22. februar 1997 fikk verden vite om sauen Dolly - det første varmblodige dyret klonet ved hjelp av en konvensjonell somatisk celle. Hvordan den dristige teknologien ble utviklet og om den har en fremtid.
I en tid med raskt utviklende teknologier blir problemet med kloning - reproduksjon av individer som er genetisk identiske med moderorganismen - virkelig akutt og kontroversielt. Men å snakke om kloning som noe fundamentalt nytt og unaturlig er galt. I naturen er reproduksjon gjennom reproduksjon av genetisk identiske individer et veldig vanlig fenomen. Bakterier deler seg ganske enkelt i to, sopp, alger og noen andre organismer reproduserer av sporer, og noen insekter og til og med virveldyr kan utvikle seg uten deltagelse av mannlige kimceller, bare ved hjelp av kvinnelige. I alle disse tilfellene er barnorganismen en klone av foreldrene. Ikke forbigått prosessen med naturlig kloning og mennesker: identiske tvillinger har nøyaktig samme sett med gener.
Forskerne bestemte seg for å reprodusere denne prosessen på egenhånd. Selvfølgelig handlet det ikke om å skape en hær av kloner, men om å oppdra dyr og planter med visse nyttige egenskaper. Landbruk, lett industri, medisin ville utvikle seg raskere hvis kloning ble satt i drift. Planter reproduserer perfekt kopiene sine, mennesket kan bare kontrollere prosessen, men spørsmålet om nøyaktig reproduksjon av dyr i lang tid forble veldig problematisk.
Cellen som gir liv
Svaret på det ble funnet nærmere midten av forrige århundre. Forskere bestemte at for kloning må du ta en zygote (befruktet egg) fra ett dyr, fjerne genetisk materiale fra det og sette inn kjernen til en somatisk (ikke-reproduktiv) celle fra et annet dyr. Under naturlig seksuell reproduksjon mottar datterorganismen et enkelt sett med gener fra farens kimcelle og det samme fra eggcellen. En klon på tidspunktet for opprettelsen mottar også et dobbelt sett med gener, men bare fra en av foreldrene. Det er sant at den resulterende organismen ikke vil være en komplett genetisk kopi: i hvert genom er det et visst antall tilfeldige mutasjoner som ikke sammenfaller selv i kloner.
Men mutasjoner er ikke hovedproblemet som forskere møtte i midten av 1900-tallet. Faktum er at enhver celle i kroppen, bortsett fra reproduksjonscellen, er somatisk, og enhver celle i kroppen har sin egen differensiering. Med andre ord, bare de genene fungerer i hver celle som den trenger for å utføre "offisielle plikter" som er forskjellige for hvert organ. Forskerne fryktet at ved å transplantere et slikt spesialisert genetisk materiale i zygoten, ville de skape en ikke-levedyktig klon. Disse tvilene ble fjernet av John Gurdon, etter at han i 1962 var i stand til å klone en frosk på den beskrevne måten.
Biolog John Gurdon
Kampanjevideo:
Reuters
Det er sant at noen forskere anså eksperimentet som ikke helt rent, fordi Gurdon brukte tadpole-celler. Åtte år senere, i 1970, var han i stand til å gjenta det samme eksperimentet, men med cellene til voksne. Klonene overlevde. Dermed har forskere gjort en definerende oppdagelse innen kloning: spesialiserte somatiske celler kan gi liv til en ny organisme.
Mus og tre sauer
Så veien ble åpnet for kloning av pattedyr. Imidlertid gikk ikke alt så greit her: i mange år kunne forskere fra forskjellige land ikke gjenta Gurdons eksperiment på mer komplekse dyr. Så bestemte de seg for å forenkle oppgaven: De plasserte ikke kjernen til en somatisk celle i zygoten, men en embryonisk celle. Forskere fra to land har oppnådd suksess her: Sovjetiske genetikere skapte musen Masha, og britene - sauen Megan og Morag.
Så hvorfor kunne du ikke lage en klon ved hjelp av somatiske celler? Etter de første mislykkede eksperimentene bestemte forskerne at det rett og slett var umulig å gjennomføre et slikt eksperiment med pattedyr, denne oppfatningen hersket i den vitenskapelige verden nesten helt til slutten av det 20. århundre. Og så dukket Dolly opp ved University of Rosslyn (Storbritannia) - det første pattedyret oppnådd som et resultat av fusjonen av et egg og en spesialisert somatisk celle. Så hva endret Jan Wilmuths gruppe i opplevelsen slik at Dolly kunne bli født?
Embryolog Ian Wilmut
Reuters
Forskerne endret teknologien ganske mye: i stedet for en zygote brukte de et ubefruktet egg.
Men selv disse endringene førte ikke gruppen til absolutt suksess. Dolly kom ut av et av 277 egg; 28 av tvillingene klarte å utvikle seg til embryoer, og bare hun ble født. Det er lite sannsynlig at en slik teknologi kan kalles vellykket og tas i bruk, men på slutten av 1990-tallet var dette ikke det forskerne tenkte. Hovedpoenget var å bevise at pattedyr kan klones ved hjelp av en somatisk celle. Fra dette synspunktet var Dollys utseende en enorm suksess.
ID-nummer 6LL3
Sauene ble født 5. juli 1996 under navnet (nærmere bestemt nummer) 6LL3. Ideen om å gi den første pattedyrklonen navnet Dolly, kom til hodet på bønder som passet sauens surrogatmor (hennes virkelige mor døde tre år tidligere; det genetiske materialet som ble brukt var frossent og nøye bevart til bedre tider).
De syntes det var morsomt at 6LL3 kom ut av et bur hentet fra et jur, så de kalte den fødte sauen navnet Dolly Parton, en countrysanger som skyldte en del av berømmelsen til den store bysten.
Sauene levde seks år og fødte seks lam. Det er sant at seks år ikke er nok for sau, som som regel dør i alderen 10-12 år, men ifølge den offisielle versjonen har Dollys død ikke noe å gjøre med konsekvensene av kloning: i to år led sauen leddgikt, og på slutten av sitt liv fanget den også alvorlig lungevirus. 14. februar 2003 ble et av de mest kjente dyrene avlivet.
Dreams of Jurassic Park
Men Dolly ble ikke berømt med en gang: Verden fant ut om hennes eksistens bare syv måneder etter fødselen, 22. februar 1997. All denne tiden mottok forskere patent på en kjernetransferteknikk, slik at de ikke kunne kunngjøre sin utrolige suksess i pressen. Men Dollys tvillingsøstre dukket opp. I 2016 har 13 av dem allerede nådd en respektabel alder på syv til ni år. Teknologien, som først ikke var veldig effektiv, ble raffinert, noe som gjorde det mulig å utføre eksperimenter på andre husdyr.
Et av hovedmålene som forskere forfølger nå er "vekkelse" av utdøde arter. Pionerene i dette området var spanske forskere: i 2009 klonet de en pyreneisk geit, som forsvant fra jordens overflate ni år tidligere. Forskere var heldige: i Research Centre for Agriculture and Technology of Aragon ble dyrets genetiske materiale bevart, som ble brukt til kloning. Suksessen til sauen Dolly kunne imidlertid ikke gjentas: klonen døde 7 minutter etter fødselen på grunn av en medfødt lungefeil.
Mange forskere mener at det er for tidlig å snakke om kloning av utdøde arter. For det første, selv om det er mulig å isolere DNA fra et utdødt dyr fra restene, er det ikke klart hva du skal gjøre med egget. Oxford-gruppen prøver å løse dette problemet med en relatert eggcelle. Forskere jobber med oppstandelsen av Dodo-fuglen, som forsvant på slutten av 1600-tallet. De fant ut at den nærmeste slektningen til denne store flygeløse fuglen er en due, og mer spesifikt Victoria-duen, eller sagnebben. Konsistensen av Oxford-teorien gjenstår å se.
For det andre er det uklart hvordan de utryddede organismer vil reagere på de endrede miljøforholdene. Skeptikere mener at organene til klonene ikke vil være i stand til å tilpasse seg selv den moderne sammensetningen av atmosfæren og vil dø.
Men slike bekymringer bør ikke stoppe forskere. Det vitenskapelige samfunnet kan ikke si med sikkerhet hvordan spesialiserte somatiske celler blir livgivende celler, eller hvorfor et egg skal brukes til kloning i stedet for en zygote. Å forutse reaksjonen fra naturen til reproduksjon av utdøde arter er en utakknemlig oppgave. Ingen tvil er verdt å gi opp å prøve.
Yulia Popova
