Τι είναι η κλωνοποίηση και είναι δυνατή η κλωνοποίηση ενός ατόμου;
6 Σεπτεμβρίου 2023
Η κλωνοποίηση ενός αγαπημένου κατοικίδιου είναι ήδη μια διαδικασία ρουτίνας. Πρόσφατα, οι επιστήμονες αναδημιούργησαν ακόμη και ένα μαμούθ - αν και με τη μορφή μιας μεγάλης κοτολέτας. Σας λέμε τι έχει επιτύχει η τεχνολογία σήμερα και πού βρίσκονται τα προβλήματα
Περιεχόμενο:Τι είναι η κλωνοποίηση
Τρόπος χρήσης
Ποιος ήταν ο πρώτος κλώνος
Τι εμποδίζει την ανθρώπινη κλωνοποίηση;
Κλωνική γήρανση
Κλωνοποίηση: υπέρ και κατά
Πού επιτρέπεται η κλωνοποίηση;
Τι είναι η κλωνοποίηση
Η κλωνοποίηση είναι μια ομάδα τεχνικών για τη δημιουργία ενός σχεδόν
πανομοιότυπου γενετικού αντιγράφου ενός οργανισμού, κυττάρου ή γονιδίου. Το πιο δημοφιλές υλικό για κλωνοποίηση τόσο στο εργαστήριο όσο και στη φύση είναι τα γονίδια και τα κύτταρα. Κάθε σωματικό (μη αναπαραγωγικό) κύτταρο ενός οργανισμού είναι ουσιαστικά ένας κλώνος του προηγούμενου κυττάρου από το οποίο αναπτύχθηκε αυτός ο οργανισμός.
Τι είναι η κλωνοποίηση;
Φυσική κλωνοποίηση
Η φυσική κλωνοποίηση
συμβαίνει τόσο σε ζώα όσο και σε φυτά. Περιλαμβάνει αγενή πολλαπλασιασμό των φυτών, διαίρεση βακτηρίων, αναπαραγωγή με σπόρια μυκήτων και φυκιών, κατακερματισμό σε αστερίες και ανελίδια.
Η γέννηση πανομοιότυπων (μονοζυγωτικών) διδύμων στον άνθρωπο είναι επίσης
ένα παράδειγμα φυσικής κλωνοποίησης. Είναι αλήθεια ότι αυτοί δεν είναι κλώνοι των γονιών τους, αλλά ο ένας του άλλου. Τέτοια παιδιά γεννιούνται όταν ένα γονιμοποιημένο ωάριο χωρίζεται σε πολλά μέρη με σχεδόν το ίδιο DNA. Εξαιτίας αυτού, οι κληρονομικές πληροφορίες των διδύμων είναι σχεδόν 100% πανομοιότυπες, με εξαίρεση τις γενετικές μεταλλάξεις, τους επιγενετικούς και ορισμένους άλλους παράγοντες. Για παράδειγμα, μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Genetics
δείχνει ότι τα πανομοιότυπα δίδυμα διαφέρουν κατά μέσο όρο κατά 5,2 μεταλλάξεις.
Τεχνητή κλωνοποίηση
Υπάρχουν
τρεις κύριοι τύποι κλωνοποίησης: γενετική (μοριακή), θεραπευτική (μερική) και αναπαραγωγική (ολική).
Η γενετική κλωνοποίηση δημιουργεί αντίγραφα γονιδίων ή τμημάτων DNA.
Ο στόχος της θεραπευτικής κλωνοποίησης είναι να δημιουργηθούν κύτταρα ή ιστοί που να είναι γενετικά πανομοιότυποι με το σώμα του δότη. Μια τέτοια «αντιγραφή» δεν συνεπάγεται τη δημιουργία ενός πλήρως ανεπτυγμένου οργανισμού.
Η αναπαραγωγική κλωνοποίηση σάς επιτρέπει να αναπτύξετε ολόκληρους οργανισμούς, γενετικά αντίγραφα του ατόμου που μελετάται.
Βασικοί μηχανισμοί τεχνητής κλωνοποίησης
Μοριακή κλωνοποίηση
Το γονίδιο ενδιαφέροντος (ή «ξένο DNA»)
μεταφέρεται από έναν οργανισμό στον άλλο, που ονομάζεται φορέας. Οι πιο συνηθισμένοι φορείς είναι οι ζυμομύκητες, οι ιοί και τα πλασμίδια (βακτηριακό DNA). Μόλις εισαχθεί το γονίδιο, ο φορέας διεγείρεται να πολλαπλασιαστεί, με αποτέλεσμα το εξαγόμενο γονίδιο να αντιγραφεί πολλές φορές. Η μοριακή κλωνοποίηση
χρησιμοποιείται ευρέως στη γονιδιακή θεραπεία. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για τη διάγνωση του HIV, της ηπατίτιδας, του κυτταρομεγαλοϊού και άλλων μολυσματικών ασθενειών. Η μοριακή κλωνοποίηση στοχεύει επίσης στη μελέτη γονιδίων, στη δημιουργία ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών και γενετικά τροποποιημένων οργανισμών.
Πυρηνική μεταμόσχευση (Somatic Cell Nuclear Transfer, SCNT)
Αυτός είναι ο κύριος μηχανισμός που χρησιμοποιείται στη θεραπευτική και αναπαραγωγική κλωνοποίηση. Περιλαμβάνει τη μεταφορά ενός πυρήνα από ένα κύτταρο δότη σε ένα εκπυρηνωμένο (στερούμενο πυρήνα) ωάριο λήπτη. Μετά από αυτό, το ωάριο αρχίζει να διαιρείται και να αναπτύσσεται στο στάδιο του εμβρύου. Στη συνέχεια, τα βλαστοκύτταρα, ή τα προγονικά κύτταρα, μπορούν να εξαχθούν από το έμβρυο. Τέτοια μη εξειδικευμένα κύτταρα μπορούν να εξελιχθούν σε πολλούς διαφορετικούς τύπους κυττάρων και ιστών. Οι επιστήμονες
θα μπορούσαν να τα μετατρέψουν σε νευρικά κύτταρα για την αποκατάσταση των κατεστραμμένων νωτιαίων μυελών ή σε κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη για τη θεραπεία του διαβήτη. Χρησιμοποιώντας πυρηνική μεταμόσχευση, οι ερευνητές
κατασκευάζουν βλαστοκύτταρα για να δοκιμάσουν φάρμακα, όπως διάφορα εμβόλια για τον COVID-19.
Επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (iPSC)
Τα κύτταρα iPS παράγονται όταν τα ενήλικα κύτταρα, όπως το επιθήλιο, επαναπρογραμματίζονται ώστε να μοιάζουν με εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα. Αυτό γίνεται μέσω της επεξεργασίας ορισμένων γονιδίων ή της εισαγωγής παραγόντων που ενεργοποιούν γονίδια χαρακτηριστικά των βλαστοκυττάρων. Τα κύτταρα iPS μπορούν στη συνέχεια να εξειδικεύονται σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων, καθιστώντας τα χρήσιμα για τη θεραπεία ορισμένων ασθενειών. Για παράδειγμα, τα κύτταρα iPS
θα μπορούσαν να γίνουν παγκρεατικά βήτα κύτταρα για τη θεραπεία του διαβήτη, κύτταρα αίματος για την καταπολέμηση της λευχαιμίας ή νευρώνες για τη θεραπεία νευρολογικών διαταραχών.
Κλωνοποίηση με διαίρεση αυγών
Το αυγό χωρίζεται σε πολλά μέρη, καθένα από τα οποία μπορεί να εξελιχθεί σε έμβρυο. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται επίσης για τη λήψη βλαστοκυττάρων στην κυτταρική ιατρική και την κλωνοποίηση ζώων.
Πώς χρησιμοποιείται τώρα η κλωνοποίηση;
Η κλωνοποίηση χρησιμοποιείται ενεργά σε πολλούς τομείς της ανθρώπινης ζωής. Μια πολλά υποσχόμενη εφαρμογή της θεραπευτικής κλωνοποίησης είναι η κυτταρική θεραπεία στην ιατρική. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας θεραπευτική κλωνοποίηση,
οι επιστήμονες αναδημιουργούν ιστό για μεταμόσχευση οργάνων. Η θεραπευτική κλωνοποίηση έχει μεγάλες δυνατότητες στο πλαίσιο της θεραπείας υποκατάστασης κυττάρων: μπορεί να βοηθήσει στην καταπολέμηση της νόσου του Πάρκινσον, της μυϊκής δυστροφίας Duchenne, του διαβήτη και του καρκίνου.
Σήμερα, η αναπαραγωγική κλωνοποίηση χρησιμοποιείται συχνότερα για τη διατήρηση του γενετικού υλικού κατοικίδιων ζώων και για γεωργικούς σκοπούς. Έτσι, σε γενετικά πανομοιότυπα ζώα είναι πολύ πιο εύκολο να ελεγχθεί ο φαινότυπος (το σύνολο των διαφορετικών χαρακτηριστικών του οργανισμού). Στη συνέχεια, τα επιθυμητά χαρακτηριστικά μεταδίδονται καλύτερα και με μεγαλύτερη ακρίβεια στις μελλοντικές γενιές και οι κίνδυνοι γενετικών ελαττωμάτων τείνουν να ελαχιστοποιούνται. Αυτό βοηθά στη βελτίωση της ποιότητας και της παραγωγικότητας των ζώων.
Χρησιμοποιώντας κλωνοποιημένα ζώα, οι ερευνητές μπορούν να μελετήσουν πιο εύκολα και αποτελεσματικά φάρμακα και ασθένειες σε ελεγχόμενο περιβάλλον. Είναι σημαντικό όταν εργάζεστε με ένα κλωνοποιημένο ζώο, να αποκλείεται ο παράγοντας μεταβλητότητας που μπορεί να προκύψει κατά τον χειρισμό ζώων φυσικής προέλευσης.
Η κλωνοποίηση χρησιμοποιείται επίσης για τον έλεγχο του πληθυσμού των απειλούμενων ειδών και τη διασφάλιση της βιοποικιλότητας. Είναι αλήθεια ότι δεν είναι όλες οι περιπτώσεις τέτοιας κλωνοποίησης επιτυχείς. Για παράδειγμα, το 2009, μια ομάδα επιστημόνων
αναδημιούργησε το bucardo (κατσίκα των Πυρηναίων), ένα είδος που κηρύχθηκε εξαφανισμένο το 2000. Ωστόσο, το νεογέννητο πέθανε 7 λεπτά αργότερα λόγω ελαττωμάτων στους πνεύμονες.
Παρόλα αυτά, κάθε χρόνο γίνονται όλο και περισσότερα επιτυχημένα πειράματα κλωνοποίησης. Για παράδειγμα, το 2009, επιστήμονες με επικεφαλής τον αναπαραγωγικό βιολόγο Nisar Ahmad Wani
παρήγαγαν την πρώτη κλωνοποιημένη καμήλα, μια θηλυκή με το όνομα Injaz. Σύμφωνα με τον Vanya, η κλωνοποίηση μπορεί να διατηρήσει το γονιδίωμα των καμηλών dromedary, οι οποίες εκτιμώνται τόσο ως παραγωγοί γάλακτος όσο και ως ζώα με στόλο.
Το 2022, Κινέζοι επιστήμονες της Sinogene Biotechnology Company κλωνοποίησαν
ένα άλλο απειλούμενο είδος ζώου - τον αρκτικό λύκο. Και τον Φεβρουάριο του 2023, η αμερικανική εταιρεία ViaGen Pets έδειξε το δεύτερο κλωνοποιημένο άλογο Przewalski στον κόσμο - ένα γενετικό αντίγραφο του πρώτου κλωνοποιημένου αλόγου που ονομάζεται Kurt, που γεννήθηκε το 2020.
Anna Ivanova, βιοπληροφορολόγος, συγγραφέας του βιβλίου «Πώς οι ΓΤΟ σώζουν τον πλανήτη και γιατί οι άνθρωποι παρεμβαίνουν σε αυτό»:
«Η κλωνοποίηση ήδη βοηθά τους ανθρώπους. Από το προφανές - διατήρηση «καθαρών γραμμών» πειραματόζωων, χάρη στις οποίες μπορούμε να μελετήσουμε τις ανθρώπινες ασθένειες με τυποποιημένο τρόπο, έως εντελώς αφανή πράγματα όπως η επιστροφή της γενετικής ποικιλότητας σε είδη που την έχουν χάσει λόγω ανθρώπινης δραστηριότητας. Έτσι, σήμερα ένα πουλάρι του Przewalski με το όνομα Kurt καλπάζει στα χωράφια, προσθέτοντας τα φρέσκα γονίδιά του στον σύγχρονο -γενετικά ομοιογενή λόγω εξόντωσης στα μέσα του περασμένου αιώνα- πληθυσμό. Υπάρχει επίσης ένα αμερικάνικο κουνάβι που ονομάζεται Elizabeth Ann, και αυτό το αξιολάτρευτο κοριτσάκι θα μπορούσε να μας βοηθήσει να φέρουμε πίσω ένα σχεδόν εξαφανισμένο είδος ζώων στον πλανήτη».
Η κλωνοποίηση χρησιμοποιείται επίσης για εμπορικούς και διαφημιστικούς σκοπούς. Έτσι, η αυστραλιανή startup Vow, που ειδικεύεται στην παραγωγή συνθετικού κρέατος,
κλωνοποίησε κρέας μαμούθ ηλικίας άνω των 5 χιλιάδων ετών. Στόχος του έργου, σύμφωνα με τον εκπρόσωπο της εταιρείας James Ryal, είναι να επιστήσει την προσοχή στις δυνατότητες του καλλιεργημένου κρέατος. Τον Μάρτιο του 2023, ένα κεφτεδάκι-μαμούθ εντάχθηκε στη συλλογή του Rijksmuseum Boerhaave, ενός μουσείου επιστήμης και ιατρικής στην Ολλανδία.
Κλωνοποιημένο κουνάβι Elizabeth Ann
Ποιος ήταν ο πρώτος κλώνος
Η πλούσια επιστημονική ιστορία της κλωνοποίησης
χρονολογείται πριν από περισσότερα από 100 χρόνια. Ο όρος «κλωνοποίηση» επινοήθηκε για πρώτη φορά από τον βιολόγο John Haldane το 1963. Στη συνέχεια, η ιδέα μετανάστευσε στη μικροβιολογία και την επιλογή και στη συνέχεια ενισχύθηκε στη γενετική. Εδώ είναι μερικά βασικά γεγονότα στην ιστορία της κλωνοποίησης.
Πρώτο τεχνητά διαχωρισμένο έμβρυο
Μπορεί να θεωρηθεί ότι ο πρώτος κλωνοποιημένος οργανισμός ήταν ένας αχινός. Το 1885, ο Γερμανός εμβρυολόγος Hans Driesch διαίρεσε το βλαστομερές (ένα έμβρυο που αποτελείται από δύο κύτταρα) αυτού του ζώου και τα διαχωρισμένα κύτταρα μεγάλωσαν σε πλήρη άτομα. Το πείραμα αποκάλυψε ότι κάθε κύτταρο του πρώιμου εμβρύου (βλαστομερές) έχει το δικό του πλήρες σύνολο κληρονομικών πληροφοριών και μπορεί να αναπτυχθεί σε ξεχωριστό οργανισμό.
Πρώτη κλωνοποίηση εμβρύου σπονδυλωτού
Ξεκινώντας το 1902, ο Γερμανός βιολόγος Hans Spemann ξεκίνησε μια σειρά από απλά πειράματα για να διαχωρίσει τα έμβρυα σαύρας. Αρχικά, ο επιστήμονας συμπίεσε τα βλαστομερή ενός γονιμοποιημένου ωαρίου σαλαμάνδρας χρησιμοποιώντας τρίχες μωρών, με αποτέλεσμα ένα έμβρυο με δύο κεφάλια και μια ουρά. Ο Spemann συνέχισε να αλλάζει τις μεταβλητές του πειράματος: τον χρόνο σύσφιξης του εμβρύου και την ποσότητα πίεσης στο ωάριο. Οι μεταβαλλόμενες συνθήκες έχουν προσθέσει περισσότερες εμπειρικές ενδείξεις ότι τα εμβρυϊκά κύτταρα μπορούν να αυτορυθμίζονται σε διάφορους βαθμούς. Ο Spemann προσπάθησε επίσης να διαχωρίσει πιο ανεπτυγμένα έμβρυα σαλαμάνδρας χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, αλλά διαπίστωσε ότι τέτοια έμβρυα πέθαναν.
Το πείραμα έδειξε ότι τα έμβρυα πιο πολύπλοκων ζώων θα μπορούσαν επίσης να χωριστούν για να σχηματίσουν αρκετούς πανομοιότυπους οργανισμούς. Αλλά αυτό μπορεί να γίνει μόνο μέχρι ένα ορισμένο στάδιο της εμβρυϊκής ανάπτυξης.
Πρώτη επιτυχημένη πυρηνική μεταφορά από το ένα αυγό στο άλλο
Το 1952, ο Robert Briggs και ο Thomas King μετέφεραν τον πυρήνα από ένα έμβρυο γυρίνου σε ένα αυγό βατράχου από το οποίο είχε αφαιρεθεί ο πυρήνας. Το κύτταρο που προέκυψε εξελίχθηκε σε γυρίνο. Το πείραμα έδειξε ότι η πυρηνική μεταφορά είναι μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος κλωνοποίησης. Επιβεβαίωσε επίσης ότι ο πυρήνας ελέγχει την ανάπτυξη του κυττάρου στο σύνολό του. Και ότι τα κύτταρα στα αρχικά στάδια ανάπτυξης είναι τα πλέον κατάλληλα για σκοπούς κλωνοποίησης.
Μεταφορά ενός πυρήνα από ένα μη αναπαραγωγικό κύτταρο σε ένα ωάριο
Το 1958, ο John Gurdon μεταμόσχευσε τον πυρήνα ενός εντερικού κυττάρου γυρίνου σε ένα εκπυρηνωμένο ωάριο βατράχου. Με αυτόν τον τρόπο, δημιούργησε έναν γυρίνο που ήταν γενετικά πανομοιότυπος με αυτόν από τον οποίο ελήφθη το εντερικό κύτταρο.
Αυτό το πείραμα έδειξε ότι οι πυρήνες όχι μόνο των γεννητικών κυττάρων, αλλά και των σωματικών κυττάρων ενός ζώου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για κλωνοποίηση.
Το πρώτο έμβρυο θηλαστικού που δημιουργήθηκε με πυρηνική μεταφορά
Το 1975, ο επιστήμονας της Οξφόρδης Derek Bromhall πραγματοποίησε πειράματα χρησιμοποιώντας έμβρυα κουνελιών. Χρησιμοποιώντας μια γυάλινη πιπέτα ως καλαμάκι, ο Bromhall μετέφερε τον πυρήνα από ένα κύτταρο εμβρύου κουνελιού σε ένα ωάριο ζώου με εκπυρήνωση. Θεώρησε τη διαδικασία επιτυχημένη όταν λίγες μέρες αργότερα αναπτύχθηκε το μορίδιο (ένα από τα στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης).
Ο επιστήμονας έδειξε ότι τα έμβρυα θηλαστικών μπορούν να εκκολαφθούν με τη μεταφορά πυρήνων από το ένα κύτταρο στο άλλο. Είναι αλήθεια ότι επιβεβαίωσε επίσης την επιστημονική κοινότητα στην άποψη ότι μετά από ένα ορισμένο στάδιο ανάπτυξης, οι μορουλάδες των κλώνων θηλαστικών πεθαίνουν.
Το πρώτο κλωνοποιημένο ζώο
Σε αυτό το πείραμα, ο Ian Wilmut και ο Keith Campbell δημιούργησαν την Ντόλι το αρνί μεταφέροντας έναν πυρήνα από ένα κύτταρο μαστικού αδένα ενήλικου προβάτου σε ένα εκπυρηνωμένο ωάριο (μέθοδος SCNT). Προηγουμένως, ένα θηλαστικό δεν είχε κλωνοποιηθεί από ένα ενήλικο σωματικό κύτταρο, μόνο από ένα γεννητικό κύτταρο. Από τις 277 προσπάθειες δημιουργίας ενός κλώνου, μόνο μία είχε ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη του εμβρύου από το οποίο γεννήθηκε η Ντόλι.
Η Ντόλυ το Πρόβατο
Τα πρώτα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα πρωτευόντων
Το 2007, ερευνητές με επικεφαλής τον βιολόγο Shukhrat Mitalipov συνέδεσαν ένα ενήλικο κύτταρο μακάκου με ένα εκπυρηνωμένο ωάριο. Το έμβρυο αφέθηκε να αναπτυχθεί για λίγο, στη συνέχεια τα κύτταρα του μεταφέρθηκαν σε ένα δίσκο καλλιέργειας για περαιτέρω μελέτη.
Για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι ερευνητές προσπάθησαν ανεπιτυχώς να πραγματοποιήσουν πυρηνική μεταφορά σε πρωτεύοντα. Και η ομάδα του Mitalipov έδειξε ότι μια τέτοια μεταμόσχευση είναι δυνατή. Το πείραμα έδειξε υπόσχεση για θεραπευτική ανθρώπινη κλωνοποίηση — τη δημιουργία μεμονωμένων βλαστοκυττάρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία ή τη μελέτη ασθενειών.
Τα πρώτα κλωνοποιημένα ανθρώπινα βλαστοκύτταρα
Το 2013, ο Shukhrat Mitalipov και οι συνεργάτες του ήταν οι πρώτοι που χρησιμοποίησαν πυρηνική μεταφορά σωματικών κυττάρων (και πάλι χρησιμοποιώντας τη μέθοδο SCNT) για να δημιουργήσουν ένα ανθρώπινο έμβρυο. Οι ερευνητές πήραν τα κύτταρα του δέρματος του ασθενούς και τα συνδύασαν με ένα ωάριο δότη. Το πείραμα στέφθηκε με επιτυχία και οι επιστήμονες απέκτησαν το πρώτο κλωνοποιημένο ανθρώπινο έμβρυο από το οποίο εξήχθησαν βλαστοκύτταρα. Οι ερευνητές σκότωσαν το ίδιο το έμβρυο.
Πώς λειτουργεί η κλωνοποίηση ζώων;
Τα ζώα κλωνοποιούνται με έναν από τους δύο τρόπους . Η πρώτη μέθοδος είναι ο διαχωρισμός των εμβρύων. Οι επιστήμονες χωρίζουν το έμβρυο στη μέση και μετά τα μισά τοποθετούνται στη μήτρα. Κάθε ένα εξελίσσεται σε ένα ξεχωριστό ζώο τα γονίδιά τους είναι σχεδόν πανομοιότυπα.
Η δεύτερη μέθοδος είναι η πυρηνική μεταμόσχευση (SCNT). Για να δημιουργήσουν έναν κλώνο, οι γενετιστές μεταφέρουν DNA από το σωματικό (μη αναπαραγωγικό) κύτταρο ενός ζώου σε ένα εκπυρηνωμένο ωάριο. Το τελευταίο μετατρέπεται σε έμβρυο με κληρονομικό υλικό από το κύτταρο δότη.
Ποια ζώα έχουν ήδη κλωνοποιηθεί;Οι σύγχρονες μέθοδοι κλωνοποίησης
έχουν μέσο ποσοστό επιτυχίας περίπου 5%. Ωστόσο, με τα χρόνια της έρευνας, οι επιστήμονες έχουν κλωνοποιήσει αγελάδες, σκύλους, γάτες, πιθήκους, άλογα, χάμστερ και άλλα ζώα. Αυτή η διαδικασία είναι εφαρμόσιμη σε κάθε οργανισμό, απλώς σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση δαπανάται πολύς χρόνος για την επιλογή των βέλτιστων συνθηκών για την επιτυχή ολοκλήρωση του πειράματος. Μέχρι το 2023,
περισσότεροι από 1.500 σκύλοι έχουν κλωνοποιηθεί, καθιστώντας αυτό το ζώο ένα από τα πιο δημοφιλή κλωνοποιημένα θηλαστικά. Επιπλέον, το πρώτο κλωνοποιημένο ζώο ήταν το γνωστό πρόβατο Ντόλι.
Κλωνοποίηση της Ντόλι το ΠρόβατοΗ Ντόλι γεννήθηκε χάρη στον βιολόγο Ian Wilmut και τους συναδέλφους του από το Ινστιτούτο Roslyn στη Σκωτία. Συνολικά, οι επιστήμονες
έκαναν 277 προσπάθειες να δημιουργήσουν ένα κλωνοποιημένο έμβρυο. Από αυτές τις προσπάθειες, μόνο 29 ζυγώτες εξελίχθηκαν σε έμβρυα. Η Ντόλι ήταν το μόνο ζώο που επέζησε της εμβρυϊκής ανάπτυξης. Το νεογέννητο αρνί πήρε το όνομά του από την Αμερικανίδα τραγουδίστρια Ντόλι Πάρτον. Η καλλιτέχνης ήταν διάσημη, μεταξύ άλλων, για το εξαιρετικό μπούστο της και η Ντόλι έτυχε να προέρχεται από τα κύτταρα του μαστού, έτσι οι επιστήμονες το είδαν ως αστεία σύμπτωση. «Η Ντόλι προερχόταν από ένα κύτταρο μαστικού αδένα και δεν μπορούσαμε να θυμηθούμε ένα πιο εντυπωσιακό ζευγάρι από αυτούς τους αδένες από την Ντόλι Πάρτον»,
εξήγησε ο συγγραφέας του έργου Ian Wilmut.
Η Ντόλι έζησε έξι χρόνια - περίπου
το μισό όσο ζουν τα πρόβατα. Οι γιατροί έκαναν ευθανασία στο ζώο το 2003: Η Ντόλι διαγνώστηκε με προοδευτική πνευμονοπάθεια και σοβαρή αρθρίτιδα.
Τώρα η κλωνοποίηση ζώων έχει γίνει μια σχεδόν συνηθισμένη εργαστηριακή διαδικασία. Η δημιουργία ενός γενετικού αντιγράφου ενός κατοικίδιου ζώου
θα κοστίσει στον ιδιοκτήτη του από 35 χιλιάδες δολάρια έως 85 χιλιάδες δολάρια. Αρκετές εταιρείες ασχολούνται με την εμπορική κλωνοποίηση: η ViaGen στις ΗΠΑ, η Sinogene στην Κίνα, η Sooam Biotech στη Νότια Κορέα, η Gemini Genetics στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Γιατί δεν έχουμε κλωνοποιήσει ακόμα ένα μαμούθ και μια τίγρη με δόντια;
Εάν είναι δυνατή η κλωνοποίηση ζώων, γιατί δεν μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα ζώο από ένα εξαφανισμένο είδος; Η πιο απλή απάντηση θα ήταν ότι δεν έχουμε το DNA τους. Δεν είναι όμως έτσι. Όπως σημειώνει η Άννα Ιβάνοβα, διαφορετικά εργαστήρια έχουν απομονώσει θραύσματα DNA ηλικίας έως και 2 εκατομμυρίων ετών από αρχαία δείγματα - οστά, μαλλιά, μαλλί, δόντια και μέρη μουμιοποιημένης σάρκας. Αυτό περιλαμβάνει δείγματα αρχαίου DNA από μαμούθ και γάτες με δόντια. Ωστόσο, το DNA καταστρέφεται πολύ υπό την επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος, των μικροοργανισμών που επιτίθενται στο σώμα του ζώου μετά το θάνατο, αλλά και με την πάροδο του χρόνου. Συνήθως λοιπόν αυτά τα θραύσματα είναι αρκετά κοντά και όχι πολύ καλής ποιότητας.
«Από τα πολλά θραύσματα», εξηγεί η Ιβάνοβα, «διαβάστηκε από τα υπολείμματα μαμούθ που βρέθηκαν σε διαφορετικές εποχές, οι επιστήμονες ήταν ακόμη σε θέση να συγκεντρώσουν το πλήρες γονιδίωμα του μαμούθ. Στην πραγματικότητα όμως βγήκε κάτι ενδιάμεσο, βασισμένο σε όλα τα γνωστά κομμάτια ανάγνωσης. Είναι σαν να βρήκαμε κάποτε μια στοίβα από σκισμένα προσχέδια διαφορετικών εκδόσεων του δεύτερου τόμου των «Dead Souls» του Γκόγκολ και προσπαθήσαμε να τα συγκεντρώσουμε σε ένα βιβλίο. Γενικά εδώ αρχίσαμε να έχουμε δυσκολίες. Επιπλέον, όλα περιπλέκονται από το γεγονός ότι δεν αρκεί να έχουμε μόνο DNA. Σήμερα δεν έχουμε τεχνολογίες που θα μπορούσαν να αναδημιουργήσουν όλους τους μηχανισμούς που υπάρχουν σε ένα συνηθισμένο ζωντανό κύτταρο. Αλλά δεν έχουμε ζωντανά κύτταρα από μαμούθ ή γάτα με σπαθί δόντια».
Αν και, συνεχίζει ο επιστήμονας, μια μέρα οι ερευνητές νόμιζαν ότι ήταν τυχεροί. Το 2010, σχεδόν 300 γραμμάρια πραγματικού και σχεδόν άθικτου μυϊκού ιστού ανακαλύφθηκαν στη μούμια του μωρού μαμούθ Yuki από τη Yakutia. Και το 2012, επιστήμονες από το Yakut Institute of Applied Ecology of the North NEFU
υπέγραψαν κοινή συμφωνία εργασίας με το κορεατικό ερευνητικό ίδρυμα βιοτεχνολογίας
Sooam Biotech .«Για να ελέγξουν πόσο ζωντανά είναι τα κύτταρα», λέει η Ivanova, «απομόνωσαν τους πυρήνες (όπου βρίσκονται όλα τα χρωμοσώματα) και τους μετέφεραν σε άδεια ωάρια ποντικιού. Και μετά εμφύτευσαν αυτά τα «γονιμοποιημένα» ωάρια σε πέντε ποντίκια. Σε άλλα πέντε ποντίκια δόθηκαν αυγά που περιείχαν πυρήνες από κατεψυγμένα κύτταρα ελέφαντα. Έζησε σε έναν ζωολογικό κήπο και πέθανε πολλά χρόνια πριν από αυτό το πείραμα. Αυτή ήταν μια ομάδα ελέγχου - εάν οι διαδικασίες που προηγήθηκαν του σχηματισμού ενός εμβρύου ξεκινούσαν σε ποντίκια με πυρήνες ελέφαντα, τότε η τεχνολογία της εργασίας στα ίδια τα κύτταρα θα θεωρούνταν επιτυχημένη. Και τότε μια πιθανή αποτυχία σε ποντίκια με πυρήνες μαμούθ θα έδειχνε ότι οι επιστήμονες έκαναν τα πάντα σωστά, αλλά τα ίδια τα κύτταρα μαμούθ δεν ήταν αρκετά ζωντανά. Γενικά, σε ποντίκια με DNA ελέφαντα, η κυτταρική διαίρεση για τον μελλοντικό σχηματισμό ενός εμβρύου προχώρησε με επιτυχία. Αλλά σε ποντίκια με DNA μαμούθ - όχι. Αλλά αυτό δεν ήταν μια πλήρης αποτυχία του πειράματος - ορισμένες διεργασίες που προηγήθηκαν της πρώτης κυτταρικής διαίρεσης συνέβησαν μέσα στα «ποντίκια μαμούθ». Μεγάλη τύχη! Θα δούμε μια μέρα ένα ζωντανό μαμούθ; Είμαι σίγουρος ότι ναι. Αλλά δεν ελήφθη χρησιμοποιώντας την ίδια τεχνολογία που χρησιμοποιούμε σήμερα για να παράγουμε χιλιάδες κλωνοποιημένες γάτες, σκύλους, άλογα, κουνάβια και κουνέλια».
Τι εμποδίζει την ανθρώπινη κλωνοποίηση;
Η ανθρώπινη κλωνοποίηση είναι ένα δύσκολο έργο για τους επιστήμονες. Όχι όμως από τεχνολογική άποψη, αλλά από ηθική. Η μεταφορά του πυρήνα ενός κυττάρου σε ένα άλλο είναι καθολική για όλα τα είδη.
Άννα Ιβάνοβα:
«Σήμερα, οι νόμοι όλων των χωρών απαγορεύουν μια τέτοια διαδικασία με διάφορες μορφές. Και υπάρχουν πραγματικά λόγοι για αυτό. Δημιουργώντας έναν κλώνο, δημιουργείτε ένα νέο ανεξάρτητο άτομο. Έχουμε όμως το δικαίωμα να το κάνουμε αυτό; Φαίνεται ότι έχουμε. Εξάλλου, η διαδικασία είναι ακόμη και τεχνικά παρόμοια με τη διαδικασία της εξωσωματικής γονιμοποίησης, που υπάρχει εδώ και πολλά χρόνια (το πρώτο κορίτσι που γεννήθηκε μέσω εξωσωματικής γονιμοποίησης έγινε η ίδια γιαγιά εδώ και πολύ καιρό!). Έτσι, αν θέλετε πραγματικά να έχετε έναν κλώνο του εαυτού σας, θα πρέπει να αποδεχτείτε το γεγονός ότι θα είναι ένας εντελώς διαφορετικός άνθρωπος, ακριβώς παρόμοιος με εσάς, σαν δίδυμος. Και σίγουρα δεν θα έχετε κανένα δικαίωμα στη ζωή και τη μοίρα του».
Αλλά εδώ προκύπτουν ηθικά εμπόδια - θα πρέπει να διεξαχθούν πολλά πειράματα για να αναπτυχθεί η τεχνολογία. Και στην αρχή κάθε εργασίας, οι επιστήμονες έχουν υψηλό κίνδυνο να κάνουν κάτι λάθος. Επιπλέον, το τι ακριβώς είναι «λάθος» μερικές φορές δεν μπορεί να γίνει κατανοητό πριν από αρκετά τελευταία στάδια ανάπτυξης του εμβρύου ή ακόμη και πριν από τη γέννηση. Εδώ τίθεται το ερώτημα: έχουμε το δικαίωμα να διαθέσουμε τη ζωή ενός ατόμου που δεν μας έδωσε τη συγκατάθεσή μας;
Εάν ξεπεραστεί το ηθικό μπλοκ, τότε μια τέτοια διαδικασία μπορεί κάλλιστα να γίνει η πραγματικότητα μας. Οι ειδικοί εκτιμούν ότι το υποθετικό κόστος της ανθρώπινης κλωνοποίησης κυμαίνεται από 50 έως 200 χιλιάδες δολάρια.
«Καθαρά τεχνικά», αντικατοπτρίζει η Irina Zhegulina, κορυφαία γενετιστής στην κλινική Atlas, «η κλωνοποίηση ενός ατόμου δεν διαφέρει από την κλωνοποίηση ενός αλόγου. Η δημιουργία ενός αντιγράφου ενός αλόγου κοστίζει 85 χιλιάδες δολάρια Υποθετικά, η κλωνοποίηση ενός ατόμου θα κόστιζε πιθανώς περισσότερο, επειδή «το παιχνίδι είναι πιο διασκεδαστικό». Ίσως περίπου 200 χιλιάδες δολάρια, αλλά όλα αυτά είναι κουβέντα σε επίπεδο φαντασίας. Είναι σαφές ότι αυτό πιθανότατα δεν θα συμβεί ποτέ».
Αλλά αν η κλωνοποίηση ενός ολόκληρου ατόμου δεν είναι ακόμη εφικτή, τότε η δημιουργία αντιγράφων μεμονωμένων κυττάρων είναι μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση που χρησιμοποιείται στην ιατρική.
«Το στοίχημά μου», σημειώνει η Άννα Ιβάνοβα, «θα ήταν στην ανάπτυξη μεμονωμένων οργάνων του σώματος από κλωνοποιημένα κύτταρα. Και εκεί μπορείτε να κάνετε περισσότερα από απλώς την κλωνοποίηση - μπορείτε να διορθώσετε μια υπάρχουσα γενετική ασθένεια. Έτσι, πριν από πολλά χρόνια, ένα αγόρι
που έπασχε από epidermolysis bullosa (μια ασθένεια που χαρακτηρίζεται από διαχωρισμό των στοιβάδων του δέρματος) μεταμοσχεύτηκε με νέο δέρμα κλωνοποιημένο από τα κύτταρά του, στο οποίο η βλάβη διορθώθηκε χρησιμοποιώντας τεχνολογίες γενετικής τροποποίησης. Πολλά χρόνια αργότερα, ο νεαρός νιώθει υπέροχα και ζει έξω από τα τείχη του νοσοκομείου όπου πέρασε την αρχή της ζωής του».
Είναι αλήθεια ότι οι κλώνοι γερνούν γρήγορα;
Ο ισχυρισμός ότι τα αντίγραφα των ζώων γερνούν πιο γρήγορα από τα πρωτότυπα
προέκυψε στις αρχές της δεκαετίας του 2000, με βάση το γεγονός ότι τα τελομερή του προβάτου Ντόλι ήταν μικρότερα από ό,τι περίμεναν οι επιστήμονες. Τα τελομερή είναι τα άκρα του DNA που το προστατεύουν από την απώλεια πληροφοριών όταν αντιγράφονται κατά την κυτταρική διαίρεση. Ταυτόχρονα, η ίδια η Dolly αντιστοιχούσε στην ηλικία της σε όλη της τη ζωή
σε όλους τους φυσιολογικούς δείκτες . Έζησε ελαφρώς λιγότερο από το μέσο προσδόκιμο ζωής ενός προβάτου και επανειλημμένα έγινε μητέρα υγιών αρνιών.
«Οι επιστήμονες δεν ξέρουν γιατί τα τελομερή της Dolly ήταν μικρότερα από το αναμενόμενο», τονίζει η Άννα Ιβάνοβα. «Πριν από αρκετά χρόνια, το αρχικό υλικό αφαιρέθηκε από το ψυγείο - δείγματα ιστού από το ίδιο το πρόβατο από το οποίο κλωνοποιήθηκε η Ντόλι. Και δημιούργησαν αρκετά νέα κλωνοποιημένα έμβρυα. Τέσσερις γοητευτικές «αδερφές» γεννήθηκαν. Και το μήκος των τελομερών τους είναι εντάξει - όλα αντιστοιχούν στην ηλικία τους. Οι επιστήμονες προτείνουν ότι τότε, όταν δημιουργήθηκε η Ντόλι, κάτι δεν πήγαινε καλά με το ίδιο το πρωτόκολλο κλωνοποίησης».
Κλωνοποίηση: υπέρ και κατάΔεν είναι τυχαίο που οι επιστήμονες θεωρούν την κλωνοποίηση ένα πολλά υποσχόμενο πεδίο της επιστήμης. Ακολουθούν ορισμένα βασικά επιχειρήματα υπέρ της κλωνοποίησης.
Καταπολέμηση της εξαφάνισης ειδώνΚαθώς ορισμένοι οργανισμοί στον πλανήτη πλησιάζουν στην εξαφάνιση, η κλωνοποίηση φαίνεται να είναι μια πιθανή λύση για την αποκατάσταση πληθυσμών. Χρησιμοποιώντας γενετικό υλικό από οργανισμούς που έχουν ήδη πεθάνει, η κλωνοποίηση μπορεί ακόμη και να επεκτείνει την ποικιλομορφία της γονιδιακής δεξαμενής.
Επιπλέον, η κλωνοποίηση εξαφανισμένων ζώων και η επιτυχής αναβίωσή τους θα επιτρέψει στους επιστήμονες να μελετήσουν πλήρως αυτά τα είδη ως ζωντανούς οργανισμούς, αντί να εξετάσουν απλώς τα λείψανά τους.
Καταπολέμηση της παγκόσμιας πείναςΈνα άλλο σημαντικό όφελος της κλωνοποίησης είναι ότι μπορεί να βοηθήσει τη γεωργική παραγωγή. Με το χειρισμό βιολογικών διεργασιών, είναι δυνατό να προεμφυτευθούν ορισμένα χαρακτηριστικά σε ένα άτομο που θα βελτιώσουν την ποιότητα του προϊόντος.
Βοήθεια για άτεκνα ζευγάριαΧρησιμοποιώντας τεχνικές κλωνοποίησης, τα άτεκνα ζευγάρια θα μπορούν να κάνουν παιδιά χωρίς να χρειάζεται να καταφύγουν σε σπέρμα δότη ή ωάρια. Για να γίνει αυτό, θα αρκεί να τοποθετήσετε το σωματικό κύτταρο του συντρόφου στο ωάριο του γονέα.
Όπως κάθε αναπτυσσόμενη τεχνολογία, η κλωνοποίηση έχει αντιμετωπίσει ορισμένους περιορισμούς. Εδώ είναι τα επιχειρήματα κατά αυτής της διαδικασίας.
Σύντομη ζωήΣτη συνηθισμένη συνείδηση, η άποψη έχει γίνει ισχυρότερη ότι οι κλώνοι ζουν λιγότερο από τα ζώα από τα οποία προέρχονται. Το πιο δημοφιλές παράδειγμα που αναφέρουν οι κριτικοί είναι η Ντόλι το πρόβατο, που είχε κοντύνει τα τελομερή. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, εξαιτίας αυτού, τα δικά του κύτταρα
έφεραν την «ηλικία» του αρχικού οργανισμού. Αν και
δεν υπάρχουν επί του παρόντος επαρκή στοιχεία ότι όλα τα γενετικά αντίγραφα ζουν λιγότερο από το αναμενόμενο, αυτό το επιχείρημα εξακολουθεί να χρησιμοποιείται κατά της κλωνοποίησης.
Ηθικές Δυσκολίες
Ένα από τα ισχυρότερα επιχειρήματα κατά της κλωνοποίησης περιλαμβάνει ηθικά ζητήματα. Η διαδικασία της κλωνοποίησης, σύμφωνα με τους επικριτές, είναι η εκμετάλλευση ενός ζωντανού οργανισμού που δεν συναίνεσε σε αυτήν.
Τεχνολογία έντασης εργασίας, αυξημένοι κίνδυνοι
Στην περίπτωση του προβάτου Dolly, πραγματοποιήθηκαν 277 απόπειρες κλωνοποίησης προτού οι γενετιστές αποκτήσουν ένα βιώσιμο έμβρυο. Σύμφωνα με τους πολέμιους της κλωνοποίησης, οι επιστήμονες θα εμπλακούν σε δολοφονίες εάν κάνουν τέτοιους χειρισμούς με ανθρώπινο έμβρυο. Ο στόχος για την κριτική της ανθρώπινης κλωνοποίησης δεν είναι μόνο το υψηλό ποσοστό αποτυχίας, αλλά και οι σχετικοί κίνδυνοι να γεννηθούν άρρωστα άτομα. Οι επικριτές λένε ότι είναι ανήθικο να κλωνοποιούνται άνθρωποι έως ότου η διαδικασία είναι ασφαλής και αποτελεσματική.
Το ακριβό της διαδικασίας
Ένα κοινό επιχείρημα
κατά της κλωνοποίησης ζώων είναι το υψηλό κόστος των πειραμάτων. Η δημιουργία αντιγράφων οργανισμών είναι μια μακρά και εντατική διαδικασία και το μέσο ποσοστό επιτυχίας σε τέτοια πειράματα
θα είναι περίπου 5% ακόμη και όταν εργαζόμαστε με οικόσιτα είδη που είναι γνωστά σε εμάς, για να μην αναφέρουμε τα άγρια.
Νομικές δυσκολίες
Ένα άλλο επιχείρημα κατά της κλωνοποίησης είναι τα επί του παρόντος δύσκολο να επιλυθούν νομικά ζητήματα πατρότητας, μητρότητας, κληρονομικότητας και πολλά άλλα.
Πού επιτρέπεται η κλωνοποίηση;
Σήμερα, η αναπαραγωγική κλωνοποίηση απαγορεύεται σε όλες τις χώρες. Το 2005, τα κράτη μέλη του ΟΗΕ ενέκριναν μια δήλωση
που απαγορεύει την κλωνοποίηση ανθρώπων . Το 2002, η Ρωσία
ψήφισε νόμο «Περί προσωρινής απαγόρευσης της ανθρώπινης κλωνοποίησης». Αποτρέπει επίσης κάθε χειρισμό εμβρύων για τη δημιουργία αντιγράφου ενός ατόμου.
Στο Ηνωμένο Βασίλειο και την Αυστραλία, επιτρέπεται η θεραπευτική κλωνοποίηση: είναι δυνατή η αναδημιουργία ανθρώπινων κυττάρων. Και στις ΗΠΑ, η θεραπευτική κλωνοποίηση πραγματοποιείται μόνο εις βάρος ιδιωτικών κεφαλαίων - το κράτος δεν μπορεί να χρηματοδοτήσει την κλωνοποίηση.
Ο Γάλλος υπουργός Εσωτερικών Ζεράλ Νταρμανίν.
φωτο: Απαιτήσεις μάσκας στο Tour de France, Villeneuve-Sur-Lot, 11 Ιουλίου 2024