22. februára 1997 sa svet dozvedel o existencii ovce Dolly - prvého teplokrvného zvieraťa naklonovaného pomocou konvenčnej somatickej bunky. Ako sa odvážna technológia vyvinula a či má budúcnosť.
V dobe rýchlo sa rozvíjajúcich technológií sa otázka klonovania - reprodukcie jedincov geneticky identických s materským organizmom - stáva skutočne akútnou a kontroverznou. Ale hovoriť o klonovaní ako o niečom zásadne novom a neprirodzenom, je nesprávne. V prírode je reprodukcia reprodukciou geneticky identických jedincov veľmi častým javom. Baktérie sa jednoducho rozdelia na dve časti, huby, riasy a niektoré ďalšie organizmy sa množia spórami a určitý hmyz a dokonca aj stavovce sa môžu vyvinúť bez účasti samčích zárodočných buniek, iba pomocou ženských. Vo všetkých týchto prípadoch je detský organizmus klonom rodiča. Neobišiel ani proces prirodzeného klonovania a ľudí: jednovaječné dvojčatá majú úplne rovnaké súbory génov.
Vedci sa rozhodli tento proces reprodukovať svojpomocne. Samozrejme to nebolo o vytvorení armády klonov, ale o chove zvierat a rastlín s určitými užitočnými vlastnosťami. Ak sa zavedie klonovanie, poľnohospodárstvo, ľahký priemysel a medicína by sa rozvíjali rýchlejšie. Samotné rastliny dokonale reprodukujú svoje kópie, človek môže iba riadiť tento proces, ale otázka presnej reprodukcie zvierat zostáva dlho veľmi problematická.
Bunka, ktorá dáva život
Odpoveď na ňu sa našla bližšie k polovici minulého storočia. Vedci sa rozhodli, že na klonovanie je potrebné odobrať zygotu (oplodnené vajíčko) z jedného zvieraťa, odobrať z neho genetický materiál a vložiť jadro somatickej (nereprodukčnej) bunky iného zvieraťa. Počas prirodzeného pohlavného rozmnožovania dostane dcérsky organizmus jednu sadu génov zo zárodočnej bunky otca a to isté z vaječnej bunky. Klon v čase svojho vzniku tiež dostáva dvojitú sadu génov, ale iba od jedného rodiča. Je pravda, že výsledný organizmus nebude úplnou genetickou kópiou: v každom genóme je určitý počet náhodných mutácií, ktoré sa nezhodujú ani v klonoch.
Mutácie však nie sú hlavným problémom, s ktorým sa vedci stretli v polovici 20. storočia. Faktom je, že ktorákoľvek bunka tela, s výnimkou bunky reprodukčnej, je somatická a každá bunka tela má svoju vlastnú diferenciáciu. Inými slovami, v každej bunke fungujú iba tie gény, ktoré sú potrebné na výkon „úradných povinností“, ktoré sú pre každý orgán odlišné. Vedci sa obávali, že transplantáciou takéhoto špecializovaného genetického materiálu do zygoty vytvoria životaschopný klon. Tieto pochybnosti rozptýlil John Gurdon, potom, čo v roku 1962 dokázal opísaným spôsobom klonovať žabu.
Biológ John Gurdon
Propagačné video:
Reuters
Je pravda, že niektorí vedci považovali experiment za nie celkom čistý, pretože Gurdon používal bunky pulca. O osem rokov neskôr, v roku 1970, dokázal zopakovať rovnaký experiment, ale s bunkami dospelých. Klony prežili. Vedci tak dosiahli rozhodujúci objav v oblasti klonovania: špecializované somatické bunky môžu dať život novému organizmu.
Myš a tri ovce
Takže sa otvorila cesta pre klonovanie cicavcov. Všetko tu však neprebiehalo tak hladko: vedci z rôznych krajín dlhé roky nedokázali zopakovať Gurdonov experiment na zložitejších zvieratách. Potom sa rozhodli svoju úlohu zjednodušiť: do zygoty nevložili jadro somatickej bunky, ale embryonálnu bunku. Vedci z dvoch krajín tu dosiahli úspech: sovietski genetici vytvorili myš Mášu a Briti - ovce Megan a Morag.
Prečo si teda nemohol vytvoriť klon pomocou somatických buniek? Po prvých neúspešných pokusoch sa vedci rozhodli, že je jednoducho nemožné uskutočniť takýto pokus s cicavcami, tento názor vo vedeckom svete prevládal takmer do konca 20. storočia. A potom sa Dolly objavila na univerzite v Rosslyne (Veľká Británia) - prvý cicavec získaný v dôsledku fúzie vajíčka a špecializovanej somatickej bunky. Čo teda skupina Jan Wilmuth zmenila na zážitku, aby sa mohla narodiť Dolly?
Embryológ Ian Wilmut
Reuters
Vedci dosť zmenili technológiu: namiesto zygoty použili neoplodnené vajíčko.
Ale ani tieto zmeny neviedli skupinu k absolútnemu úspechu. Dolly sa vynorila z jedného z 277 vajec; Z 28 jej dvojčiat sa podarilo vyvinúť embryá a narodila sa iba ona. Je nepravdepodobné, že by sa takáto technológia dala označiť za úspešnú a uvedenú do života, ale na konci 90. rokov to vedci nemysleli. Hlavným bodom bolo dokázať, že cicavce je možné klonovať pomocou somatickej bunky. Z tohto pohľadu bol vzhľad Dolly obrovský úspech.
IČO 6LL3
Ovečka sa narodila 5. júla 1996 pod menom (presnejšie číslom) 6LL3. Myšlienka dať prvému klonu cicavcov meno Dolly prišla na myseľ farmárov, ktorí sa starali o náhradnú matku oviec (jej skutočná matka zomrela o tri roky skôr; použitý genetický materiál bol zmrazený a starostlivo konzervovaný až do lepších časov).
Považovali za vtipné, že 6LL3 sa vynorila z klietky odobratej z vemena, a tak dali ovečke meno country speváčky Dolly Parton, ktorá za svoju slávu vďačila čiastočne veľkému poprsiu.
Ovečka žila šesť rokov a porodila šesť jahniat. Je pravda, že šesť rokov nestačí na ovce, ktoré spravidla zomierajú vo veku 10 - 12 rokov, ale podľa oficiálnej verzie nemá Dollyina smrť nič spoločné s následkami klonovania: dva roky ovca trpela artritídou a na konci svojho života ju aj chytila ťažký pľúcny vírus. 14. februára 2003 bolo jedno z najslávnejších zvierat usmrtené.
Sny o Jurskom parku
Dolly sa ale nestala slávnou hneď: svet sa o jej existencii dozvedel iba sedem mesiacov po jej narodení, 22. februára 1997. Celý čas dostávali vedci patent na techniku prenosu jadra, takže nemohli v tlači oznámiť svoj neuveriteľný úspech. Ale sestry dvojčatá Dolly sa skutočne objavili. V roku 2016 už 13 z nich dosiahlo úctyhodný vek sedem až deväť rokov. Technológia, ktorá spočiatku nebola veľmi efektívna, bola zdokonalená, čo umožnilo vykonávať pokusy na iných domácich zvieratách.
Jedným z hlavných cieľov, ktoré vedci v súčasnosti sledujú, je „oživenie“vyhynutých druhov. Priekopníkmi v tejto oblasti boli španielski vedci: v roku 2009 naklonovali pyrenejskú kozu, ktorá zmizla z povrchu zemského pred deviatimi rokmi. Vedci mali šťastie: vo Výskumnom centre pre poľnohospodárstvo a technológiu v Aragone sa zachoval genetický materiál zvieraťa, ktorý sa použil pri klonovaní. Úspech ovce Dolly sa však nedal zopakovať: klon zomrel 7 minút po narodení na vrodenú chybu pľúc.
Mnoho vedcov sa domnieva, že je ešte skoro hovoriť o klonovaní vyhynutých druhov. Po prvé, aj keď je možné z pozostatkov extrahovať DNA vyhynutého zvieraťa, nie je jasné, čo s vajcom. Oxfordská skupina sa snaží tento problém vyriešiť príbuznou vajíčkovou bunkou. Vedci pracujú na vzkriesení vtáka Dodo, ktorý zmizol na konci 17. storočia. Zistili, že najbližším príbuzným tohto veľkého nelietavého vtáka je holub, konkrétnejšie korunný holub Victoria, alebo holub zaštípaný. Jednotnosť oxfordskej teórie sa ešte len ukáže.
Po druhé, nie je jasné, ako budú vyhynuté organizmy reagovať na zmenené podmienky prostredia. Skeptici veria, že organizmy klonov sa nebudú vedieť prispôsobiť ani modernému zloženiu atmosféry a zomrú.
Takéto obavy by však nemali vedcom prekážať. Vedecká komunita nemôže s istotou povedať, ako sa zo špecializovaných somatických buniek stávajú bunky, ktoré dávajú život, ani prečo by sa malo pri klonovaní použiť vajíčko, a nie zygota. Predvídať reakciu prírody na množenie vyhynutých druhov je nevďačná úloha. Nepochybne stojí za to vzdať sa pokusu.
Julia Popova