Írta George Seidel
20 éve, hogy a skót tudósok elmondták a világnak Dolly juhról, az elsőről emlős sikeresen klónozódott egy felnőtt testsejtből. Dolly-ban az volt a különlegesség, hogy “szülei” valójában egyetlen sejtek voltak, amelyek egy felnőtt juh anyatejéből származnak. Dolly az adott juh pontos genetikai másolata volt – klón.
Dolly megragadta az emberek fantáziáját, de a terepen tartózkodók már látták őt korábbi kutatások során. Több mint 40 éve dolgozom emlős embriókkal, laboratóriumomban pedig kifejezetten a szarvasmarhák és más állatfajok klónozásának különféle módszereivel foglalkozom. Valójában a Dolly-t bejelentő lap egyik társszerzője három laboratóriumunkban dolgozott évekkel azelőtt, hogy Skóciába ment, hogy segítsen létrehozni a híres klónt.
Dolly fontos mérföldkő volt, inspirálva a tudósokat a klónozási technológia továbbfejlesztésére, valamint az őssejtkutatás új koncepcióinak követésére. genetikailag azonos állatállomány seregei lenni: Inkább a kutatók tovább finomítják a technikákat, és más módszerekkel kombinálják a hagyományos állattenyésztési módszerek felturbózását, valamint betekintést nyernek az öregedésbe és a betegségekbe.
Nem a szokásos spermium + Tojás
Dolly egy teljesen normális juh volt, aki számos normális bárány anyja lett. Hat és fél évet élt, amikor végül letették, miután egy fertőző betegség átterjedt a nyáján , klónozott és normálisan szaporodó juhokat egyaránt megfertőz. Élete nem volt szokatlan; eredete tette egyedivé.
A Dollyhoz vezető kísérletek évtizedei előtt úgy gondolták, hogy normális állatokat csak egy petesejt megtermékenyítésével lehet előállítani. egy spermium. Így működnek a dolgok természetesen. Ezek a csírasejtek a testben egyedüli módon genetikai anyagát felzavarják, és minden más fajta sejt mennyiségének felében. Így, amikor ezek az úgynevezett haploid sejtek összeérnek megtermékenyítéssel egy sejtet hoznak létre a DNS teljes komplementjével. Összekapcsolva a sejtet kétszer vagy kétszer diploidnak nevezik. Két fele egészet alkot.
Az oldal egy része nem érhető el ebben a tapasztalatban. A gazdagabb élmény érdekében kattintson ide.
Ettől a pillanattól kezdve a test szinte összes sejtje azonos genetikai felépítésű. Amikor az egysejtű embrió megduplázza a genetikai tulajdonságait A kétsejtes embrió mindkét sejtje genetikailag azonos. Amikor viszont megismétlik genetikai anyagukat, a négysejtes szakasz minden egyes sejtje genetikailag azonos. Ez a minta úgy folytatódik, hogy egy a felnőtt genetikailag pontosan ugyanaz – akár tüdőben, akár csontban, akár vérben van.
Ezzel szemben 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 állítson elő, 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 a klónozási kísérletek százainak csúcspontja volt, amelyek például azt mutatták, hogy a diploid embrionális és magzati sejtek az utódok szülei. De nem volt mód arra, hogy könnyen megismerjék az állat összes jellemzőjét, amely klónozott embrióból vagy magzatból származna. A kutatók lefagyaszthattak néhány 16 sejtes embrió sejtjét, miközben klónokat termeltek a többi sejt; ha egy kívánatos állatot előállítottak, megolvaszthatták a fagyott sejteket és több példányt készíthettek. De ez az alacsony sikerességi arány miatt nem praktikus.
Dolly bebizonyította, hogy felnőtt szomatikus sejteket is lehet használni szülők. Így meg lehet tudni a klónozandó állat jellemzőit.
Számításaim szerint Dolly volt az egyetlen siker a 277 kísérletből a szomatikus sejtmag transzferben. Néha a szomatikus sejtmag transzfer révén történő klónozás folyamata még mindig abnormális embriókat termel, amelyek többsége elpusztul, de a pr az óceán nagyságrendileg javult, így a sikerességi arány most inkább 10 százalék; erősen változó, a használt sejttípustól és a fajtól függően.
Több mint 10 különböző sejttípust használtak sikeresen “szülőként” a klónozáshoz. Manapság a legtöbb klónozás sejtek felhasználásával történik a bőr biopsziájával nyerték.
Több, mint gén befolyásolhatja a klónt
A genetika csak a történet része. Még ha a klónok genetikailag is megegyeznek, fenotípusaik – az általuk kifejezett tulajdonságok – másnak lenni.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 expresszálják.
Fontolja meg a győztes versenylovak klónozásának gyakorlatát. A nyertesek klónjai néha nyertesek is lesznek – de legtöbbször nem. Ez azért van, mert 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 megismételni azokat a méhállapotokat, amelyeket egy győztes versenyló fejlődő magzatként tapasztalt. Így a bajnok klónozás általában csalódáshoz vezet. Másrészről, a mén klónozása, amely nagyszámú versenyben győztes lovat jelent nagyon megbízhatóan egy olyan klónban, amely hasonlóan győzteseket generál. 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; a klónozással az aktiválást általában erős áramütés éri. a klónozás és az azt követő embrionális fejlődés lépéseit 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.
Időnként kóros magzatok fejlődnek ki, amelyek születéskor rendellenességeket eredményeznek. Egyes klónok legszembetűnőbb rendellenes fenotípusát “nagy utód szindrómának” nevezik, amelyben a borjak vagy bárányok 30 vagy 40 százalékkal nagyobbak a normálnál, ami nehéz születést eredményez. A problémák kóros méhlepényből erednek. Születéskor ezek a klónok genetikailag normálisak, de túl nagyok, és általában hiperinsulinémiásak és hipoglikémiásak. (A körülmények idővel normalizálódnak, ha az utódokat már nem befolyásolja a kóros placenta.)
A klónozási eljárások legújabb fejlesztései jelentősen csökkentették ezeket a rendellenességeket, amelyek a természetes szaporodásnál is előfordulnak, de sokkal kisebb gyakorisággal. .
A klónozás folytatása
Közel két tucat fajban sok ezer klónozott emlős termelődött. Ezek közül nagyon kevés gyakorlati alkalmazásra vonatkozik, például egy Végső Válasz nevű híres Angus-bika klónozására (aki nemrég halt meg idős korában) annak érdekében, hogy klónjának spermáján keresztül több jó minőségű szarvasmarhát hozzon létre.
Az oldal egy része nem érhető el ebben az élményben. A gazdagabb élmény érdekében kattintson ide.
De a klónozási kutatási táj gyorsan változik. A Dolly gyártásának mozgatórugója nem volt genetikailag azonos állatok előállításához. 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.
Egy nemrégiben bemutatott példa a megkérdezett (szarv nélküli) gén bevezetése a tejelő szarvasmarhákba, ezáltal kiküszöbölve a lehántás fájdalmas folyamatának szükségességét. Még ennél is markánsabb alkalmazás egy olyan sertéstörzs előállítása, amely képtelen fertőzni nagyon conta súlyos és legyengítő PRRS vírus. 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.
A szomatikus sejtek magtranszplantációs kísérleteinek eddigi legértékesebb hozzájárulása a megszerzett tudományos információ és felismerés volt. Javították a normális és rendellenes embrionális fejlődés megértését, ideértve az öregedés szempontjait és még sok mást is. Ezek az információk már segítenek a születési rendellenességek csökkentésében, a meddőség megkerülésének módszereinek fejlesztésében, eszközök kifejlesztésében egyes rákos megbetegedések elleni küzdelemben, sőt egyes negatív következmények csökkentésében. öregedés – az állatállományban, sőt az emberekben is. Dolly óta két évtizede a fontos alkalmazások még mindig fejlődnek.
Ezt a cikket George Seidel, a Colorado Állami Egyetem orvosbiológiai professzora írta a The Conversation számára. engedélyével újból megjelent.