1997 m. Vasario 22 d. Pasaulis sužinojo apie avį Dolly - pirmąjį šiltakraujį gyvūną, klonuotą naudojant įprastą somatinę ląstelę. Kaip buvo sukurta drąsi technologija ir ar ji turi ateitį.
Sparčiai besivystančių technologijų amžiuje klonavimo klausimas - genetiškai identiškų tėvų organizmui individų dauginimasis - tampa išties aštrus ir prieštaringas. Tačiau neteisinga kalbėti apie klonavimą kaip apie kažką iš esmės naujo ir nenatūralaus. Gamtoje dauginimasis per dauginant genetiškai identiškus asmenis yra labai dažnas reiškinys. Bakterijos tiesiog dalijasi į dvi dalis, grybai, dumbliai ir kai kurie kiti organizmai dauginasi sporomis, o kai kurie vabzdžiai ir net stuburiniai gyvūnai gali išsivystyti nedalyvaujant vyriškoms lytinėms ląstelėms, tik padedant patelėms. Visais šiais atvejais vaiko organizmas yra tėvų klonas. Neišvengė natūralaus klonavimo ir žmonių proceso: identiški dvyniai turi visiškai vienodus genų rinkinius.
Mokslininkai nusprendė šį procesą atkurti patys. Žinoma, tai buvo ne apie klonų armijos sukūrimą, bet apie tam tikrų naudingų savybių turinčių gyvūnų ir augalų auginimą. Žemės ūkis, lengvoji pramonė, medicina vystytųsi greičiau, jei būtų pradėtas klonavimas. Augalai patys puikiai atkuria savo kopijas, žmogus gali kontroliuoti tik procesą, tačiau tikslaus gyvūnų dauginimo klausimas jau seniai išlieka labai problemiškas.
Ląstelė, suteikianti gyvybę
Atsakymas į jį buvo rastas arčiau praėjusio amžiaus vidurio. Mokslininkai nusprendė, kad norint klonuoti reikia paimti zigotą (apvaisintą kiaušialąstę) iš vieno gyvūno, iš jo pašalinti genetinę medžiagą ir įterpti kito gyvūno somatinės (neprodukcinės) ląstelės branduolį. Natūralaus lytinio dauginimosi metu dukros organizmas gauna vieną genų rinkinį iš tėvo lytinės ląstelės ir tą patį iš kiaušialąstės. Sukūrimo metu klonas taip pat gauna dvigubą genų rinkinį, tačiau tik iš vieno iš tėvų. Tiesa, susidaręs organizmas nebus išsami genetinė kopija: kiekviename genome yra tam tikras skaičius atsitiktinių mutacijų, kurios nesutampa net klonuose.
Tačiau mutacijos nėra pagrindinė problema, su kuria susidūrė mokslininkai 20 amžiaus viduryje. Faktas yra tas, kad bet kuri kūno ląstelė, išskyrus reprodukcinę ląstelę, yra somatinė, ir bet kuri kūno ląstelė turi savo diferenciaciją. Kitaip tariant, kiekvienoje ląstelėje veikia tik tie genai, kurie reikalingi jai atlikti „oficialias pareigas“, kurios yra skirtingos kiekvienam organui. Tyrėjai baiminosi, kad persodinę tokią specializuotą genetinę medžiagą į zigotą, jie sukurs neperspektyvų kloną. Šias abejones išsklaidė Johnas Gurdonas, po to, kai 1962 m. Jis sugebėjo aprašytu būdu klonuoti varlę.
Biologas Johnas Gurdonas
Reklaminis vaizdo įrašas:
„Reuters“
Tiesa, kai kurie mokslininkai eksperimentą laikė ne visai švariu, nes Gurdonas naudojo buoželių ląsteles. Po aštuonerių metų, 1970 m., Jis sugebėjo pakartoti tą patį eksperimentą, tačiau su suaugusiųjų ląstelėmis. Klonai išgyveno. Taigi mokslininkai padarė lemiamą atradimą klonavimo srityje: specializuotos somatinės ląstelės gali suteikti gyvybę naujam organizmui.
Pelė ir trys avys
Taigi žinduolių klonavimui buvo atvertas kelias. Tačiau viskas čia klostėsi ne taip sklandžiai: daugelį metų skirtingų šalių tyrėjai negalėjo pakartoti Gurdono eksperimento su sudėtingesniais gyvūnais. Tada jie nusprendė supaprastinti savo užduotį: į zigotą įdėjo ne somatinės ląstelės branduolį, o embriono ląstelę. Čia pasisekė mokslininkams iš dviejų šalių: sovietiniai genetikai sukūrė pelę Mašą, o britai - avį Megan ir Morag.
Taigi kodėl negalėtumėte sukurti klono naudodamiesi somatinėmis ląstelėmis? Po pirmųjų nesėkmingų eksperimentų mokslininkai nusprendė, kad tokio eksperimento su žinduoliais atlikti tiesiog neįmanoma, ši nuomonė mokslo pasaulyje vyravo beveik iki 20 amžiaus pabaigos. Ir tada Dolly pasirodė Rosslyn universitete (Didžioji Britanija) - pirmasis žinduolis, gautas susiliejus kiaušiniui ir specializuotai somatinei ląstelei. Ką Jan Wilmuth grupė pakeitė patirtimi, kad galėtų gimti Dolly?
Embriologas Ianas Wilmutas
„Reuters“
Tyrėjai gana šiek tiek pakeitė technologiją: vietoj zigotos jie naudojo neapvaisintą kiaušinį.
Bet ir šie pokyčiai nesukėlė grupės absoliučios sėkmės. Dolly pasirodė iš vieno iš 277 kiaušinių; 28 iš jos dvynių pavyko išsivystyti į embrionus, ir tik ji gimė. Vargu ar tokią technologiją galima pavadinti sėkminga ir pritaikyta, tačiau dešimtojo dešimtmečio pabaigoje mokslininkai ne taip galvojo. Pagrindinis dalykas buvo įrodyti, kad žinduolius galima klonuoti naudojant somatinę ląstelę. Šiuo požiūriu Dolly pasirodymas buvo nepaprastai sėkmingas.
ID numeris 6LL3
Avis gimė 1996 m. Liepos 5 d. Pavadinimu (tiksliau - skaičius) 6LL3. Idėja suteikti pirmajam žinduolių kloniui pavadinimą Dolly kilo ūkininkams, kurie prižiūrėjo pakaitinę avies motiną (tikroji jos motina mirė prieš trejus metus; naudojama genetinė medžiaga buvo užšaldyta ir kruopščiai išsaugota iki geresnių laikų).
Jiems buvo juokinga, kad 6LL3 atsirado iš narvo, paimto iš tešmens, todėl avims davė šalies dainininkės Dolly Parton vardą, kuri iš dalies buvo skolinga dėl didžiojo biusto.
Avys gyveno šešerius metus ir atsivedė šešis ėriukus. Tiesa, avims, kurios paprastai žūva sulaukusios 10–12 metų, nepakanka šešerių metų, tačiau pagal oficialią versiją Dolly mirtis neturi nieko bendra su klonavimo pasekmėmis: dvejus metus avis kankino artritas, o gyvenimo pabaigoje ji taip pat pagavo sunkus plaučių virusas. 2003 m. Vasario 14 d. Vienas garsiausių gyvūnų buvo sunaikintas.
Svajonės apie Juros periodo parką
Tačiau Dolly išgarsėjo ne iš karto: pasaulis apie jos egzistavimą sužinojo tik praėjus septyniems mėnesiams po jos gimimo, 1997 m. Vasario 22 d. Visą tą laiką mokslininkai gavo branduolio perkėlimo technikos patentą, todėl negalėjo pranešti apie savo neįtikėtiną sėkmę spaudoje. Bet Dolly seserys dvynės tikrai pasirodė. 2016 metais 13 iš jų jau sulaukė garbingo septynerių – devynerių metų amžiaus. Iš pradžių nebuvo labai efektyvi technologija buvo patobulinta, o tai leido atlikti eksperimentus su kitais naminiais gyvūnais.
Vienas pagrindinių tikslų, kurio dabar siekia mokslininkai, yra išnykusių rūšių „atgimimas“. Šios srities pradininkai buvo Ispanijos tyrinėtojai: 2009 m. Jie klonavo Pirėnų ožką, kuri dingo iš žemės paviršiaus devyneriais metais anksčiau. Mokslininkams pasisekė: Aragono žemės ūkio ir technologijos tyrimų centre buvo išsaugota gyvūno genetinė medžiaga, kuri buvo naudojama klonuojant. Tačiau avies Dolly sėkmės pakartoti nepavyko: klonas mirė praėjus 7 minutėms po gimimo dėl įgimto plaučių defekto.
Daugelis mokslininkų mano, kad dar anksti kalbėti apie išnykusių rūšių klonavimą. Pirma, net jei įmanoma iš liekanų išskirti išnykusio gyvūno DNR, nėra aišku, ką daryti su kiaušiniu. Oksfordo grupė bando išspręsti šią problemą su susijusiomis kiaušialąstėmis. Tyrėjai dirba prie Dodo paukščio, kuris dingo XVII amžiaus pabaigoje, prisikėlimo. Jie išsiaiškino, kad artimiausias šio didelio neskraidančio paukščio giminaitis yra balandis, o konkrečiau - Viktorijos karūninis balandis arba pjautinis balandis. Oksfordo teorijos nuoseklumas dar laukia.
Antra, neaišku, kaip išnykę organizmai reaguos į pasikeitusias aplinkos sąlygas. Skeptikai mano, kad klonų organizmai negalės prisitaikyti net prie šiuolaikinės atmosferos sudėties ir žus.
Tačiau toks rūpestis neturėtų sustabdyti mokslininkų. Mokslo bendruomenė negali tiksliai pasakyti, kaip specializuotos somatinės ląstelės tampa gyvybę teikiančiomis ląstelėmis, arba kodėl klonuojant reikėtų naudoti kiaušinį, o ne zigotą. Numatyti gamtos reakciją į išnykusių rūšių dauginimąsi yra nedėkinga užduotis. Be abejonės, verta atsisakyti bandymų.
Julija Popova