1997. február 22-én a világ megismerte Dolly juh - az első melegvérű állat, amelyet hagyományos szomatikus sejt segítségével klónoztak - létezéséről. Hogyan fejlesztették ki a merész technológiát, és van-e jövője?
A gyorsan fejlődő technológiák korában a klónozás kérdése - az anyaszervezettel genetikailag azonos egyedek szaporodása - valóban élessé és ellentmondásossá válik. De a klónozásról mint valami alapvetően új és természetellenesről beszélni helytelen. A természetben a genetikailag azonos egyedek szaporodásával történő szaporodás nagyon gyakori jelenség. A baktériumok egyszerűen kettéválnak, a gombák, az algák és néhány más szervezet spórákkal szaporodik, egyes rovarok, sőt gerincesek is kifejlődhetnek hím ivarsejtek részvétele nélkül, csak nőstények segítségével. Mindezekben az esetekben a gyermekszervezet a szülő klónja. Nem kerülte meg a természetes klónozás és az emberek folyamatát: az azonos ikreknek pontosan ugyanaz a génkészlete.
A tudósok úgy döntöttek, hogy ezt a folyamatot önmagukban reprodukálják. Természetesen nem klónok seregének létrehozásáról volt szó, hanem bizonyos hasznos tulajdonságokkal rendelkező állatok és növények neveléséről. A mezőgazdaság, a könnyűipar, az orvostudomány gyorsabban fejlődne, ha a klónozás elindulna. A növények maguk is tökéletesen reprodukálják másolataikat, az ember csak irányíthatja a folyamatot, de az állatok pontos reprodukciójának kérdése sokáig nagyon problematikus maradt.
Az a sejt, amely életet ad
A választ arra a múlt század közepéhez közelebb találtuk. A tudósok úgy döntöttek, hogy a klónozáshoz el kell venni egy állatból a megtermékenyített petesejtet, eltávolítani belőle a genetikai anyagot, és beilleszteni egy másik állat szomatikus (nem reproduktív) sejtjének magját. A természetes nemi szaporodás során a leányszervezet egyetlen génkészletet kap az apa ivarsejtjéből, és ugyanezt a petesejtből. A létrehozása idején egy klón szintén kettős génkészletet kap, de csak egy szülőtől. Igaz, az így létrejött organizmus nem lesz teljes genetikai másolat: minden genomban bizonyos számú véletlenszerű mutáció található, amelyek még a klónokban sem esnek egybe.
De a mutációk nem a fő probléma, amellyel a tudósok a 20. század közepén szembesültek. Az a tény, hogy a test bármely sejtje, a reproduktív sejt kivételével, szomatikus, és a test bármely sejtjének megvan a maga differenciálódása. Más szavakkal, minden sejtben csak azok a gének működnek, amelyekre "hivatalos kötelességek" ellátásához szüksége van, és amelyek minden szerv esetében eltérőek. A kutatók attól tartottak, hogy egy ilyen speciális genetikai anyagot a zigótába átültetve életképtelen klónt hoznak létre. Ezeket a kétségeket John Gurdon eloszlatta, miután 1962-ben a leírt módon klónozni tudott egy békát.
John Gurdon biológus
Promóciós videó:
Reuters
Igaz, egyes tudósok szerint a kísérlet nem volt teljesen tiszta, mert Gurdon ebihal sejteket használt. Nyolc évvel később, 1970-ben, megismételhette ugyanazt a kísérletet, de felnőtt sejtekkel. A klónok életben maradtak. Így a tudósok meghatározó felfedezést tettek a klónozás területén: a speciális szomatikus sejtek életet adhatnak egy új organizmusnak.
Egér és három juh
Tehát megnyílt az út az emlősök klónozása előtt. Itt azonban nem ment minden olyan gördülékenyen: sok éven át a különböző országok kutatói nem tudták megismételni Gurdon bonyolultabb állatokon végzett kísérletét. Aztán úgy döntöttek, hogy egyszerűsítik feladatukat: a zigótába nem egy szomatikus sejt magját, hanem egy embrionális sejtet helyeztek el. Két ország tudósai értek el sikert itt: a szovjet genetikusok létrehozták az Masha egeret, és a britek - a Megan és Morag juhokat.
Miért nem hozhat létre klónot szomatikus sejtek segítségével? Az első sikertelen kísérletek után a tudósok úgy döntöttek, hogy egyszerűen lehetetlen ilyen kísérletet végezni emlősökkel, ez a vélemény szinte a 20. század végéig uralkodott a tudományos világban. És akkor Dolly megjelent a Rosslyni Egyetemen (Nagy-Britannia) - az első emlős, amelyet egy petesejt és egy speciális szomatikus sejt fúziójának eredményeként kaptak. Tehát mit változtatott Jan Wilmuth csoportja az élményen, hogy Dolly megszülethessen?
Jan Wilmut embriológus
Reuters
A kutatók eléggé megváltoztatták a technológiát: zigóta helyett megtermékenyített petesejtet használtak.
De még ezek a változások sem vezették a csoportot abszolút sikerhez. Dolly előkerült a 277 tojás egyikéből; 28 ikréből sikerült embriókká fejlődnie, és csak ő született. Nem valószínű, hogy egy ilyen technológiát sikeresnek lehetne nevezni és életbe léptetni, de a kilencvenes évek végén a tudósok nem erről gondoltak. A fő szempont annak bizonyítása volt, hogy az emlősök szomatikus sejt segítségével klónozhatók. Ebből a szempontból Dolly megjelenése óriási sikert aratott.
6LL3 azonosítószám
A juh 1996. július 5-én született (pontosabban szám) 6LL3 néven. Az ötlet, hogy az első klónemlősnek a Dolly nevet adják, azoknak a gazdáknak jutott az eszébe, akik a juh pótanyját gondozták (igazi anyja három évvel korábban elhunyt; a felhasznált genetikai anyagot fagyasztották be, és gondosan megőrizték jobb időkig).
Viccesnek találták, hogy a tőgyből vett ketrecből a 6LL3 került elő, ezért a juhoknak Dolly Parton vidéki énekes nevét adták, aki részben a nagy mellszobának köszönhette hírnevét.
A juhok hat évet éltek, és hat bárányt hoztak világra. Igaz, a hat év nem elegendő a juhok számára, amelyek általában 10-12 éves korukban pusztulnak el, de a hivatalos verzió szerint Dolly halálának semmi köze nincs a klónozás következményeihez: két éven át a juhok ízületi gyulladásban szenvedtek, és életük végén el is fogták súlyos tüdővírus. 2003. február 14-én az egyik leghíresebb állatot megsemmisítették.
A Jurassic Park álmai
De Dolly nem lett azonnal híres: a világ csak hét hónappal születése után, 1997. február 22-én tudott meg létezéséről. A tudósok egész idő alatt szabadalmat kaptak egy magátviteli technikára, így nem tudták bejelenteni hihetetlen sikerüket a sajtóban. De Dolly ikertestvérei valóban megjelentek. 2016-ban 13 közülük már elérte a tekintélyes hét-kilenc éves kort. Az eleinte nem túl hatékony technológiát finomították, ami lehetővé tette kísérletek elvégzését más háziállatokon.
Az egyik fő cél, amelyet a tudósok most elérnek, a kihalt fajok "újjáélesztése". Az úttörők ezen a területen spanyol kutatók voltak: 2009-ben klónoztak egy pireneusi kecskét, amely kilenc évvel korábban tűnt el a föld színéről. A tudósoknak szerencséjük volt: az aragóniai Mezőgazdasági és Technológiai Kutatóközpontban megőrizték az állat genetikai anyagát, amelyet klónozáshoz használtak fel. Dolly juhok sikerét azonban nem sikerült megismételni: a klón születése után 7 perccel veleszületett tüdődefektus miatt elhunyt.
Sok tudós úgy véli, hogy túl korai a kihalt fajok klónozásáról beszélni. Először is, még akkor is, ha a kihalt állat DNS-ét kivonhatjuk a maradványokból, nem világos, mit kezdjünk a petével. Az oxfordi csoport egy rokon petesejt segítségével próbálja megoldani ezt a problémát. A kutatók a Dodo madár feltámadásán dolgoznak, amely a 17. század végén tűnt el. Megtudták, hogy ennek a nagy röpképtelen madárnak a legközelebbi rokona a galamb, pontosabban a Viktória korona galamb, vagy fűrészes galamb. Az oxfordi elmélet következetessége még várat magára.
Másodsorban nem világos, hogyan reagálnak a kihalt organizmusok a megváltozott környezeti viszonyokra. A szkeptikusok úgy vélik, hogy a klónok organizmusai még a légkör modern összetételéhez sem képesek alkalmazkodni, és elpusztulnak.
De az ilyen aggodalmak nem akadályozhatják meg a tudósokat. A tudományos közösség nem tudja biztosan megmondani, hogy a speciális szomatikus sejtek hogyan válnak életet adó sejtekké, vagy miért kellene egy tojást használni a klónozáshoz, nem pedig a zigóta helyett. Hálátlan feladat előre látni a természet reakcióját a kihalt fajok szaporodására. Kétségtelen, hogy érdemes feladni a próbálkozást.
Julia Popova