1997. gada 22. februārī pasaule uzzināja par aitas Dollijas esamību - pirmo silto asiņu dzīvnieku, kas klonēts, izmantojot parasto somatisko šūnu. Kā tika izstrādāta drosmīgā tehnoloģija un vai tai ir nākotne.
Strauji attīstošo tehnoloģiju laikmetā klonēšanas jautājums - ģenētiski identisku indivīdu reprodukcija - kļūst patiesi akūts un pretrunīgs. Bet nepareizi ir runāt par klonēšanu kā kaut ko principiāli jaunu un nedabisku. Dabā reprodukcija, izmantojot ģenētiski identisku indivīdu reprodukciju, ir ļoti izplatīta parādība. Baktērijas vienkārši dalās divās daļās, sēnītes, aļģes un daži citi organismi vairojas ar sporām, un daži kukaiņi un pat mugurkaulnieki var attīstīties bez vīriešu dzimumšūnu līdzdalības, tikai ar sieviešu palīdzību. Visos šajos gadījumos bērna organisms ir vecāku klons. Nav apiets dabiskās klonēšanas process un cilvēki: identiskiem dvīņiem ir tieši tādi paši gēnu komplekti.
Zinātnieki nolēma patstāvīgi reproducēt šo procesu. Protams, tas nebija par klonu armijas izveidi, bet gan par dzīvnieku un augu audzēšanu ar noteiktām noderīgām īpašībām. Lauksaimniecība, vieglā rūpniecība, medicīna attīstītos ātrāk, ja klonēšana tiktu uzsākta. Augi paši perfekti reproducē savas kopijas, cilvēks var kontrolēt tikai procesu, bet jautājums par dzīvnieku precīzu atveidošanu jau sen ir palicis ļoti problemātisks.
Šūna, kas dod dzīvību
Atbilde uz to tika atrasta tuvāk pagājušā gadsimta vidum. Zinātnieki nolēma, ka klonēšanai jums jāņem zigota (apaugļota olšūna) no viena dzīvnieka, jānoņem no tā ģenētiskais materiāls un jāievieto cita dzīvnieka somatiskās (reproduktīvās) šūnas kodols. Dabiskas dzimum reprodukcijas laikā meitas organisms no tēva dzimumšūnas saņem vienu gēnu komplektu un to pašu no olšūnas. Klons tā radīšanas laikā arī saņem dubultu gēnu kopu, bet tikai no viena no vecākiem. Tiesa, iegūtais organisms nebūs pilnīga ģenētiskā kopija: katrā genomā ir noteikts skaits nejaušu mutāciju, kas nesakrīt pat klonos.
Bet mutācijas nav galvenā problēma, ar kuru zinātnieki saskārās 20. gadsimta vidū. Fakts ir tāds, ka jebkura ķermeņa šūna, izņemot reproduktīvo šūnu, ir somatiska, un jebkurai ķermeņa šūnai ir sava diferenciācija. Citiem vārdiem sakot, katrā šūnā darbojas tikai tie gēni, kas tai nepieciešami, lai veiktu "oficiālos pienākumus", kas katram orgānam ir atšķirīgi. Pētnieki baidījās, ka, pārstādot šādu specializētu ģenētisko materiālu zigotā, tie radīs dzīvotspējīgu klonu. Šīs šaubas izkliedēja Džons Gurdons, pēc tam, kad 1962. gadā viņš aprakstītajā veidā varēja klonēt vardi.
Biologs Džons Gurdons
Reklāmas video:
Reuters
Tiesa, daži zinātnieki eksperimentu uzskatīja par ne visai tīru, jo Gurdons izmantoja kurkuļu šūnas. Astoņus gadus vēlāk, 1970. gadā, viņš varēja atkārtot to pašu eksperimentu, bet ar pieaugušo šūnām. Kloni izdzīvoja. Tādējādi zinātnieki ir veikuši noteiktu atklājumu klonēšanas jomā: specializētās somatiskās šūnas var dot dzīvību jaunam organismam.
Pele un trīs aitas
Tātad tika atvērts ceļš zīdītāju klonēšanai. Tomēr šeit viss neizdevās tik gludi: daudzus gadus dažādu valstu pētnieki nevarēja atkārtot Gurdona eksperimentu ar sarežģītākiem dzīvniekiem. Tad viņi nolēma vienkāršot savu uzdevumu: zigotā ievietoja nevis somatiskās šūnas kodolu, bet gan embrija šūnu. Zinātnieki no divām valstīm šeit ir guvuši panākumus: padomju ģenētiķi izveidoja peli Mašu, bet briti - aitu Meganu un Moragu.
Kāpēc tad jūs nevarētu izveidot klonu, izmantojot somatiskās šūnas? Pēc pirmajiem neveiksmīgajiem eksperimentiem zinātnieki nolēma, ka šādu eksperimentu ar zīdītājiem vienkārši nav iespējams veikt, šis viedoklis zinātniskajā pasaulē valdīja gandrīz līdz 20. gadsimta beigām. Un tad Dolijs parādījās Roslinas universitātē (Lielbritānija) - pirmais zīdītājs, kas iegūts olšūnas un specializētas somatiskās šūnas saplūšanas rezultātā. Tātad, ko Jana Vilmuta grupa mainīja pieredzē, lai Dollijs varētu piedzimt?
Embriologs Jans Vilmuts
Reuters
Pētnieki diezgan daudz mainīja tehnoloģiju: zigotas vietā viņi izmantoja neapaugļotu olu.
Bet pat šīs izmaiņas nenoveda grupu pie absolūtiem panākumiem. Dollijs iznāca no vienas no 277 olām; 28 no viņas dvīņiem izdevās attīstīties embrijos, un tikai viņa piedzima. Maz ticams, ka šādu tehnoloģiju var nosaukt par veiksmīgu un ieviest, taču 90. gadu beigās zinātnieki to nedomāja. Galvenais bija pierādīt, ka zīdītājus var klonēt, izmantojot somatisko šūnu. No šī viedokļa Dollija parādīšanās bija milzīga veiksme.
ID numurs 6LL3
Aita dzimusi 1996. gada 5. jūlijā ar nosaukumu (precīzāk skaitlis) 6LL3. Ideja piešķirt pirmajam zīdītāju klonim vārdu Dolly ienāca prātā lauksaimniekiem, kuri pieskatīja aitas aizstājēju māti (viņas īstā māte bija nomirusi trīs gadus agrāk; izmantotais ģenētiskais materiāls tika sasaldēts un rūpīgi saglabāts līdz labākiem laikiem).
Viņiem šķita amizanti, ka 6LL3 iznāca no būrī, kas izņemts no tesmeņa, tāpēc dzimušo aitu nosauca par lauku dziedātājas Dolly Parton vārdu, kura daļu no viņas slavas bija parādā lielajam krūtim.
Aitas dzīvoja sešus gadus un dzemdēja sešus jērus. Tiesa, sešiem gadiem nepietiek aitām, kuras parasti mirst 10–12 gadu vecumā, taču saskaņā ar oficiālo versiju Dollija nāvei nav nekāda sakara ar klonēšanas sekām: divus gadus aitas cieta no artrīta, un savas dzīves beigās arī noķēra smags plaušu vīruss. 2003. gada 14. februārī tika nogalināts viens no slavenākajiem dzīvniekiem.
Sapņi par Jurassic Park
Bet Dollija nekļuva slavena uzreiz: pasaule par viņas eksistenci uzzināja tikai septiņus mēnešus pēc viņas dzimšanas - 1997. gada 22. februārī. Visu šo laiku zinātnieki saņēma patentu kodola pārneses tehnikai, tāpēc viņi nevarēja paziņot par saviem neticamajiem panākumiem presē. Bet tiešām parādījās Dollijas dvīņu māsas. 2016. gadā 13 no viņiem jau ir sasnieguši cienījamu vecumu no septiņiem līdz deviņiem gadiem. Sākumā nebija īpaši efektīva tehnoloģija tika pilnveidota, kas ļāva veikt eksperimentus ar citiem mājdzīvniekiem.
Viens no galvenajiem mērķiem, ko zinātnieki tagad tiecas, ir izmirušo sugu "atdzīvināšana". Šīs teritorijas pionieri bija spāņu pētnieki: 2009. gadā viņi klonēja Pireneju kazu, kas pazuda no zemes virsmas deviņus gadus agrāk. Zinātniekiem paveicās: Aragonas Lauksaimniecības un tehnoloģiju izpētes centrā tika saglabāts dzīvnieka ģenētiskais materiāls, kas tika izmantots klonēšanā. Aitas Dollijas panākumus tomēr nevarēja atkārtot: klons nomira 7 minūtes pēc piedzimšanas iedzimta plaušu defekta dēļ.
Daudzi zinātnieki uzskata, ka ir pāragri runāt par izmirušo sugu klonēšanu. Pirmkārt, pat ja ir iespējams izolēt izmiruša dzīvnieka DNS no atliekām, nav skaidrs, ko darīt ar olu. Oksfordas grupa mēģina atrisināt šo problēmu ar saistītu olšūnu. Pētnieki strādā pie Dodo putna augšāmcelšanās, kas pazuda 17. gadsimta beigās. Viņi uzzināja, ka tuvākais šī lielā bezlidojošā putna radinieks ir balodis, konkrētāk, Viktorijas kroņa balodis jeb zāģēts balodis. Oksfordas teorijas konsekvence vēl nav redzama.
Otrkārt, nav skaidrs, kā izmirušie organismi reaģēs uz mainītajiem vides apstākļiem. Skeptiķi uzskata, ka klonu organismi nespēs pielāgoties pat mūsdienu atmosfēras sastāvam un nomirs.
Bet šādām bažām nevajadzētu apturēt zinātniekus. Zinātniskā sabiedrība nevar precīzi pateikt, kā specializētās somatiskās šūnas kļūst par dzīvību sniedzošām šūnām, vai kāpēc klonēšanā jāizmanto olšūna, nevis zigota. Paredzēt dabas reakciju uz izmirušo sugu atražošanu ir nepateicīgs uzdevums. Nav šaubu, ka ir vērts atteikties no mēģināšanas.
Jūlija Popova