немає законодавства, але й досліджень немає. Вони заборонені в Австрії, Німеччині і навіть у Франції, але остання дозволяє вивчення ембріонів без заподіяння шкоди їх цілісності та преімплантаційну діагностику.

№ слайду 10

Опис слайду:

Стовбурові клітини. Іспанська конституція пропонує захист тільки для життєздатних ембріонів in vitro, що утворюються при заплідненні in vitro. Дослідження на ембріонах за тих самих умов допустимі у Фінляндії, Іспанії та Швеції. Ще у дев'яти європейських країнах законодавство або переглядається, або виправляється. Ці країни, як і ті, де законодавство взагалі немає, можуть керуватися міжнародними правилами. Сполучені Штати, подібно до Німеччини, виявляють лицемірство і нерішучість. Десять штатів ввели у себе закони, що регулюють або обмежують дослідження на людських ембріонах, зародках або ще не народжених дітях. На федеральному рівні заборонено фінансову підтримку будь-якого дослідження, в якому ембріони руйнуються.

№ слайду 11

Опис слайду:

Етичні проблеми Етичні аспекти дослідження людських стовбурових клітин торкаються широкого кола спірних та важливих проблем. Багато хто з них пов'язані з отриманням цих клітин, джерелом яких може бути дорослий організм, кров із пуповини, тканина зародка або тканина на різних стадіях його розвитку. Сьогодні загальновизнано, що найкраще джерело стовбурових клітин для терапевтичних цілей – це ембріони. Тому постає питання, чи можна спеціально створювати ембріони для одержання стовбурових клітин, для лікування та виживання дорослих людей? Існують проблеми добровільної інформаційної згоди як донорів, і одержувачів клітин; оцінки прийнятного ризику; застосування етичних стандартів у дослідженнях на людях; анонімність донорів; охорони та безпеки клітинних банків; конфіденційність та захист приватного характеру генетичної інформації. Зрештою, є проблеми комерції та компенсації учасникам процесу; захист людських тканин, генетичного матеріалу та інформації при їх переміщенні через кордони як у межах ЄС, так і в усьому світі. Всі ці проблеми важливі, але більшість із них останніми роками вже обговорювалися.

№ слайду 12

Опис слайду:

Етичні проблеми В даний час, як уже говорилося, найбільш перспективним джерелом стовбурових клітин для дослідницьких та терапевтичних цілей є або абортовані плоди, або ембріони до стадії імплантації. Однак нещодавно з'явилися перспективні дослідження стовбурових клітин дорослих людей. Відмова від досліджень ембріонів у надії на те, що буде достатньо стовбурових клітин дорослих, надзвичайно небезпечний та проблематичний порядок причин. По-перше, чи будуть дорослі клітини настільки ж хороші в терапії, як ембріональні (в даний час накопичено набагато більше даних і проглядається набагато більше терапевтичних перспектив від використання людських стовбурових ембріональних клітин (ЕСК). По-друге, може виявитися, що дорослі клітини підійдуть для одних терапевтичних цілей, а ЕСК - для інших.В - третіх, ми знаємо, що можна змінювати або заміщати практично будь-який ген в людських ЕСК, але чи правильно це для дорослих стовбурових клітин, ще необхідно встановити. до людських життів підтримувати тільки одне з двох джерел клітин, змушуючи людей чекати, а можливо, і вмирати, очікуючи отримання та використання клітин з менш відповідного джерела. сконцентрувавшись на дорослих стовбурових клітинах.

№ слайду 13

Опис слайду:

Етичні проблеми Відомо, що з ранніх доімплантаційних ембріонів можна без шкоди видаляти окремі клітини. Такий спосіб може бути одним із вирішень проблеми отримання ЕСК. Однак, якщо віддалені клітини тотипотенти (тобто здатні розвинутися в будь-який орган і навіть в самостійний організм), значить, вони по суті справи - окремі зиготи, «ембріони», і тому повинні захищатися тією ж мірою, що і вихідні ембріони. Якщо ж такі клітини лише плюрипотенти, їх не можна розглядати як ембріонів. На жаль, поки що заздалегідь неможливо сказати, чи є та чи інша клітина тоті- або плюрипотентною. З упевненістю це можна встановити лише ретроспективно, спостерігаючи, на що здатні клітини. Сформулюємо дві проблеми етичних позицій: Узгодженість досліджень стовбурових клітин із тим, що вважається прийнятним та етичним щодо нормального сексуального відтворення. Узгодженість з позиціями та моральними віруваннями, що стосуються аборту та штучної репродукції людини. Етичний принцип, повною мірою стосується використання ембріонів при дослідженні. Це «принцип уникнення непотрібних витрат», який передбачає, що правильно приносити користь людям, якщо це в наших силах, і неправильно шкодити їм.

№ слайду 14

Опис слайду:

Сьогодні застосування ембріональних клітин відроджується на новому рівні. Наука спромоглася зрозуміти механізм впливу ембріональних тканин на хворі органи. Міграція стовбурових клітин в організмі та їх здатність відновити будь-який орган можуть вирішити багато проблем медицини та відсунути на другий план клонування, що викликає стільки суперечок. Як показують останні дослідження, клонування органів не захищено помилок при копіюванні генетичного матеріалу. Так, при клонуванні мишей усі миші вмирають, починаючи з шостого покоління. Очевидно, накопичення помилок у ДНК призводить до деградації та смерті.

Відразу дві генетичні новини надійшло з незалежної Японії.
Перша, цікава з погляду майбутньої людини, полягає у вдалому досвіді отримання функціонуючих тканин головного мозку зі стовбурових клітин. Спочатку, метою експерименту було відтворення тканин кори мозку (який, як заповідав І.П.Павлов: «Вищий розпорядник і розподільник функції організму тварини і людини»), але у результаті дослідникам вдалося отримати клітини різних тканин. Що примітно, вченим країни сонця вдалося створити екземпляри тканин не тільки з ембріональних стовбурових клітин (як це зазвичай буває), але і з «дорослих» клітин, присутніх у шкірному покриві і волоссі.

У пересадки клонованих тканин найрайдужніші перспективи, т.к. в регенеративної терапії лише кілька захворювань можна вилікувати пересадкою клітин, і куди більше - пересадкою функціонуючих, «живих», тканин: починаючи від нарощування втрачених кінцівок і закінчуючи раком.

Вирощені тканини на даний момент ще занадто малі для їх практичного застосування, але, як заявлено в прес-релізі дослідницького інституту, дослідження спрямовані на створення тканин дорослої людини будуть продовжуватися. Крім експериментів з людськими стовбуровими клітинами, японці успішно проробили те саме з клітинами лабораторних мишей, навіть створивши на основі їх тканин мережу нейронів, що відповідає на стимулювання.


Не закінчуючи лабораторними щурами, продовжуємо далі: на основі мертвої клітини, яка 16 років пролежала в замороженому стані (-20 за Цельсієм, температура схожа з мерзлим грунтом, в якому було знайдено відоме мамонтеня Діма), була успішно клонована миша.

Дослідники інституту Riken виділили клітинне ядро ​​з органу мертвої миші та прищепили його до яйцеклітини живої миші, результатом чого стала поява на світ клону, здатного до репродукції. Це не просто новина, а Новина з великої літери, адже подібні досліди відкривають дорогу до відновлення вимерлих видів тварин на планеті, таких як мамонти, шаблезубі тигри та… вирушайте переглядати Парк Юрського Періоду.

І якщо ще донедавна подібні досліди не закінчувалися успіхом і здавалися скоріше фантастикою, ніж реальністю, у вчених попереду вирішення ще одного найскладнішого питання: схрещування з існуючими видами. Тисячі років тому не існувало як мінімум половини поширених нині захворювань, інфекцій, вірусів та іншого, що здатне вбити «нову-стару» істоту ще до народження.

Для клонування мамонта (який поки що є найбільш безпечним, можливим і реалізованим істотою) дослідникам необхідно визначити спосіб прищепити ядро ​​клітини мамонта яйцеклітині слонихи, після чого імплантувати її. Проте, навіть якщо «народити» живу істоту не вдасться – у процесі можуть вийти клоновані ембріональні стовбурові клітини, що дасть ще один поштовх до робіт у цій галузі.