20 éve, hogy Skócia tudósai elmondták a világnak Dolly juhról, az első sikeresen klónozott emlősről egy felnőtt testsejtből. Az a különleges Dollyban, hogy “szülei” valójában egyetlen sejtek voltak, amelyek egy felnőtt anyajuh emlős szövetéből származnak. Dolly a juh pontos genetikai másolata volt – klón.

Dolly megragadta az emberek fantáziáját, de a terepen dolgozók látták, hogy korábbi kutatások során részt vett. Több mint 40 éve dolgozom emlős embriókkal, laboratóriumomban pedig kifejezetten a szarvasmarhák és más állatfajok klónozásának különféle módszereivel foglalkozom. Az egyik társszerzője, aki bejelentette, hogy Dolly három évig laboratóriumunkban dolgozott, mielőtt Skóciába ment, hogy segítsen létrehozni a híres klónt.

A Dolly fontos mérföldkő volt, ösztönözve a tudósokat a klónozási technológia továbbfejlesztésére is A végjátékot soha nem genetikailag azonos állatállomány seregének szánták: A kutatók inkább tovább finomítják a technikákat, és más módszerekkel kombinálják a hagyományos animák felturbózását. L tenyésztési módszerek, valamint betekintést nyerünk az öregedésbe és a betegségekbe.

Nem a szokásos sperma + petesejt

Dolly teljesen normális juh volt, aki számos normális bárány anyja lett. Hat és fél évet élt, amikor végül egy állományán átterjedő fertőző betegség miatt klónozott és normálisan szaporodó juhokat egyaránt megfertőztek. Élete nem volt szokatlan; származása tette egyedivé.

A Dollyhoz vezető kísérletek évtizedei előtt úgy gondolták, hogy normális állatokat csak úgy lehet előállítani, ha egy petesejtet megtermékenyítenek egy spermával. Így működnek a dolgok természetesen. Ezek a csírasejtek az egyetlenek a testben, amelyek genetikai anyagát felzavarják, és minden más fajta sejt felében. Így, amikor ezek az úgynevezett haploid sejtek megtermékenyüléskor összeállnak, egyetlen sejtet termelnek a DNS teljes komplementerével. Összekapcsolva a sejtet kétszer vagy kétszer diploidnak nevezik. Két feléből áll egy egész.

Ettől a pillanattól kezdve a test szinte minden sejtje azonos genetikai felépítésű. Amikor az egysejtű embrió megduplázza genetikai anyagát, a most kétsejtű embrió mindkét sejtje genetikailag azonos. Amikor viszont megismétlik genetikai anyagukat, a négysejtes szakasz minden egyes sejtje genetikailag azonos. Ez a mintázat úgy folytatódik, hogy egy felnőtt sejtjének ezermilliárdja genetikailag pontosan megegyezik – akár tüdőben, akár csontban, akár vérben van.

Ezzel szemben a Dollyt az úgynevezett szomatikus sejtmag transzfer hozta létre. Ebben a folyamatban a kutatók eltávolítják a genetikai anyagot egy petesejtből, és helyettesítik valamilyen más testsejt magjával. Az így létrejött petesejt gyárrá válik, hogy embriót termeljen, amely utódokká fejlődik. Nincs spermium a képen; A spermiumok és a petesejtek fele genetikai anyag helyett egyetlen sejtből származik. A kezdetektől fogva diploid.

Hosszú kutatási út vezetett Dolly-hoz

A Dolly több száz klónozási kísérlet csúcspontja volt, amelyek például azt mutatták, hogy a diploid embrionális és magzati sejtek szülei lehetnek utódok. De nem volt könnyű megismerni az állat összes jellemzőjét, amely klónozott embrióból vagy magzatból származna. A kutatók egy 16 sejtes embrió néhány sejtjét lefagyaszthatják, miközben a többi sejtből klónokat termelnek; ha egy kívánatos állatot előállítottak, megolvaszthatták a fagyott sejteket, és további másolatokat készíthettek. De ez az alacsony sikerarány miatt nem volt praktikus.

Dolly bebizonyította, hogy felnőtt szomatikus sejtek is használhatók szülőként. Így megismerhető volt a klónozandó állat jellemzői.

Számításaim szerint Dolly volt az egyetlen siker 277 kísérletből a szomatikus sejtmag transzferben. Néha a szomatikus sejtmag transzfer útján történő klónozás folyamata rendellenes embriókat eredményez, amelyek többsége elpusztul. De a folyamat nagymértékben javult, így a siker aránya mostanra több mint 10 százalék; nagyon változó, az alkalmazott sejttípustól és a fajtól függően.

Több mint 10 különböző sejttípust használtak sikeresen “szülőként” a klónozáshoz. Manapság a legtöbb klónozást a biopsziás bőr.

A klónra több, mint a gének képesek hatással lenni

A genetika csak a történet része. Még ha a klónok genetikailag is azonosak, fenotípusaik – az általuk kifejezett tulajdonságok – eltérőek lesznek .Olyan, mint a természetben előforduló egypetéjű ikrek: Megosztják az összes génjüket, de valójában nem teljesen egyformák, főleg, ha különböző körülmények között nevelik őket.

A környezet óriási szerepet játszik egyes jellemzőkben. Az ételek elérhetősége befolyásolhatja a súlyt. A betegségek megnehezítik a növekedést. Az életmód, a táplálkozás vagy a betegség ilyen jellegű hatásai befolyásolhatják, hogy az egyén mely géneket kapcsolja be vagy ki; ezeket epigenetikus hatásoknak nevezzük. Annak ellenére, hogy az összes genetikai anyag azonos lehet két azonos klónban, előfordulhat, hogy nem ugyanazokat a géneket fejezik ki.

Fontolja meg a nyertes versenylovak klónozásának gyakorlatát. A nyertesek klónjai néha nyertesek is lesznek – de legtöbbször nem. Ennek oka, hogy a nyertesek kiugróbbak; megfelelő genetikával, ugyanakkor megfelelő epigenetikával és megfelelő környezettel kell rendelkezniük ahhoz, hogy elérjék ezt a nyertes lehetőséget. Például soha nem lehet pontosan lemásolni azokat a méhállapotokat, amelyeket egy nyertes versenyló fejlődő magzatkorában tapasztalt. Így a bajnok klónozás általában csalódáshoz vezet. Másrészt a mén klónozása, amely nagy számban versenyez a versenyben győztes lovakkal, nagyon megbízhatóan eredményez egy klónt, amely hasonlóan győzteseket is tenyészt. Ez inkább genetikai, mint fenotípusos helyzet.

Annak ellenére, hogy a genetika megbízható, a klónozási eljárásnak vannak olyan aspektusai, amelyek azt jelentik, hogy az epigenetika és a környezet nem optimális. Például a spermiumoknak elegáns módja van a megtermékenyített petesejtek aktiválására, amelyek megfelelő aktiválás nélkül elpusztulnak; klónozással az aktiválást általában erős áramütéssel hajtják végre. A klónozás és az azt követő embrionális fejlődés számos lépését inkubátorokban lévő kémcsövekben hajtják végre. Ezek a körülmények nem tökéletesen helyettesítik a női reproduktív traktust, ahol a megtermékenyítés és a korai embrionális fejlődés általában megtörténik.

Néha rendellenes magzatok fejlődnek ki időre, ami rendellenes rendellenességeket eredményez a születéskor. Egyes klónok legszembetűnőbb rendellenes fenotípusát “nagy utód szindrómának” nevezik, amelyben a borjak vagy bárányok a normálistól 30 vagy 40 százalékkal nagyobbak, ami nehéz születést eredményez. A problémák abnormális placentából származnak. Születéskor ezek a klónok genetikailag normálisak, de túl nagyok, és általában hiperinsulinémiásak és hipoglikémiásak. (Az állapotok idővel normalizálódnak, ha az utódokat már nem befolyásolja a kóros placenta.)

A klónozási eljárások közelmúltbeli javulása ezeket jelentősen csökkentette rendellenességek, amelyek természetes szaporodás esetén is előfordulnak, de sokkal kisebb gyakorisággal.

A klónozás folytatása

Közel két tucat fajban sok ezer klónozott emlős termelődött. Ezek közül csak néhány alkalmazások, például egy híres Fina nevű angusbika klónozása l Válaszoljon (aki nemrég halt meg idős korában) annak érdekében, hogy klónjának spermáján keresztül több jó minőségű szarvasmarhát hozzon létre.

De a klónozó kutatási táj gyorsan változik. A Dolly előállításának mozgatórugója nem genetikailag azonos állatok előállítása volt. A kutatók inkább a klónozási technikákat kívánják kombinálni más módszerekkel annak érdekében, hogy hatékonyan megváltoztassák az állatokat genetikailag – sokkal gyorsabban, mint a hagyományos állattenyésztési módszerek, amelyek évtizedekig tartanak a fajok, például a szarvasmarhák populációinak megváltoztatásához.

Az egyik legutóbbi példa a megkérdezett (szarv nélküli) gén bevezetése a tejelő szarvasmarhákba, így nincs szükség a lehúzás fájdalmas folyamatára. Még szembetűnőbb alkalmazás egy olyan sertéstörzs előállítása, amely képtelen megfertőződni a nagyon fertőző és legyengítő PRRS vírussal. A kutatók olyan szarvasmarhákat is készítettek, amelyek nem képesek kifejleszteni a Mad Cow-betegséget. Ezen eljárások mindegyikében a szomatikus sejtek magtranszplantációja a folyamat elengedhetetlen része.

Eddig a szomatikus sejtek magtranszplantációs kísérleteinek legértékesebb hozzájárulása a megszerzett tudományos információ és felismerés volt. Fokozták a normális és rendellenes embrionális fejlődés megértését, ideértve az öregedés szempontjait és még sok mást. Ezek az információk már segítenek a születési rendellenességek csökkentésében, a meddőség megkerülésének módszereinek fejlesztésében, eszközök kifejlesztésében bizonyos rákos megbetegedések leküzdésére, sőt az öregedés negatív következményeinek némelyikének csökkentésére – az állatállományban, sőt az emberekben is. Dolly óta két évtizede a fontos alkalmazások még mindig fejlődnek.