Den 22. februar 1997 lærte verden om eksistensen af fåret Dolly - det første varmblodede dyr klonet ved hjælp af en konventionel somatisk celle. Hvordan den dristige teknologi blev udviklet, og om den har en fremtid.
I en tid med hurtigt udviklende teknologier bliver spørgsmålet om kloning - reproduktion af individer, der er genetisk identiske med moderorganismen, virkelig akut og kontroversiel. Men at tale om kloning som noget fundamentalt nyt og unaturligt er forkert. I naturen er reproduktion gennem reproduktion af genetisk identiske individer et meget almindeligt fænomen. Bakterier opdeles simpelthen i to, svampe, alger og nogle andre organismer formere sig med sporer, og nogle insekter og endda hvirveldyr kan udvikle sig uden deltagelse af mandlige kimceller, kun ved hjælp af kvindelige. I alle disse tilfælde er barnets organisme en klon af forældrene. Ikke omgået processen med naturlig kloning og mennesker: identiske tvillinger har nøjagtigt de samme sæt gener.
Forskerne besluttede at reproducere denne proces alene. Naturligvis handlede det ikke om at skabe en hær af kloner, men om at opdrætte dyr og planter med visse nyttige egenskaber. Landbrug, let industri, medicin ville udvikle sig hurtigere, hvis kloning blev sat i drift. Planter selv reproducerer perfekt deres kopier, mennesket kan kun kontrollere processen, men spørgsmålet om nøjagtig reproduktion af dyr har længe været meget problematisk.
Den celle, der giver liv
Svaret på det blev fundet tættere på midten af det sidste århundrede. Forskere besluttede, at for at kloning skal du tage en zygote (befrugtet æg) fra et dyr, fjerne genetisk materiale fra det og indsætte kernen i en somatisk (ikke-reproduktiv) celle fra et andet dyr. Under naturlig seksuel reproduktion modtager datterorganismen et enkelt sæt gener fra fars kimcelle og det samme fra ægcellen. En klon på tidspunktet for oprettelsen modtager også et dobbelt sæt gener, men kun fra den ene forælder. Sandt nok vil den resulterende organisme ikke være en komplet genetisk kopi: i hvert genom er der et bestemt antal tilfældige mutationer, der ikke falder sammen selv i kloner.
Men mutationer er ikke det største problem, som forskere stod overfor i midten af det 20. århundrede. Faktum er, at enhver celle i kroppen er somatisk bortset fra den reproduktive celle, og enhver celle i kroppen har sin egen differentiering. Med andre ord, i hver celle fungerer kun de gener, der er nødvendige for at den kan udføre "officielle opgaver", der er forskellige for hvert organ. Forskerne frygtede, at de ved at transplantere sådant specialiseret genetisk materiale i zygoten ville skabe en ikke-levedygtig klon. Denne tvivl blev fjernet af John Gurdon, efter at han i 1962 var i stand til at klone en frø på den beskrevne måde.
Biolog John Gurdon
Salgsfremmende video:
Reuters
Det er sandt, at nogle forskere betragtede eksperimentet som ikke helt rent, fordi Gurdon brugte haletudsceller. Otte år senere, i 1970, var han i stand til at gentage det samme eksperiment, men med celler fra voksne. Klonerne overlevede. Således har forskere foretaget en definerende opdagelse inden for kloning: specialiserede somatiske celler kan give en ny organisme liv.
Mus og tre får
Så vejen blev åbnet for kloning af pattedyr. Imidlertid gik alt ikke så glat her: i mange år kunne forskere fra forskellige lande ikke gentage Gurdons eksperiment på mere komplekse dyr. Derefter besluttede de at forenkle deres opgave: de placerede ikke kernen i en somatisk celle i zygoten, men en embryonisk celle. Forskere fra to lande har opnået succes her: Sovjetiske genetikere skabte musen Masha, og briterne - fårene Megan og Morag.
Så hvorfor kunne du ikke oprette en klon ved hjælp af somatiske celler? Efter de første mislykkede eksperimenter besluttede forskere, at det simpelthen var umuligt at gennemføre et sådant eksperiment med pattedyr, denne mening hersket i den videnskabelige verden næsten indtil slutningen af det 20. århundrede. Og så optrådte Dolly ved University of Rosslyn (Storbritannien) - det første pattedyr opnået ved fusion af et æg og en specialiseret somatisk celle. Så hvad ændrede Jan Wilmuths gruppe i oplevelsen, så Dolly kunne blive født?
Embryolog Ian Wilmut
Reuters
Forskerne ændrede teknologien ganske lidt: i stedet for en zygote brugte de et ubefrugtet æg.
Men selv disse ændringer førte ikke gruppen til absolut succes. Dolly kom ud af et af 277 æg; 28 af hendes tvillinger formåede at udvikle sig til embryoner, og kun hun blev født. Det er usandsynligt, at en sådan teknologi kan kaldes vellykket og sættes i gang, men i slutningen af 1990'erne var det ikke, hvad forskere tænkte. Hovedpointen var at bevise, at pattedyr kan klones ved hjælp af en somatisk celle. Fra dette synspunkt var Dollys udseende en enorm succes.
ID-nummer 6LL3
Fårene blev født den 5. juli 1996 under navnet (nærmere bestemt nummer) 6LL3. Idéen om at give den første pattedyrklon navnet Dolly kom landmændene til at tænke på fårens surrogatmor (hendes rigtige mor var død tre år tidligere; det anvendte genetiske materiale blev frosset og omhyggeligt bevaret indtil bedre tider).
De fandt det sjovt, at 6LL3 kom ud af et bur taget fra et yver, så de gav fårene navnet på countrysangeren Dolly Parton, som skyldte hendes berømmelse til dels den store buste.
Fårene levede seks år og fødte seks lam. Sandt nok er seks år ikke nok for får, der som regel dør i en alder af 10-12 år, men ifølge den officielle version har Dollys død intet at gøre med konsekvenserne af kloning: i to år led fårene af gigt, og i slutningen af sit liv fangede det også alvorlig lungevirus. Den 14. februar 2003 blev et af de mest berømte dyr aflivet.
Drømme om Jurassic Park
Men Dolly blev ikke berømt med det samme: verden fandt ud af hendes eksistens kun syv måneder efter hendes fødsel, den 22. februar 1997. I hele denne tid modtog forskere patent på en kerneoverførselsteknik, så de ikke kunne annoncere deres utrolige succes i pressen. Men Dollys tvillingsøstre dukkede op. I 2016 har 13 af dem allerede nået en respektabel alder på syv til ni år. Teknologien, som først ikke var særlig effektiv, blev raffineret, hvilket gjorde det muligt at udføre eksperimenter med andre husdyr.
Et af de vigtigste mål, som forskere forfølger nu, er "genoplivning" af uddøde arter. Pionererne i dette område var spanske forskere: i 2009 klonede de en pyrenænsk ged, der forsvandt fra jordens overflade ni år tidligere. Forskere var heldige: i Research Centre for Agriculture and Technology of Aragon blev dyrets genetiske materiale bevaret, som blev brugt til kloning. Fårets Dolly-succes kunne imidlertid ikke gentages: klonen døde 7 minutter efter fødslen på grund af en medfødt lungedefekt.
Mange forskere mener, at det er for tidligt at tale om kloning af uddøde arter. For det første, selvom det er muligt at udvinde DNA'et fra et uddødt dyr fra resterne, er det uklart, hvad man skal gøre med ægget. Oxford-gruppen forsøger at løse dette problem med en relateret ægcelle. Forskere arbejder på opstandelsen af Dodo-fuglen, som forsvandt i slutningen af det 17. århundrede. De fandt ud af, at den nærmeste slægtning til denne store flyveløse fugl er duen, og mere specifikt Victoria-kronteduen eller savnebolden. Konsistensen af Oxford-teorien skal stadig ses.
For det andet er det uklart, hvordan de uddøde organismer vil reagere på de ændrede miljøforhold. Skeptikere mener, at klonernes organismer ikke vil være i stand til at tilpasse sig selv til den moderne sammensætning af atmosfæren og vil dø.
Men sådanne bekymringer bør ikke stoppe forskere. Det videnskabelige samfund kan ikke med sikkerhed sige, hvordan specialiserede somatiske celler bliver livgivende celler, eller hvorfor et æg skal bruges til kloning snarere end en zygote. Det er en utaknemmelig opgave at foregribe naturens reaktion på reproduktion af uddøde arter. Det er uden tvivl værd at give op med at prøve.
Yulia Popova