Den 22 februari 1997 lärde sig världen om fårens Dolly - det första varmblodiga djuret klonat med en konventionell somatisk cell. Hur den djärva tekniken utvecklades och om den har en framtid.
I en tid av snabbt utvecklande tekniker blir frågan om kloning - reproduktion av individer som är genetiskt identiska med moderorganismen - verkligen akut och kontroversiell. Men att prata om kloning som något fundamentalt nytt och onaturligt är fel. I naturen är reproduktion genom reproduktion av genetiskt identiska individer ett mycket vanligt fenomen. Bakterier delar sig helt enkelt i två, svampar, alger och vissa andra organismer reproduceras av sporer, och vissa insekter och till och med ryggradsdjur kan utvecklas utan deltagande av manliga könsceller, bara med hjälp av kvinnliga. I alla dessa fall är barnorganismen en klon av föräldern. Inte kringgå processen för naturlig kloning och människor: identiska tvillingar har exakt samma uppsättningar gener.
Forskarna bestämde sig för att reproducera denna process på egen hand. Naturligtvis handlade det inte om att skapa en armé av kloner, utan om att uppfostra djur och växter med vissa användbara egenskaper. Jordbruk, lätt industri, medicin skulle utvecklas snabbare om kloning infördes. Växter själva reproducerar sina kopior perfekt, människan kan bara kontrollera processen, men frågan om exakt reproduktion av djur har länge varit mycket problematisk.
Cellen som ger liv
Svaret på det hittades närmare mitten av förra seklet. Forskare bestämde att för kloning måste du ta en zygote (befruktat ägg) från ett djur, ta bort genetiskt material från det och sätt in kärnan i en somatisk (icke-reproduktiv) cell från ett annat djur. Under naturlig sexuell reproduktion får dotterorganismen en enda uppsättning gener från faderns könsceller och densamma från ägget. En klon vid tidpunkten för dess skapande får också en dubbel uppsättning gener, men bara från en förälder. Det är sant att den resulterande organismen inte kommer att vara en fullständig genetisk kopia: i varje genom finns ett visst antal slumpmässiga mutationer som inte sammanfaller ens i kloner.
Men mutationer är inte det största problemet som forskare mötte i mitten av 1900-talet. Faktum är att alla celler i kroppen, förutom reproduktionscellen, är somatiska och varje cell i kroppen har sin egen differentiering. Med andra ord, i varje cell fungerar bara de gener som behövs för att den ska kunna utföra "officiella uppgifter" som är olika för varje organ. Forskarna fruktade att genom att transplantera sådant specialiserat genetiskt material i zygoten skulle de skapa en oundviklig klon. Dessa tvivel undanröjdes av John Gurdon, efter att han 1962 kunde klona en groda på det beskrivna sättet.
Biolog John Gurdon
Kampanjvideo:
Reuters
Det är sant att vissa forskare ansåg att experimentet inte var helt rent, eftersom Gurdon använde grodyngelceller. Åtta år senare, 1970, kunde han upprepa samma experiment, men med vuxna celler. Klonerna överlevde. Således har forskare gjort en avgörande upptäckt inom kloningsområdet: specialiserade somatiska celler kan ge en ny organism liv.
Mus och tre får
Så öppnades vägen för kloning av däggdjur. Men allt gick inte så smidigt här: under många år kunde forskare från olika länder inte upprepa Gurdons experiment på mer komplexa djur. Då bestämde de sig för att förenkla sin uppgift: de placerade inte kärnan i en somatisk cell i zygoten, utan en embryonal cell. Forskare från två länder har uppnått framgång här: Sovjetiska genetiker skapade musen Masha och britterna - fåren Megan och Morag.
Så varför kunde du inte skapa en klon med somatiska celler? Efter de första misslyckade experimenten bestämde forskarna att det helt enkelt var omöjligt att genomföra ett sådant experiment med däggdjur, denna åsikt regerade i den vetenskapliga världen nästan fram till slutet av 1900-talet. Och sedan dök Dolly upp vid University of Rosslyn (Storbritannien) - det första däggdjuret som erhölls som ett resultat av fusionen av ett ägg och en specialiserad somatisk cell. Så vad förändrade Jan Wilmuths grupp i upplevelsen så att Dolly kunde födas?
Embryolog Ian Wilmut
Reuters
Forskarna ändrade tekniken ganska lite: istället för en zygote använde de ett ofödlat ägg.
Men även dessa förändringar ledde inte gruppen till absolut framgång. Dolly kom ut ur ett av 277 ägg; 28 av hennes tvillingar lyckades utvecklas till embryon, och bara hon föddes. Det är osannolikt att en sådan teknik kan kallas framgångsrik och tas i bruk, men i slutet av 1990-talet var det inte vad forskare tänkte. Huvudpoängen var att bevisa att däggdjur kan klonas med en somatisk cell. Ur denna synvinkel var Dollys utseende en enorm framgång.
ID-nummer 6LL3
Fåret föddes den 5 juli 1996 under namnet (närmare bestämt nummer) 6LL3. Idén att ge den första däggdjursklonen namnet Dolly kom till böndernas hjärnor som såg efter fårens surrogatmamma (hennes riktiga mamma hade dött tre år tidigare; det genetiska material som användes frystes och bevarades noggrant tills bättre tider).
De tyckte att det var roligt att 6LL3 kom ut ur en bur som togs från ett juver, så de gav fåren namnet på countrysångerskan Dolly Parton, som delvis berömde hennes berömmelse till den stora bysten.
Fåren levde sex år och födde sex lamm. Det är sant att sex år inte räcker för får, som i regel dör i åldern 10-12 år, men enligt den officiella versionen har Dollys död inget att göra med konsekvenserna av kloning: i två år led fåren av artrit, och i slutet av sitt liv fick den också svårt lungvirus. Den 14 februari 2003 avlivades ett av de mest kända djuren.
Drömmar om Jurassic Park
Men Dolly blev inte känd direkt: världen fick reda på hennes existens bara sju månader efter hennes födelse, den 22 februari 1997. Hela denna tid fick forskare patent på en kärnöverföringsteknik, så de kunde inte meddela sin otroliga framgång i pressen. Men Dollys tvillingsystrar dykt upp. År 2016 har 13 av dem redan nått en respektabel ålder på sju till nio år. Tekniken, som till en början inte var särskilt effektiv, förfinades, vilket gjorde det möjligt att göra experiment på andra husdjur.
Ett av de viktigaste målen som forskare strävar efter nu är "återupplivande" av utdöda arter. Pionjärerna i detta område var spanska forskare: 2009 klonade de en pyrenéget som försvann från jordens yta nio år tidigare. Forskare hade tur: i Aragons forskningscenter för jordbruk och teknik bevarades djurets genetiska material som användes vid kloning. Framgången för fåret Dolly kunde dock inte upprepas: klonen dog 7 minuter efter födseln på grund av en medfödd lungfel.
Många forskare tror att det är för tidigt att prata om kloning av utdöda arter. För det första, även om det är möjligt att isolera DNA från ett utdött djur från resterna, är det inte klart vad man ska göra med ägget. Oxford-gruppen försöker lösa detta problem med en relaterad äggcell. Forskare arbetar med återuppståndelsen av Dodo-fågeln, som försvann i slutet av 1600-talet. De fann att den närmaste släktingen till denna stora flyglösa fågel är en duva, och närmare bestämt Victoria-kronduvan, eller sågnäsduvan. Konsistensen av Oxford-teorin återstår att se.
För det andra är det oklart hur de utdöda organismerna kommer att reagera på de förändrade miljöförhållandena. Skeptiker tror att organismerna från klonerna inte kommer att kunna anpassa sig till atmosfärens moderna sammansättning och kommer att dö.
Men sådana farhågor bör inte stoppa forskare. Vetenskapssamhället kan inte säga med säkerhet hur specialiserade somatiska celler blir livgivande celler, eller varför ett ägg ska användas för kloning snarare än en zygot. Att förutse naturens reaktion på reproduktionen av utdöda arter är en otacksam uppgift. Utan tvekan är det värt att ge upp försöket.
Yulia Popova