Fåret Dolly kan ha varit världens mest kända klon, men hon var inte den första Kloning skapar en genetiskt identisk kopia av ett djur eller en växt. Många djur – inklusive grodor, möss, får och kor – hade klonats innan Dolly. Växter klonas ofta – när du tar en klippning producerar du en klon. identiska tvillingar är också kloner.
Så Dolly var inte den första klonen, och hon såg ut som alla andra får, så varför orsakade hon så mycket spänning och oro? För att hon var det första däggdjuret som klonades från en vuxen cell, snarare än ett embryo. Detta var en viktig vetenskaplig bedrift, men väckte också etiska problem.
Sedan 1996, när Dolly föddes, har andra får klonats från vuxna celler, liksom möss, kaniner, hästar och åsnor, grisar, getter och nötkreatur. 2004 klonades en mus med hjälp av en kärna från en olfaktorisk neuron, vilket visade att givarkärnan ca n kommer från en vävnad i kroppen som normalt inte delar sig.
Hur producerades Dolly?
Att producera en djurklon från en vuxen cell är uppenbarligen mycket mer komplex och svårare än att växa en växt från en skärning. Så när forskare som arbetade vid Roslin Institute i Skottland producerade Dolly, det enda lammet som föddes från 277 försök, var det en stor nyhetshistoria runt om i världen.
För att producera Dolly använde forskarna kärnan i en juvercell från en -åriga Finn Dorset vita får. Kärnan innehåller nästan alla cellens gener. De var tvungna att hitta ett sätt att ”omprogrammera” juvercellerna – för att hålla dem vid liv men hindra dem från att växa – vilket de uppnådde genom att ändra tillväxtmediet (”soppen” där cellerna hölls vid liv). Sedan injicerade de cellen i en obefruktad äggcell som hade fått sin kärna avlägsnad och fick cellerna att smälta genom att använda elektriska pulser. Den obefruktade äggcellen kom från en skotsk Blackface-tacka.
När forskarna hade lyckats smälta kärnan från den vuxna vita fårcellen med äggcellen från det svarta ansiktet, de behövde se till att den resulterande cellen skulle utvecklas till ett embryo. De odlade den i sex eller sju dagar för att se om den delas upp och utvecklas normalt innan det implanterades i en surrogatmamma, en annan skotsk Blackface-tacka. Dolly hade ett vitt ansikte.
Från 277 cellfusioner utvecklades 29 tidiga embryon och implanterades i 13 surrogatmödrar. full tid, och th e 6,6 kg Finn Dorset-lamm 6LLS (alias Dolly) föddes efter 148 dagar.
Varför är forskare intresserade av kloning?
Den främsta anledningen till att forskarna vid Roslin ville kunna att klona får och andra stora djur var kopplat till deras forskning som syftade till att producera läkemedel i mjölken hos sådana djur. Forskare har lyckats överföra humana gener som producerar användbara proteiner till får och kor, så att de till exempel kan producera blodkoagulationsmedel faktor IX för att behandla hemofili eller alfa-1-antitrypsin för att behandla cystisk fibros och andra lungsjukdomar. br> Klonade djur kunde också utvecklas som skulle producera humana antikroppar mot infektionssjukdomar och till och med cancer. ”Främmande” gener har transplanterats i zebrafiskar, som används i stor utsträckning i laboratorier, och embryon klonade från dessa fiskar uttrycker det främmande proteinet. Om denna teknik kan tillämpas på däggdjursceller och cellerna som odlas för att producera klonade djur, kan dessa sedan föda konventionellt för att bilda flockar av genetiskt modifierade djur som alla producerar mediciner i sin mjölk. i kloning. Det används redan tillsammans med genetiska tekniker för utveckling av djurorgan för transplantation till människor (xenotransplantation). Att kombinera sådana genetiska tekniker med kloning av grisar (uppnåddes för första gången i mars 2000) skulle leda till ett tillförlitligt utbud av lämpliga donatororgan. Användningen av grisorgan har hindrats av närvaron av socker, alfa gal, på grisceller, men 2002 lyckades forskare slå ut genen som gör det, och dessa ’knockout’ -grisar kunde föda upp naturligt. Det finns dock fortfarande oro för virusöverföring.
Studien av djurkloner och klonade celler kan leda till ökad förståelse för embryonets utveckling och åldrande och åldersrelaterade sjukdomar. Klonade möss blir överviktiga med relaterade symtom som förhöjt plasmainsulin och leptinnivåer, även om deras avkommor inte gör det och är normala. Kloning kan användas för att skapa bättre djurmodeller av sjukdomar, vilket i sin tur kan leda till ytterligare framsteg när det gäller att förstå och behandla dessa sjukdomar. Det kan till och med förbättra den biologiska mångfalden genom att säkerställa fortsatt sällsynta raser och hotade arter.
Vad hände med Dolly?
Dolly, förmodligen det mest kända fåret i världen, levde en bortskämd tillvaro vid Roslin Institute. Hon parade och producerade normala avkommor på normalt sätt, vilket visade att sådana klonade djur kan reproducera sig. Född den 5 juli 1996 avlivades hon den 14 februari 2003, sex och ett halvt år. Får kan leva upp till 11 eller 12 år, men Dolly led av artrit i en bakbenled och av lung lungadenomatos, en virusinducerad lungtumör som får som är uppfödda inomhus är benägna. Den 2 februari 2003 dog Australiens första klonade får oväntat vid en ålder av två år och tio månader. Dödsorsaken var okänd och slaktkroppen krematiserades snabbt då den sönderdelades.
Dollys kromosomer var lite kortare än andra får, men på de flesta andra sätt var hon densamma som alla andra får i sin kronologiska ålder. Men hennes tidiga åldrande kan återspegla att hon växte upp från kärnan hos ett 6-årigt får. Studie av hennes celler avslöjade också att den mycket lilla mängden DNA utanför kärnan, i cellernas mitokondrier, alla ärvs från donatoräggcellen, inte från donatorns kärna som resten av hennes DNA, så hon är inte en helt identisk kopia. Denna upptäckt kan vara viktig för könsbundna sjukdomar som hemofili, och vissa neuromuskulära, hjärn- och njursjukdomar som överförs endast genom mammas sida i familjen.
Förbättring av tekniken
Forskare arbetar på sätt att förbättra den e-teknik. Till exempel, när två genetiskt identiska klonade mössembryon kombineras, är det mer sannolikt att det samlade embryot överlever till födseln. Förbättringar av odlingsmediet kan också vara till hjälp.
Etiska problem och reglering
De flesta av de etiska farhågorna om kloning avser möjligheten att det kan användas för att klona människor. Det skulle finnas enorma tekniska svårigheter. I och med att tekniken är närvarande, måste den involvera kvinnor som är villiga att donera kanske hundratals ägg, surrogatgraviditeter med höga missfall och dödfödda och möjligheten till för tidigt åldrande och höga cancerfrekvenser för alla barn som produceras på detta sätt. År 2004 tillkännagav dock sydkoreanska forskare att de hade klonat 30 mänskliga embryon, odlat dem i laboratoriet tills de var en ihålig boll av celler och producerat en rad stamceller från dem. Ytterligare etisk diskussion togs upp 2008 när forskare lyckades klona möss från vävnad som hade fryst i 16 år.
I USA bad president Clinton National Bioethics Commission och Congress att undersöka frågorna och i Storbritannien huset av Commons Science and Technology Committee, Human Embryology and Fertilization Authority och Human Genetics Advisory Commission, alla rådfrågade brett och rekommenderade att mänsklig kloning skulle förbjudas. Europarådet har förbjudit kloning av människor: i själva verket har de flesta länder förbjudit användning av kloning för att producera mänskliga spädbarn (human reproduktionskloning). Det finns dock en viktig medicinsk aspekt av kloningsteknologi som kan tillämpas på människor, vilket människor kan tycka mindre stötande. Detta är terapeutisk kloning (eller cellkärnutbyte) för vävnadsteknik, där vävnader, snarare än en baby, skapas.
Vid terapeutisk kloning skulle enstaka celler tas från en person och ”omprogrammeras” för att skapa stamceller, som har potential att utvecklas till alla typer av celler i kroppen. Vid behov kunde stamcellerna tinas och sedan induceras att växa till vissa typer av celler, såsom hjärt-, lever- eller hjärnceller som skulle kunna användas vid medicinsk behandling. Omprogrammering av celler kommer sannolikt att visa sig tekniskt svårt.
Terapeutisk kloningsforskning pågår redan på djur och stamceller har odlats med denna metod och transplanterats tillbaka till det ursprungliga givardjuret. Hos människor skulle denna teknik revolutionera cell- och vävnadstransplantation som en metod för behandling av sjukdomar. Det är dock en mycket ny vetenskap och har väckt etiska farhågor. I Storbritannien har en grupp som leds av Chief Medical Officer, professor Liam Donaldson, rekommenderat att forskning om tidiga mänskliga embryon bör tillåtas. Human Fertilization and Embryology Act ändrades 2001 för att tillåta användning av embryon för stamcellsforskning och följaktligen har HFEA ansvaret för att reglera all embryonal stamcellsforskning i Storbritannien. Det finns en potentiell försörjning av tidiga embryon eftersom patienter som genomgår in vitro-befruktning vanligtvis producerar ett överskott av befruktade ägg.
När det gäller djurkloning måste all kloning för forskning eller medicinska ändamål i Storbritannien godkännas av hemmet. Kontoret under strikt kontroll av djurlagen (Scientific Procedures) 1986. Detta skyddar djurens välbefinnande samtidigt som viktig vetenskaplig och medicinsk forskning kan fortsätta.
Ytterligare information
Roslin Institute har mycket information om forskningen som ledde till Dolly och de vetenskapliga studierna av Dolly, samt länkar till många andra webbplatser som ger användbar information om de vetenskapliga och etiska aspekterna av denna forskning.
Rapporten från Chief Medical Officer Expert Advisory Group on Therapeutic Cloning: Stem cell research: medical progress with responsibility är tillgänglig från UK Department of Health, PO Box 777, London SE1 6XH.
Ytterligare information om terapeutisk kloning och stamcellsforskning finns tillgänglig från Medical Research Council.
Intressanta illustrerade funktioner om kloning har publicerats av Time, New Scientist. BBC News Online har ett Q & A Vad är kloning?
BILD © ROSLIN-INSTITUTEN
