22. veebruaril 1997 sai maailm teada lammaste Dolly olemasolust - esimesest soojaverelisest loomast, kes klooniti tavalise somaatilise raku abil. Kuidas julge tehnoloogia välja töötati ja kas sellel on tulevikku?
Kiiresti arenevate tehnoloogiate ajastul muutub kloonimise küsimus - vanemorganismiga geneetiliselt identsete isendite paljunemine - tõeliselt teravaks ja vastuoluliseks. Kuid kloonimisest kui põhimõtteliselt uuest ja ebaloomulikust rääkimine on vale. Looduses on paljunemine geneetiliselt identsete isendite paljunemise kaudu väga levinud nähtus. Bakterid jagunevad lihtsalt kaheks, seened, vetikad ja mõned muud organismid paljunevad eostega ning mõned putukad ja isegi selgroogsed võivad areneda isaste sugurakkude osaluseta, ainult emaste abiga. Kõigil neil juhtudel on lapsorganism vanema kloon. Looduslikust kloonimisprotsessist ja inimestest mööda hiilimata: identsetel kaksikutel on täpselt samad geenikomplektid.
Teadlased otsustasid seda protsessi iseseisvalt reprodutseerida. Muidugi polnud tegemist klooniarmee loomisega, vaid teatud kasulike omadustega loomade ja taimede kasvatamisega. Põllumajandus, kergetööstus, meditsiin areneksid kiiremini, kui kloonimine käivitataks. Taimed ise paljundavad oma koopiaid täiuslikult, inimene saab protsessi vaid kontrollida, kuid loomade täpse paljunemise küsimus pikka aega jäi väga problemaatiliseks.
Elu andev rakk
Vastus sellele leiti eelmise sajandi keskpaigast lähemal. Teadlased otsustasid, et kloonimiseks peate võtma sigot (viljastatud munarakk) ühelt loomalt, eemaldama sellest geneetilise materjali ja sisestama teise looma somaatilise (mittepaljuneva) raku tuuma. Loomuliku sugulise paljunemise käigus saab tütarorganism isa sugurakust ühe ja munarakust ühe geenikomplekti. Selle loomise ajal olev kloon saab ka topeltgeenikomplekti, kuid ainult ühelt vanemalt. Tõsi, saadud organism ei ole täielik geneetiline koopia: igas genoomis on teatud arv juhuslikke mutatsioone, mis ei lange kokku isegi kloonides.
Kuid mutatsioonid pole peamine probleem, millega teadlased 20. sajandi keskel silmitsi seisid. Fakt on see, et keha ükskõik milline rakk, välja arvatud paljunemisrakk, on somaatiline ja igal keha rakul on oma eristumine. Teisisõnu töötavad igas rakus ainult need geenid, mida tal on vaja "ametikohustuste" täitmiseks, mis on iga organi jaoks erinevad. Teadlased kartsid, et sellise spetsiaalse geneetilise materjali sigotisse siirdamise teel loovad nad elujõulise klooni. Need kahtlused hajutas John Gurdon, pärast seda, kui ta suutis 1962. aastal kirjeldatud viisil konni kloonida.
Bioloog John Gurdon
Reklaamvideo:
Reuters
Tõsi, mõned teadlased pidasid katset mitte täiesti puhtaks, sest Gurdon kasutas kulleserakke. Kaheksa aastat hiljem, 1970. aastal, suutis ta sama katset korrata, kuid täiskasvanute rakkudega. Kloonid jäid ellu. Nii on teadlased kloonimise valdkonnas teinud määrava avastuse: spetsialiseerunud somaatilised rakud võivad uuele organismile elu anda.
Hiir ja kolm lammast
Nii avati imetajate kloonimiseks tee. Siin ei läinud aga kõik nii libedalt: aastaid ei suutnud erinevate riikide teadlased korrata Gurdoni katset keerukamate loomadega. Seejärel otsustasid nad oma ülesannet lihtsustada: nad paigutasid sigoodi mitte somaatilise raku tuuma, vaid embrüonaalse raku. Kahe riigi teadlased on siin edu saavutanud: Nõukogude geneetikud lõid hiire Maša ja inglased - lambad Megan ja Morag.
Miks te ei saaks somaatiliste rakkude abil klooni luua? Pärast esimesi ebaõnnestunud katseid otsustasid teadlased, et sellist katset imetajatega on lihtsalt võimatu teha, see arvamus valitses teadusmaailmas peaaegu 20. sajandi lõpuni. Ja siis ilmus Dolly Rosslyni ülikoolis (Suurbritannia) - esimene imetaja, kes saadi muna ja spetsiaalse somaatilise raku sulandumisel. Mida siis Jan Wilmuthi rühm kogemuses muutis, et Dolly sündida saaks?
Embrüoloog Ian Wilmut
Reuters
Teadlased muutsid tehnoloogiat üsna palju: sügootide asemel kasutasid nad viljastamata muna.
Kuid isegi need muudatused ei viinud rühma absoluutse eduni. Dolly ilmus ühest 277 munast; 28 tema kaksikust suutsid areneda embrüoteks ja ainult tema sündis. On ebatõenäoline, et sellist tehnoloogiat saab nimetada edukaks ja käivitada, kuid 1990. aastate lõpus teadlased seda ei mõelnud. Peamine mõte oli tõestada, et imetajaid saab kloonida somaatilise raku abil. Sellest vaatenurgast oli Dolly välimus tohutu edu.
ID number 6LL3
Lammas sündis 5. juulil 1996 nime (täpsemalt numbri) all 6LL3. Idee anda esimesele kloonimetajale nimi Dolly tuli pähe põllumeestele, kes hoolitsesid lamba asendusema eest (tema tegelik ema oli surnud kolm aastat varem; kasutatud geneetiline materjal külmutati ja säilitati hoolikalt parimate aegadeni).
Nende arvates oli naljakas, et 6LL3 tuli välja udarast võetud puurist, mistõttu nad andsid lammastele kantrilaulja Dolly Partoni nime, kes võlgneb talle osaliselt kuulsuse tänu suurele rinnakorvile.
Lambad elasid kuus aastat ja sünnitasid kuus tallet. Tõsi, kuuest aastast ei piisa lammastele, kes reeglina surevad 10–12-aastaselt, kuid ametliku versiooni kohaselt pole Dolly surmal kloonimise tagajärgedega mingit pistmist: kaks aastat kannatas lammas artriidi all ja elu lõpuks ka püüdis raske kopsuviirus. 14. veebruaril 2003 surmati üks kuulsamaid loomi.
Unistused Jurassic Parkist
Kuid Dolly ei saanud kohe kuulsaks: maailm sai tema olemasolust teada alles seitse kuud pärast tema sündi, 22. veebruaril 1997. Kogu selle aja olid teadlased saanud tuumaülekande tehnika patendi, nii et nad ei saanud ajakirjanduses oma uskumatust edust teada anda. Kuid Dolly kaksikud õed ilmusid siiski välja. 2016. aastal on neist 13 jõudnud juba soliidsesse seitsme kuni üheksa aasta vanusesse. Esialgu mitte eriti efektiivne tehnoloogia viimistleti, mis võimaldas teha katseid teiste koduloomadega.
Üks peamisi eesmärke, mida teadlased praegu taotlevad, on väljasurnud liikide "taaselustamine". Selle piirkonna pioneerid olid Hispaania teadlased: 2009. aastal kloonisid nad üheksa aastat varem maamunalt kadunud Pürenee kitsed. Teadlastel vedas: Aragoni põllumajanduse ja tehnoloogia uurimiskeskuses säilitati looma geneetiline materjal, mida kasutati kloonimisel. Lamba Dolly edu ei õnnestunud aga korrata: kloon suri kaasasündinud kopsudefekti tõttu 7 minutit pärast sündi.
Paljud teadlased usuvad, et väljasurnud liikide kloonimisest on veel vara rääkida. Esiteks, isegi kui väljasurnud looma DNA on võimalik jäänustest isoleerida, pole selge, mida munaga teha. Oxfordi rühm üritab seda probleemi lahendada seotud munarakkudega. Teadlased tegelevad Dodo linnu ülestõusmisega, mis kadus 17. sajandi lõpus. Nad said teada, et selle suure lennuvõimetu linnu lähim sugulane on tuvi ja täpsemalt Victoria kroontuvi ehk saeharjas tuvi. Oxfordi teooria järjepidevus on veel ootamatu.
Teiseks on ebaselge, kuidas surnud organismid reageerivad muutunud keskkonnatingimustele. Skeptikud usuvad, et kloonide organismid ei suuda isegi atmosfääri tänapäevase koostisega kohaneda ja surevad.
Kuid sellised mured ei tohiks teadlasi peatada. Teadusringkonnad ei saa kindlalt öelda, kuidas spetsialiseerunud somaatilistest rakkudest saavad elujõulised rakud või miks tuleks kloonimisel kasutada pigem muna kui sügoot. Looduse reaktsiooni ennetamine väljasurnud liikide paljunemisele on tänamatu ülesanne. Kahtlemata tasub proovimisest loobuda.
Julia Popova
