스코틀랜드의 과학자들이 최초의 포유류가 성공적으로 복제 된 양 돌리에 대해 세계에 이야기 한 지 20 년이 지났습니다. 성인 신체 세포에서. Dolly의 특별한 점은 그녀의 “부모”가 실제로 성인 암양의 유선 조직에서 유래 한 단일 세포라는 것입니다. Dolly는 그 양의 정확한 유전 적 복제물 인 복제품이었습니다.

Dolly는 사람들의 상상력을 포착했습니다. 하지만 현장에있는 우리 중에는 그녀가 이전 연구를 통해 오는 것을 보았습니다. 저는 40 년 넘게 포유류 배아와 함께 일해 왔으며, 제 실험실에서 특히 소와 다른 가축 종을 복제하는 다양한 방법에 초점을 맞추고 있습니다. Dolly를 발표 한 논문의 공동 저자 중 한 명이 스코틀랜드로 이동하여 유명한 클론을 만들기 위해 3 년 동안 우리 실험실에서 일했습니다.

Dolly는 과학자들이 복제 기술을 계속 개선하도록 고무시키는 중요한 이정표였습니다. 줄기 세포 연구에서 새로운 개념을 추구하는 것입니다. 최종 게임은 유 전적으로 동일한 가축의 군대를 의미하지 않았습니다. 오히려 연구자들은 계속해서 기술을 개선하고 다른 방법과 결합하여 전통적인 애니 마를 강화하고 있습니다. l 번식 방법은 물론 노화와 질병에 대한 통찰력을 얻습니다.

일반적인 정자 + 난자가 아님

돌리는 수많은 정상적인 양의 어미가 된 완벽하게 정상적인 양이었습니다. 그녀는 6 년 반까지 살았는데, 전염병이 양 떼에 퍼져서 복제 된 양과 일반적으로 번식 된 양을 똑같이 감염 시켰습니다. 그녀의 삶은 특이한 것이 아니 었습니다. 그녀를 독특하게 만든 것은 그녀의 기원입니다.

Dolly로 이어진 수십 년간의 실험 이전에는 정자에 의해 난자를 수정해야만 정상적인 동물이 생산 될 수 있다고 생각했습니다. 그것이 자연스럽게 작동하는 방식입니다. 이 생식 세포는 신체에서 유전 물질이 모두 뒤섞이고 다른 모든 종류의 세포 양의 절반에 해당하는 유일한 세포입니다. 이런 식으로, 이른바 반수체 세포가 수정시에 함께 모일 때, 그들은 완전한 DNA를 가진 하나의 세포를 생산합니다. 함께 결합 된 세포는 2 배체 (2 배 또는 2 배)라고합니다. 두 개의 반쪽이 전체를 만듭니다.

그 순간부터 그 몸의 거의 모든 세포는 동일한 유전 적 구성을 갖습니다. 한 세포 배아가 유전 물질을 복제하면 현재 두 세포 배아의 두 세포는 유 전적으로 동일합니다. 그들이 차례로 유전 물질을 복제하면 4 세포 단계의 각 세포는 유 전적으로 동일합니다. 이 패턴은 계속해서 성인의 세포 수조 개가 폐, 뼈 또는 혈액이든 유 전적으로 정확히 동일합니다.

반대로 Dolly는 체세포 핵 이식이라고하는 방식으로 생산되었습니다. 이 과정에서 연구원들은 난자에서 유전 물질을 제거하고 다른 신체 세포의 핵으로 대체합니다. 생성 된 알은 자손으로 발전하는 배아를 생산하는 공장이됩니다. 사진에는 정자가 없습니다. 유전 물질의 절반은 정자에서, 절반은 난자에서 나오는 것이 아니라 모두 단일 세포에서 나옵니다. 처음부터 2 배체입니다.

Dolly로 이어진 긴 연구 경로

Dolly는 예를 들어 2 배체 배아 및 태아 세포가 자식. 그러나 복제 된 배아 또는 태아에서 발생하는 동물의 모든 특성을 쉽게 알 수있는 방법이 없었습니다. 연구자들은 16 세포 배아의 세포 몇 개를 동결시키면서 다른 세포로부터 클론을 생산할 수있었습니다. 바람직한 동물이 생산되면 냉동 세포를 해동하여 더 많은 사본을 만들 수 있습니다. 그러나 이것은 낮은 성공률로 인해 비실용적이었습니다.

Dolly는 성인 체세포도 부모로 사용될 수 있음을 보여주었습니다. 따라서 복제되는 동물의 특성을 알 수있었습니다.

내 계산에 따르면 Dolly는 체세포 핵 이식에 대한 277 번의 시도에서 단일 성공이었습니다. 때때로 체세포 핵 이식에 의한 복제 과정은 여전히 비정상적인 배아를 생성하며 대부분은 죽습니다. 그러나 프로세스가 크게 향상되어 이제 성공률이 10 %에 가깝습니다. 그러나 사용되는 세포 유형과 종에 따라 매우 다양합니다.

10 개 이상의 다른 세포 유형이 복제를위한 “부모”로 성공적으로 사용되었습니다. 오늘날 대부분의 복제는 피부 생검.

유전자 이상의 것이 클론에 영향을 미칠 수 있습니다

유전학은 이야기의 일부일뿐입니다. 클론이 유 전적으로 동일하더라도 표현형 (표현형)은 다를 것입니다. .그것은 자연적으로 발생하는 일란성 쌍둥이와 같습니다. 그들은 모든 유전자를 공유하지만, 특히 다른 환경에서 자란 경우 실제로 정확히 똑같지는 않습니다.

환경은 일부 특성에 큰 역할을합니다. 음식 가용성은 체중에 영향을 미칠 수 있습니다. 질병은 성장을 방해 할 수 있습니다. 이러한 종류의 생활 방식, 영양 또는 질병 영향은 개인에서 어떤 유전자가 켜지거나 꺼지는 지에 영향을 줄 수 있습니다. 이를 후성 유전 효과라고합니다. 두 개의 동일한 클론에서 모든 유전 물질이 동일 할 수 있지만 모두 동일한 유전자를 발현하지는 않을 수 있습니다.

승리 한 경주마를 복제하는 방법을 고려합니다. 승자의 클론이 승자가되는 경우도 있지만 대부분 그렇지 않습니다. 승자는 이상치이기 때문입니다. 그들은 올바른 유전학을 가져야 할뿐만 아니라 그 성공 잠재력에 도달하기위한 적절한 후성 유전학과 적절한 환경을 가져야합니다. 예를 들어, 우승 한 경주마가 태아가 될 때 경험 한 자궁 상태를 정확히 복제 할 수는 없습니다. 따라서 복제 챔피언은 대개 실망으로 이어집니다. 다른 한편으로, 경주에서 우승 한 말의 높은 비율을 모으는 종마를 복제하면 유사한 승자를 모으는 클론이 매우 안정적으로 생성됩니다. 이것은 표현형이 아닌 유전 적 상황입니다.

유전학은 신뢰할 수 있지만 후성 유전학과 환경이 차선이라는 것을 의미하는 복제 절차의 측면이 있습니다. 예를 들어, 정자는 수정 된 난자를 활성화시키는 우아한 방법을 가지고 있으며, 제대로 활성화되지 않으면 죽을 것입니다. 복제를 통해 활성화는 일반적으로 강한 전기 충격에 의해 수행됩니다. 복제 및 후속 배아 발달의 많은 단계는 인큐베이터의 테스트 튜브에서 수행됩니다. 이러한 조건은 수정과 초기 배아 발달이 일반적으로 발생하는 여성 생식 기관의 완벽한 대체물이 아닙니다.

때때로 비정상적인 태아가 만삭으로 발전하여 출생시 이상을 초래합니다. 일부 클론 중 가장 눈에 띄는 비정상 표현형은 송아지 나 어린 양이 정상보다 30 ~ 40 % 더 커서 출산을 어렵게하는 “큰 자손 증후군”이라고합니다. 문제는 비정상적인 태반에서 기인합니다. 출생시 이러한 클론은 유 전적으로 발생합니다. 정상이지만 지나치게 크며 고 인슐린 혈증 및 저혈당증 인 경향이 있습니다. (자녀가 더 이상 비정상 태반의 영향을받지 않으면 시간이 지남에 따라 상태가 정상화됩니다.)

최근 복제 절차의 개선으로 인해 자연 번식에서도 발생하지만 발생률은 훨씬 낮습니다.

복제 계속

거의 24 종에서 수천 마리의 복제 포유류가 생산되었습니다. Fina라는 유명한 앵거스 황소를 복제하는 것과 같은 응용 프로그램 l 자신의 클론의 정자를 통해 고품질 소를 생산하기 위해 (최근 노년에 사망 한) 답변.

하지만 복제 연구 환경은 빠르게 변화하고 있습니다. 돌리 생산의 원동력은 유 전적으로 동일한 동물을 생산하는 것이 아니 었습니다. 오히려 연구자들은 가축과 같은 종의 개체군을 변경하는 데 수십 년이 걸리는 전통적인 동물 사육 방법보다 훨씬 빠르게 동물을 유 전적으로 효율적으로 변화시키기 위해 복제 기술과 다른 방법을 결합하기를 원합니다.

최근 예는 다음과 같습니다. 폴링 된 (뿔 없음) 유전자를 젖소에 도입하여 고통스러운 뿔 제거 과정의 필요성을 제거합니다. 훨씬 더 놀라운 응용 프로그램은 매우 전염성이 있고 쇠약 해지는 PRRS 바이러스에 감염 될 수없는 돼지 균주를 생산하는 것입니다. 연구자들은 광우병에 걸릴 수없는 소를 만들기까지했습니다. 이러한 각 절차에서 체세포 핵 이식은 과정의 필수 부분입니다.

현재까지 이러한 체세포 핵 이식 실험의 가장 가치있는 기여는 과학적 정보와 통찰력을 얻었습니다. 그들은 노화의 측면 등을 포함하여 정상 및 비정상 배아 발달에 대한 우리의 이해를 향상 시켰습니다. 이 정보는 이미 선천적 결함을 줄이고, 불임을 피하는 방법을 개선하고, 특정 암과 싸우는 도구를 개발하고, 가축과 사람의 노화로 인한 부정적인 결과를 줄이는 데 이미 도움이되고 있습니다. Dolly 이후 20 년이 지났지 만 중요한 애플리케이션은 여전히 진화하고 있습니다.