De George Seidel
Au trecut 20 de ani de când oamenii de știință din Scoția au spus lumii despre oaia Dolly, prima mamifer clonat cu succes dintr-o celulă a corpului adult. Ceea ce era special la Dolly este că „părinții” ei erau de fapt o singură celulă provenită din țesutul mamar al unei ovine adulte. Dolly era o copie genetică exactă a acelei oi – o clonă.
Dolly a capturat imaginația oamenilor, dar cei din domeniu o văzuseră venind prin cercetări anterioare. Lucrez cu embrioni de mamifere de peste 40 de ani, cu unele lucrări în laboratorul meu concentrându-mă în mod special pe diferite metode de clonare a bovinelor și a altor specii de animale. De fapt, unul dintre coautorii lucrării care anunța Dolly a lucrat în laboratorul nostru timp de trei ani. cu ani înainte de a merge în Scoția pentru a ajuta la crearea celebrei clone.
Dolly a fost o etapă importantă, inspirând oamenii de știință să continue să îmbunătățească tehnologia de clonare, precum și să urmărească noi concepte în cercetarea celulelor stem. Finalul jocului nu a fost niciodată să fie armate de animale identice din punct de vedere genetic: Mai degrabă, cercetătorii continuă să rafineze tehnicile și să le combine cu alte metode pentru a turboalimenta metodele tradiționale de creștere a animalelor, precum și pentru a obține informații despre îmbătrânire și boli.
Nu Spermul obișnuit + Egg
Dolly a fost o oaie perfect normală care a devenit mama a numeroși miei normali. A trăit până la șase ani și jumătate, când a fost în cele din urmă lăsată jos după ce o boală contagioasă s-a răspândit prin turma ei. , infectând ovine clonate și reproduse în mod normal. Viața ei nu era neobișnuită; originea ei a făcut-o unică.
Înainte de deceniile de experimente care au dus la Dolly, se credea că animalele normale ar putea fi produse numai prin fertilizarea unui ou de către un spermatozoid. Așa funcționează în mod natural lucrurile. Aceste celule germinale sunt singurele din corp care au materialul genetic amestecat și jumătate din cantitatea fiecărui alt tip de celulă. În acest fel, atunci când așa-numitele celule haploide se reunesc la fecundare, produc o celulă cu completul ADN-ului. Împreună, celula este numită diploidă, de două ori sau dublu. Două jumătăți formează un întreg.
O porțiune a acestei pagini este indisponibil în această experiență. Pentru o experiență mai bogată, faceți clic aici.
Din acel moment înainte, aproape toate celulele din corpul respectiv au aceeași structură genetică. Când embrionul cu o singură celulă își repetă genetica material, ambele celule ale embrionului acum cu două celule sunt identice din punct de vedere genetic. Când la rândul lor își repetă materialul genetic, fiecare celulă din stadiul cu patru celule este genetic identică. Acest model continuă astfel încât fiecare dintre trilioanele de celule dintr-un adultul este genetic exact la fel – indiferent dacă este în plămân, os sau sânge.
În schimb, Dolly a fost produs de ceea ce se numește transfer nuclear de celule somatice. În acest proces, cercetătorii îndepărtează materialul genetic dintr-un ou și îl înlocuiesc cu nucleul altei celule a corpului. Oul rezultat devine o fabrică pentru a produce un embrion care se dezvoltă într-o descendență. Nu există spermă în imagine; în loc de jumătate din materialul genetic care provine dintr-un spermă și jumătate dintr-un ovul, totul provine dintr-o singură celulă. Este diploid de la început.
Calea lungă de cercetare condusă la Dolly
Dolly a fost punctul culminant al sutelor de experimente de clonare care, de exemplu, au arătat că celulele embrionare și fetale diploidice ar putea fi părinții descendenților. Dar nu a existat nicio modalitate de a cunoaște cu ușurință toate caracteristicile animalului care ar rezulta dintr-un embrion clonat sau un făt. Cercetătorii ar putea îngheța câteva dintre celulele unui embrion cu 16 celule, în timp ce vor produce clone din celelalte celule; dacă s-a produs un animal de dorit, acestea ar putea să dezghețe celulele înghețate și să facă mai multe copii. Dar acest lucru nu era practic din cauza ratelor scăzute de succes.
Dolly a demonstrat că și celulele somatice adulte ar putea fi folosite ca Astfel, s-ar putea cunoaște caracteristicile animalului clonat.
Prin calculele mele, Dolly a fost singurul succes de la 277 de încercări la transferul nuclear al celulei somatice. Uneori procesul de clonare prin transferul nuclear al celulei somatice. produce încă embrioni anormali, majoritatea mor. Dar pr ocess s-a îmbunătățit foarte mult, astfel încât ratele de succes sunt acum mai mari de 10%; este foarte variabil, însă, în funcție de tipul de celulă utilizat și de specie.
Peste 10 tipuri de celule diferite au fost folosite cu succes ca „părinți” pentru clonare. În aceste zile, cea mai mare parte a clonării se face folosind celule. obținut prin biopsierea pielii.
Mai mult decât genele pot afecta o clonă
Genetica este doar o parte a poveștii. Chiar dacă clonele sunt identice genetic, fenotipurile lor – caracteristicile pe care le exprimă – vor fi fi diferit.„Este ca niște gemeni identici care apar în mod natural: își împărtășesc toate genele, dar nu prea sunt la fel, mai ales dacă sunt crescute în diferite setări.
Mediul joacă un rol imens pentru unele caracteristici. Disponibilitatea alimentelor poate influența greutatea. Bolile pot împiedica creșterea. Aceste tipuri de stil de viață, nutriție sau efecte ale bolii pot influența genele care sunt activate sau dezactivate la un individ; acestea se numesc efecte epigenetice. Chiar dacă tot materialul genetic poate fi același în două clone identice, este posibil să nu exprime toate aceleași gene.
Luați în considerare practica clonării de cai câștigători. Clonele câștigătorilor vor fi, uneori, și câștigătoare – dar de cele mai multe ori nu sunt. Acest lucru se datorează faptului că câștigătorii sunt mai puțini; trebuie să aibă genetica potrivită, dar și epigenetica potrivită și mediul potrivit pentru a atinge acel potențial câștigător. de exemplu, nu se poate dubla niciodată cu exactitate condițiile uterine pe care le-a experimentat un cal de curse câștigător atunci când era un făt în curs de dezvoltare. Astfel, clonarea campionilor duce de obicei la dezamăgire. foarte fiabil într-o clonă care în mod similar generează câștigători. Aceasta este o situație genetică mai degrabă decât o situație fenotipică.
Chiar dacă genetica este fiabilă, există aspecte ale procedurii de clonare care înseamnă că epigenetica și mediul sunt suboptime. De exemplu, spermatozoizii au modalități elegante de a activa ovulele pe care le fertilizează, care vor muri dacă nu sunt activate corect; cu clonarea, activarea se realizează de obicei printr-un puternic șoc electric. etapele clonării și dezvoltării embrionare ulterioare se fac în eprubete din incubatoare. Aceste condiții nu sunt înlocuitori perfecți ai tractului reproductiv feminin, unde fertilizarea și dezvoltarea embrionară timpurie apar în mod normal.
Uneori, fetuții anormali se dezvoltă până la termen, ducând la anomalii la naștere. Cel mai izbitor fenotip anormal al unor clone este denumit „sindrom de descendenți mari”, în care vițeii sau mieii sunt cu 30 sau 40% mai mari decât în mod normal, ducând la naștere dificilă. Problemele provin dintr-o placentă anormală. La naștere, aceste clone sunt normale din punct de vedere genetic, dar sunt prea mari și tind să fie hiperinsulinemice și hipoglicemiante. (Condițiile se normalizează în timp odată ce descendenții nu mai sunt influențați de placenta anormală.)
Ameliorările recente ale procedurilor de clonare au redus mult aceste anomalii, care apar și cu reproducerea naturală, dar cu o incidență mult mai mică. .
Continuând cu clonarea
Multe mii de mamifere clonate au fost produse în aproape două duzini de specii. Foarte puține dintre acestea se referă la aplicații practice, cum ar fi clonarea unui faimos taur Angus numit Răspuns final (care a murit recent la o vârstă înaintată) pentru a produce mai multe bovine de înaltă calitate prin sperma sa clonă.
O parte din această pagină nu este disponibilă în această experiență. Pentru o experiență mai bogată, faceți clic aici.
Dar peisajul de cercetare privind clonarea se schimbă rapid. Forța motrice pentru producerea Dolly nu a fost pentru a produce animale identice din punct de vedere genetic. Mai degrabă cercetătorii doresc să combine tehnicile de clonare cu alte metode pentru a schimba în mod eficient animalele genetic – mult mai rapid decât metodele tradiționale de creștere a animalelor care necesită decenii pentru a face schimbări în populațiile de specii, cum ar fi vitele.
n exemplu recent este introducerea genei sondate (fără coarne) la bovinele de lapte, eliminând astfel necesitatea procesului dureros de decojire. O aplicație și mai izbitoare a fost aceea de a produce o tulpină de porci care este incapabilă să fie infectată de foarte conta virusul PRRS înțelept și debilitant. Cercetătorii au făcut chiar bovine care nu pot dezvolta boala vacii nebune. Pentru fiecare dintre aceste proceduri, transplantul nuclear cu celule somatice este o parte esențială a procesului.
Până în prezent, cea mai valoroasă contribuție a acestor experimente de transplant nuclear cu celule somatice au fost informațiile științifice și cunoștințele obținute. Aceștia „ne-au îmbunătățit înțelegerea dezvoltării embrionare normale și anormale, inclusiv a aspectelor legate de îmbătrânire și multe altele. Aceste informații contribuie deja la reducerea defectelor congenitale, îmbunătățesc metodele de eludare a infertilității, dezvoltă instrumente pentru combaterea anumitor tipuri de cancer și chiar diminuează unele dintre consecințele negative de îmbătrânire – la animale și chiar la oameni. Două decenii de la Dolly, aplicații importante încă evoluează.
Acest articol a fost scris de George Seidel, profesor de științe biomedicale, Colorado State University, pentru The Conversation. a fost republicată cu permisiunea.