Op 22 februari 1997 hoorde de wereld over het bestaan van Dolly het schaap - het eerste warmbloedige dier dat werd gekloond met behulp van een conventionele somatische cel. Hoe de gedurfde technologie is ontwikkeld en of deze een toekomst heeft.
In het tijdperk van snel ontwikkelende technologieën wordt de kwestie van klonen - de reproductie van individuen die genetisch identiek zijn aan het ouderorganisme - echt acuut en controversieel. Maar praten over klonen als iets fundamenteel nieuws en onnatuurlijks is verkeerd. In de natuur is reproductie door reproductie van genetisch identieke individuen een veel voorkomend verschijnsel. Bacteriën delen zich eenvoudig in tweeën, schimmels, algen en sommige andere organismen vermenigvuldigen zich door sporen, en sommige insecten en zelfs gewervelde dieren kunnen zich ontwikkelen zonder de deelname van mannelijke geslachtscellen, alleen met de hulp van vrouwelijke. In al deze gevallen is het kindorganisme een kloon van de ouder. Niet voorbijgegaan aan het proces van natuurlijk klonen en mensen: identieke tweelingen hebben precies dezelfde sets genen.
De wetenschappers besloten dit proces alleen te reproduceren. Het ging natuurlijk niet om het creëren van een leger klonen, maar om het grootbrengen van dieren en planten met bepaalde nuttige eigenschappen. Landbouw, lichte industrie, medicijnen zouden zich sneller ontwikkelen als het klonen op gang kwam. Planten reproduceren zelf perfect hun kopieën, de mens kan alleen het proces beheersen, maar de kwestie van nauwkeurige reproductie van dieren bleef lange tijd erg problematisch.
De cel die leven schenkt
Het antwoord erop werd dichter bij het midden van de vorige eeuw gevonden. Wetenschappers hebben besloten dat je voor het klonen een zygote (bevruchte eicel) van het ene dier moet nemen, het genetische materiaal eruit moet verwijderen en de kern van een somatische (niet-reproductieve) cel van een ander dier moet inbrengen. Tijdens natuurlijke seksuele voortplanting ontvangt het dochterorganisme een enkele set genen van de geslachtscel van de vader en hetzelfde van het ei. Een kloon krijgt op het moment van creatie ook een dubbele set genen, maar alleen van één ouder. Toegegeven, het resulterende organisme zal geen volledige genetische kopie zijn: in elk genoom is er een bepaald aantal willekeurige mutaties die zelfs in klonen niet samenvallen.
Maar mutaties zijn niet het grootste probleem waarmee wetenschappers in het midden van de 20e eeuw werden geconfronteerd. Het is een feit dat elke cel van het lichaam, behalve de voortplantingscel, somatisch is en dat elke cel van het lichaam zijn eigen differentiatie heeft. Met andere woorden, in elke cel werken alleen die genen die nodig zijn om ‘officiële taken’ uit te voeren die voor elk orgaan anders zijn. De onderzoekers vreesden dat ze door dergelijk gespecialiseerd genetisch materiaal in de zygote te transplanteren, een niet levensvatbare kloon zouden creëren. Deze twijfels werden weggenomen door John Gurdon, nadat hij in 1962 in staat was om op de beschreven manier een kikker te klonen.
Bioloog John Gurdon
Promotie video:
Reuters
Toegegeven, sommige wetenschappers vonden het experiment niet helemaal schoon, omdat Gurdon kikkervisjes gebruikte. Acht jaar later, in 1970, kon hij hetzelfde experiment herhalen, maar dan met de cellen van volwassenen. De klonen hebben het overleefd. Zo hebben wetenschappers een bepalende ontdekking gedaan op het gebied van klonen: gespecialiseerde somatische cellen kunnen leven geven aan een nieuw organisme.
Muis en drie schapen
Dus de weg werd geopend voor het klonen van zoogdieren. Alles verliep hier echter niet zo soepel: jarenlang konden onderzoekers uit verschillende landen het experiment van Gurdon met complexere dieren niet herhalen. Toen besloten ze hun taak te vereenvoudigen: ze plaatsten niet de kern van een somatische cel in de zygote, maar een embryonale cel. Wetenschappers uit twee landen hebben hier succes geboekt: Sovjetgenetici hebben de muis Masha gemaakt en de Britten - de schapen Megan en Morag.
Dus waarom zou je geen kloon kunnen maken met behulp van somatische cellen? Na de eerste mislukte experimenten besloten wetenschappers dat het simpelweg onmogelijk was om een dergelijk experiment met zoogdieren uit te voeren; deze mening heerste in de wetenschappelijke wereld bijna tot het einde van de 20e eeuw. En toen verscheen Dolly aan de Universiteit van Rosslyn (Groot-Brittannië) - het eerste zoogdier dat werd verkregen als resultaat van de fusie van een ei en een gespecialiseerde somatische cel. Dus wat veranderde de groep van Jan Wilmuth in de ervaring zodat Dolly geboren kon worden?
Embryoloog Ian Wilmut
Reuters
De onderzoekers veranderden de technologie behoorlijk: in plaats van een zygote gebruikten ze een onbevrucht ei.
Maar zelfs deze veranderingen leidden de groep niet tot absoluut succes. Dolly kwam uit een van de 277 eieren; 28 van haar tweelingen slaagden erin zich tot embryo's te ontwikkelen, en alleen zij werd geboren. Het is onwaarschijnlijk dat een dergelijke technologie succesvol kan worden genoemd en in gebruik kan worden genomen, maar eind jaren negentig was dit niet wat wetenschappers dachten. Het belangrijkste punt was om te bewijzen dat zoogdieren kunnen worden gekloond met behulp van een somatische cel. Vanuit dit oogpunt was Dolly's optreden een enorm succes.
ID-nummer 6LL3
Het schaap werd geboren op 5 juli 1996 onder de naam (meer precies, nummer) 6LL3. Het idee om de eerste zoogdierkloon de naam Dolly te geven, kwam in de gedachten van boeren die voor de draagmoeder van het schaap zorgden (haar echte moeder was drie jaar eerder gestorven; het gebruikte genetische materiaal was bevroren en zorgvuldig bewaard tot betere tijden).
Ze vonden het grappig dat 6LL3 uit een kooi kwam die uit een uier was gehaald, dus gaven ze het schaap de naam van de countryzangeres Dolly Parton, die haar bekendheid mede te danken had aan de grote buste.
De schapen leefden zes jaar en baarden zes lammeren. Toegegeven, zes jaar is niet genoeg voor schapen, die in de regel sterven op de leeftijd van 10-12 jaar, maar volgens de officiële versie heeft Dolly's dood niets te maken met de gevolgen van het klonen: twee jaar lang leden de schapen aan artritis, en aan het einde van hun leven werd ze ook gevangen ernstig longvirus. Op 14 februari 2003 werd een van de beroemdste dieren geëuthanaseerd.
Dromen van Jurassic Park
Maar Dolly werd niet meteen beroemd: de wereld ontdekte haar bestaan pas zeven maanden na haar geboorte, op 22 februari 1997. Al die tijd ontvingen wetenschappers een patent voor een nucleus transfer-techniek, dus ze konden hun ongelooflijke succes niet in de pers aankondigen. Maar Dolly's tweelingzusjes verschenen wel. In 2016 bereikten 13 van hen al een respectabele leeftijd van zeven tot negen jaar. De technologie, die aanvankelijk niet erg effectief was, werd verfijnd, waardoor experimenten met andere huisdieren konden worden uitgevoerd.
Een van de belangrijkste doelen die wetenschappers nu nastreven, is de "heropleving" van uitgestorven soorten. De pioniers in dit gebied waren Spaanse onderzoekers: in 2009 kloneerden ze een Pyreneese geit, die negen jaar eerder van de aardbodem verdween. Wetenschappers hadden geluk: in het Onderzoekscentrum voor Landbouw en Technologie van Aragon werd het genetisch materiaal van het dier bewaard, dat werd gebruikt bij het klonen. Het succes van Dolly het schaap kon echter niet worden herhaald: de kloon stierf 7 minuten na de geboorte door een aangeboren longafwijking.
Veel wetenschappers denken dat het te vroeg is om over het klonen van uitgestorven soorten te praten. Ten eerste, zelfs als het mogelijk is om het DNA van een uitgestorven dier te isoleren van de overblijfselen, is het niet duidelijk wat te doen met het ei. De Oxford-groep probeert dit probleem op te lossen met een gerelateerde eicel. Onderzoekers werken aan de wederopstanding van de dodo-vogel, die aan het einde van de 17e eeuw verdween. Ze ontdekten dat de naaste verwant van deze grote loopvogel een duif is, en meer in het bijzonder de Victoria-kroonduif of zaagsnavelduif. De consistentie van de Oxford-theorie valt nog te bezien.
Ten tweede is het onduidelijk hoe de uitgestorven organismen zullen reageren op de veranderde omgevingsomstandigheden. Sceptici geloven dat de organismen van de klonen zich niet zullen kunnen aanpassen aan de moderne samenstelling van de atmosfeer en zullen sterven.
Maar dergelijke zorgen mogen wetenschappers niet stoppen. De wetenschappelijke gemeenschap kan niet met zekerheid zeggen hoe gespecialiseerde somatische cellen levengevende cellen worden, of waarom een ei zou moeten worden gebruikt bij het klonen in plaats van een zygote. Anticiperen op de reactie van de natuur op de voortplanting van uitgestorven soorten is een ondankbare taak. Het is ongetwijfeld de moeite waard om het proberen op te geven.
Yulia Popova
