Na początku zeszłego roku świat krzyżował się na fotografii dwóch przytulonych do siebie małych małpek. Nie tylko dlatego, że makaki o długich ogonach, Zhong Zhong i Hua Hua, były urocze, ale dlatego, że były przełomowe: były pierwszymi naczelnymi, jakie kiedykolwiek sklonowano. Żaden naukowiec nie zdołał wcześniej stworzyć dokładnych replik zwierząt tak blisko nas na drzewie życia.
Dla niektórych obraz był trochę za blisko, by się pocieszyć. Na długo przed sklonowaniem owcy Dolly prawie 23 lata temu pisarze science fiction fantazjowali o armiach sobowtórów niszczących resztę ludzkości lub klonach hodowanych wyłącznie po to, by utrzymać ich identycznych przodków. Idea klonów jest niepokojąca, ponieważ narusza fundamentalne moralne zrozumienie, że wszyscy jesteśmy różni i równie wartościowi.
Osoby zaangażowane w naukę związaną z klonowaniem zgadzają się z tym. Wybitni naukowcy zajmujący się klonowaniem twierdzą, że nigdy nie mieli zamiaru replikować osoby – i są tak samo nieufni wobec tego pomysłu, jak wszyscy inni. Mówią, że ich badania służą innym celom. Przez dziesięciolecia badania nad klonowaniem były podzielone na dwa obszary: klonowanie reprodukcyjne, głównie w celu usprawnienia hodowli zwierząt; i klonowanie terapeutyczne mające na celu hodowanie komórek, a nie całych ludzi, które można by wykorzystać do leczenia chorób.
Obecnie tylko kilka laboratoriów na całym świecie zajmuje się klonowaniem, a inne postępy sprawiają, że klonowanie jest jeszcze mniej prawdopodobne w przyszłości, mówią naukowcy. „Ludzie uwielbiają te ekscytujące, zmieniające świat innowacje, ale zawsze istnieją… biologiczne przeszkody, które nie są tak łatwe do pokonania” – mówi Dietrich Egli, adiunkt na wydziale biologii komórek rozwojowych na Uniwersytecie Columbia.
Technicznie Wykonalne
W transferze jądra komórki somatycznej – technicznym określeniu klonowania – komórka jest kopiowana poprzez przeniesienie jej jądra do oddanej komórki jajowej, której jądro zostało usunięte. Szybki wstrząs elektryczny stymuluje komórkę jajową do rozpoczęcia podziału a ponieważ jego jądro pochodzi z dorosłej komórki – i dlatego ma dwie nici DNA zamiast pojedynczej nici normalnie występującej w jajku – nie potrzebuje plemnika, aby stać się zarodkiem. Po podzieleniu przez kilka dni masa składa się z embrionalnych komórek macierzystych, które teoretycznie mogą stać się organizmem genetycznie identycznym z tym, z którego pochodzi.
Co więc powstrzymuje badaczy? klonować ludzi? Głównie zdrowy rozsądek. „Nikt tak naprawdę nie zasugerował żadnego dobrego powodu, aby to zrobić” – mówi Robin Lovell-Badge, biolog rozwojowy i naukowiec zajmujący się komórkami macierzystymi z Francis Crick Institute w Londynie. Jest o wiele łatwiejszy sposób na odtworzenie siebie, który nie wymaga etycznego problemy: mieć dziecko. Jeśli chcesz powielić ukochane martwe dziecko lub współmałżonka, a nawet zwierzaka, którego już dawno nie ma, klonowanie nie wystarczy. Nie. Pracuj ”- mówi z naciskiem Lovell-Badge. „W rzeczywistości przyniosłoby to skutki odwrotne do zamierzonych, ponieważ skończyłoby się na osobie, która wyraźnie nie jest tą samą osobą i byłoby to bardziej traumatyczne dla wszystkich zaangażowanych”.
Poza genami
Chodzi o to, że Lovell-Badge jest czymś więcej niż tylko instrukcją genetyczną, która była zaangażowana w nasze stworzenie.Od poczęcia kształtuje nas nasze środowisko: to, co jadły nasze matki w czasie ciąży i jakie wirusy złapały, może mieć wpływ , nie wspominając już o jakości rodzicielstwa lub wydarzeniach, których doświadczyliśmy w dzieciństwie.
Identyczne bliźniaki to najlepiej pokazują. Bliźniaki często mają inny wygląd, zainteresowania i osobowości, zwłaszcza gdy się starzeją. Ponadto filmy science fiction (pomyśl film The Island z 2005 roku), klonowanie dałoby dziecko, a nie dorosłego. Jeśli kochasz swojego zmarłego współmałżonka na tyle, by je odtworzyć, prawdopodobnie chciałbyś, żeby był w twoim wieku. I, jak ostrzega Lovell-Badge, niedoskonałości klonowania może powodować cierpienie: duża percepcja zarodki tego nie robią, nowonarodzone klony czasami umierają zaraz po urodzeniu, a inne umierają przedwcześnie. „To tylko niewielka część, która pozwala osiągnąć szczęśliwe, długie życie” – mówi Lovell-Badge.
Jednak klonowanie było i może nadal być przydatne bez tworzenia uroczych dzieci. Technologia klonowania doprowadził do nowych metod leczenia rzadkich, wyniszczających chorób, mówi Shoukhrat Mitalipov, dyrektor Oregon Health & Science University Center for Embryonic Cell and Gene Therapy. Opracował sposób, aby utrzymać kobiety z mitochondriami choroby przed przeniesieniem wyniszczającej choroby na swoje dzieci. Przenosząc jądro jednego z jej jaj do zdrowej komórki jajowej innej kobiety (której jądro zostało usunięte), może on pozostawić większość lub wszystkie uszkodzone mitochondria, zapobiegając chorobom .Jest to technika, która prowadzi do tak zwanego „dziecka trojga rodziców”.
Podobną technikę stosowano w latach 90. w Stanach Zjednoczonych i od tamtej pory kilka razy w innych miejscach w leczeniu bezpłodności kobiet. – rodzicielskie dziecko ”urodziło się w Meksyku w 2016 r. z podobną techniką mającą na celu uniknięcie przeniesienia choroby przenoszonej przez matkę, ale chłopiec odziedziczył część uszkodzonego mitochondrialnego DNA matki, a rodzina odrzuciła dalsze badania, mając nadzieję nie będzie miał żadnych problemów zdrowotnych.
Podobne podejście, wykorzystujące klonowanie, mogłoby pomóc nawet kobiecie, która nie ma własnych jaj, mówi Mitalipov. Naukowcom może udać się sklonować jedną z jej komórek skóry lub krwi i ostatecznie stworzyć komórkę przypominającą jałowiec, która ma pojedynczą nić DNA zamiast podwójnej. Następnie naukowiec mógłby zastosować tę samą procedurę, co w przypadku trójki rodziców, aby stworzyć dziecko, które jest genetycznie zarówno jej, jak i ojca – to znaczy normalne dziecko, a nie klon. „To prawdopodobnie przyszłość” – mówi Mitalipov.
Konkurenci klonowania
Kolejnym celem klonowania zawsze było tworzenie terapii komórkowych, wykorzystujących własne sklonowane komórki pacjenta. Ale firmy farmaceutyczne są bardziej zainteresowani standardowymi terapiami, mówi Egli, a teraz istnieje znacznie łatwiejszy sposób tworzenia spersonalizowanych komórek wielofunkcyjnych bez niszczenia jaj lub zarodków.
W połowie 2000 roku japoński naukowiec Shinya Yamanaka opracował metodę sztucznego tworzenia te komórki od osoby dorosłej. Yamanaka mówi, że Dolly zainspirowała go do uświadomienia sobie, że wszystkie komórki mają ten sam materiał genetyczny, a zatem teoretycznie można je przeprogramować na dowolny inny typ komórek. Uświadomienie sobie tego doprowadziło go do opracowania metody tworzenia indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSCs) z dojrzałych komórek. iPSC można zmusić do wzrostu do dowolnego rodzaju tkanki w organizmie.
Biolog komórek macierzystych z Uniwersytetu Harvarda, Kevin Eggan, mówi, że jest teraz przekonany, że iPSC Yamanaki są porównywalne z tymi szalonymi e z embrionów lub z klonowania przy użyciu jaj oddanych – bez wyzwań etycznych. Komórki te są obecnie wykorzystywane w badaniach na całym świecie do modelowania chorób i badań przesiewowych leków i dopiero zaczynają znajdować zastosowanie w terapiach, najpierw w zwyrodnieniu plamki żółtej. Są tak łatwe w użyciu, mówi Eggan, że nawet studenci drugiego roku, których uczy na Harvardzie, mogą je stworzyć.
Jednak pomimo przydatności iPSC i ich podobieństwa do klonowanych komórek, sklonowane zarodki zachowują się bardziej normalnie. proces rozwoju niż te wygenerowane z iPSC, mówi Lovell-Badge. Mitalipov uważa, że sklonowane komórki mają zdrowsze mitochondria. Z jakiegoś powodu sklonowana komórka może wyrosnąć na całą mysz, podczas gdy zarodek generowany przez iPSC często zatrzymuje się, mówi Egli z Columbia. Dlatego uważa, że klony są nadal potrzebne jako punkt odniesienia w badaniach. Mimo to klonowanie jest zastępowane przez użycie IPSC, mówi Lovell-Badge: „Jeśli trasa komórek iPS wydaje się bezpieczna, wydaje się niezawodna, to dlaczego ludzie mieliby to robić technicznie znacznie trudniej?”
Innym narzędziem, które sprawia, że klonowanie prawie kończy się niepowodzeniem, jest edycja genów CRISPR. „Jeśli rozumiesz embriologię wystarczająco dobrze, aby klonować, rozumiesz ją na tyle dobrze, aby ją edytować” – mówi Eggan. (Podobnie jak wszyscy naukowcy cytowani w tym artykule, Eggan był przerażony niedawnym zastosowaniem edycji genów u bliźniaczek w Chinach, co prawdopodobnie doprowadzi do wprowadzenia nowych przepisów dotyczących edycji ludzkich komórek jajowych, nasienia i embrionów). popularność tych innych technologii, jest bardzo mało funduszy na badania nad klonowaniem, mówi Egli, a jeszcze mniej, jeśli dotyczy to komórek ludzkich.
Technologia niszowa
Ostatecznie klonowanie może pozostać najbardziej przydatne na obszarze, dla którego było opracowany: w celu poprawy hodowli zwierząt. Eggan twierdzi, że naukowcy 25 lat temu nie mieli wystarczającej wiedzy na temat genetyki zwierząt, aby wzmocnić cechy, których chcieli i zminimalizować te, których nie mieli, więc klonowanie idealnych okazów wydawało się najlepszym rozwiązaniem. Klonowanie jest nadal stosowane do tego celu, zwłaszcza w przypadku zwierząt o wysokiej wartości, takich jak byki.
W przypadku niektórych zwierząt, takich jak świnie, klonowanie pozostaje najskuteczniejszym sposobem dodawania pożądanych cech – mówi Angelika Schnieke, przewodnicząca biotechnologia zwierząt gospodarskich na Uniwersytecie Technicznym w Monachium. Zarodek świni jest zabarwiony, co sprawia, że nawet pod mikroskopem nie można zobaczyć wnętrza zarodka w celu dodania genów, mówi. Do tej pory nie było iPSC ani linii embrionalnych komórek macierzystych dla królików, świń i owiec, więc klonowanie było jedyną opcją umożliwiającą precyzyjne zmiany w komórkach tych gatunków, mówi Schnieke. Klonowanie może służyć do przekazywania zmian genetycznych dokonanych w laboratorium, z pominięciem normalnej reprodukcji. Niektórzy badacze łączą również klonowanie i edycję genomu, aby na przykład stworzyć świnie odporne na choroby – mówi.
Ostatecznie klonowanie nigdy nie będzie czymś więcej niż technologią niszową, mówi Sir Ian Wilmut, naukowiec, który kierował klonowaniem Dolly. Jest jednak bardziej niż zadowolony, że jego praca zainspirowała nowe zrozumienie wszechstronności komórkowej i wszystkich korzyści, jakie z niej wynikają. „Komórki iPS są zdecydowanie największym dziedzictwem po eksperymencie z klonowaniem” – mówi Wilmut. A co z tymi wszystkimi przerażającymi fantazjami bycia opanowanymi przez kopie nas samych? Albo dowiadywania się, że żyjemy tylko po to, by służyć potrzebom kogoś z naszym Genetyczny makijaż? Eggan mówi, że możemy teraz wykreślić je z listy obaw na zawsze. iPSC mogą zrobić prawie wszystko, co mogą zrobić sklonowane komórki, bez konieczności posiadania replik. „Ta dystopijna wizja jest teraz w lusterku wstecznym” – mówi.
Ta historia jest częścią „Przyszłości płodności”, nowej serii o odkrywaniu odkrywania granice reprodukcji. Czytaj więcej:
Czy ludzie mogą mieć dzieci w kosmosie?
George Church chce, aby kojarzenie genetyczne stało się rzeczywistością
Edycja genów ludzkich jest kontrowersyjna. Shoukhrat Mitalipov Isn „t Powstrzymany