Fotografiet av två apor som klamrar sig fast vid varandra korsade världen tidigt förra året. Inte bara för att de långstjärtade makakerna, Zhong Zhong och Hua Hua, var bedårande, utan för att de var banbrytande: De var de första primaterna som någonsin har klonats. Ingen forskare hade tidigare lyckats göra exakta repliker av djur så nära oss på livets träd.
För vissa var bilden lite för nära för komfort. Långt innan Dolly-fåret klonades för nästan 23 år sedan har science fiction-författare fantiserat om arméer av likartade som utplånar resten av mänskligheten, eller kloner som bara uppföds för att upprätthålla sina identiska förfäder. Idén med kloner är oroande eftersom den bryter mot den grundläggande moraliska förståelsen att vi alla är olika och lika värdefulla.
De som är involverade i vetenskapen kring kloning är överens. Framstående forskare som är involverade i kloning säger att de aldrig har haft för avsikt att replikera en person – och är lika försiktiga med idén som alla andra. Deras forskning tjänar andra syften, säger de. Under årtionden har undersökningar av kloning delats in i två områden: reproduktionskloning, främst för att förbättra boskapsuppfödning; och terapeutisk kloning inriktad på växande celler, inte hela människor, som kan användas för att behandla sjukdomar.
Idag arbetar bara en handfull laboratorier världen över med kloning, och andra framsteg gör kloning ännu mindre benägna att användas i framtiden, säger forskare. ”Människor älskar dessa spännande, världsförändrande innovationer, men det finns alltid … biologiska hinder som inte är så enkla att övervinna”, säger Dietrich Egli, biträdande professor i utvecklingscellbiologi vid Columbia University.
Tekniskt Möjligt
Vid kärnöverföring av somatisk cell – den tekniska termen för kloning – kopieras en cell genom att överföra sin kärna till en donerad äggcell vars egen kärna har tagits bort. En snabb elektrisk chock stimulerar ägget att börja dela sig , och eftersom dess kärna kommer från en vuxen cell – och därför har två DNA-strängar istället för den enda sträng som normalt finns i ett ägg – behöver den inte en sperma för att bli ett embryo. Efter att ha delat i några dagar, är massan består av embryonala stamceller som teoretiskt kan bli en organism som är genetiskt identisk med den den kom ifrån.
Så vad hindrar forskare m klonar människor? Främst sunt förnuft. ”Ingen har egentligen föreslagit någon god anledning att göra det”, säger Robin Lovell-Badge, utvecklingsbiolog och stamcellsforskare vid Francis Crick Institute i London. Det finns ett mycket enklare sätt att återskapa dig själv som inte involverar etisk frågor: få en bebis. Om du hoppas kunna kopiera ett älskat dött barn eller make, eller till och med ett för länge borta husdjur, kommer kloning inte att göra tricket. Inte. Arbeta, säger Lovell-Badge med eftertryck. ”I själva verket skulle det vara kontraproduktivt eftersom du skulle hamna i en person som uppenbarligen inte är samma person, och det skulle vara mer traumatiskt för alla inblandade.”
Utöver gener
Lovell-Badges poäng är att vi alla är mer än den genetiska instruktionsmanual som var inblandad i vår skapelse. Vi formas av vår miljö från befruktningsdagen: Vad våra mödrar åt under graviditeten och vilka virus de fångade kan ha en inverkan , för att inte tala om kvaliteten på föräldraskap eller händelser som vi upplevt under barndomen.
Identiska tvillingar avslöjar detta bäst. Tvillingar har ofta olika utseende, intressen och personligheter, särskilt när de åldras. Plus, science fiction flickar (tänk trots filmen The Island) från 2005, skulle kloning producera en bebis, inte en vuxen. Om du älskar din avlidne make tillräckligt för att replikera dem, skulle du antagligen vilja att han eller hon ska vara din ålder. Och Lovell-Badge varnar, klonings brister kan orsaka lidande: En stor uppfattning embryon gör det inte, nyfödda kloner dör ibland strax efter födseln och andra dör för tidigt. ”Det är bara en liten del som gör det till ett lyckligt, långt liv”, säger Lovell-Badge.
Men kloning har varit, och kan fortsätta att vara, användbart utan att producera söta barn. Kloningstekniken har ledde till nya behandlingar för sällsynta, förödande sjukdomar, säger Shoukhrat Mitalipov, chef för Oregon Health & Science University Center for Embryonic Cell and Genterapy. Han har tagit fram ett sätt att hålla kvinnor med mitokondrie sjukdomar från att förmedla den förödande sjukdomen till sina barn. Genom att överföra kärnan i ett av hennes ägg till den friska äggcellen hos en annan kvinna (vars kärna har tagits bort) kan han lämna de flesta eller alla de skadade mitokondrierna och förhindra sjukdom .Det är en teknik som resulterar i en så kallad ”tre-förälder baby.”
En liknande teknik användes på 1990-talet i USA och några gånger någon annanstans sedan för att behandla kvinnor med infertilitet. Ytterligare en ”tre -parent baby ”föddes i Mexiko 2016 med en liknande teknik som syftar till att undvika att överföra en sjukdom som bärs av mamman, men pojken ärvde en del av sin mammas skadade mitokondriella DNA, och familjen har avböjt uppföljningsforskning i hopp om han kommer inte att utveckla några hälsoproblem.
Ett liknande tillvägagångssätt med kloning kan till och med hjälpa en kvinna som inte har några egna ägg, säger Mitalipov. Forskare kan kanske klona en av hennes hud- eller blodceller och så småningom göra en äggliknande cell som har en enda DNA-sträng snarare än en dubbelsträng. Sedan kan en forskare följa samma procedur som med treföräldriga barn för att skapa ett barn som är genetiskt både hennes och faderns – det vill säga ett normalt barn, inte en klon. ”Det är förmodligen framtiden”, säger Mitalipov.
Clonings Competitors
Ett annat mål för kloning har alltid varit att skapa cellulära terapier, behandlingar som använder patientens egna klonade celler. Men läkemedelsföretag är mer intresserade av standardiserade terapier, säger Egli, och det finns nu ett mycket enklare sätt att skapa personliga mångsidiga celler utan att förstöra ägg eller embryon.
I mitten av 2000-talet utvecklade den japanska forskaren Shinya Yamanaka en metod för att artificiellt skapa dessa celler från en vuxen. Yamanaka säger att han var inspirerad av Dolly att inse att alla celler har samma genetiska material, och därmed teoretiskt kunde omprogrammeras till någon annan celltyp. Förverkligandet ledde honom att utveckla en metod för att skapa inducerade pluripotenta stamceller. (iPSCs) från mogna celler. iPSCs kan få växa till vilken typ av vävnad som helst i kroppen.
Harvard University stamcellsbiolog Kevin Eggan säger att han nu är övertygad om att Yamanakas iPSCs är jämförbara med de som är galna e från embryon eller från kloning med donerade ägg – utan de etiska utmaningarna. Dessa celler används nu i forskning runt om i världen för modellering av sjukdomar och screening av läkemedel, och de har just börjat hitta användning i terapier, först i makuladegeneration. De är så lätta att använda, säger Eggan, att även högskolestudenter som han undervisar vid Harvard kan göra dem.
Men trots iPSC: s användbarhet och deras likheter med klonade celler följer klonade embryon ett mer normalt utvecklingsprocess än de som genereras från iPSC, säger Lovell-Badge. Mitalipov tror att klonade celler har friskare mitokondrier. Och av någon anledning kan en klonad cell växa till en hel mus, medan ett iPSC-genererat embryo ofta stannar ut, säger Columbias Egli. Det är därför han tror att kloner fortfarande behövs som referenspunkt för forskning. Kloning ersätts ändå av användningen av IPSC: er, säger Lovell-Badge: ”Om iPS-cellvägen verkar vara säker, verkar den vara tillförlitlig, varför skulle folk gå det tekniskt mycket svårare sättet att göra det?”
Det andra verktyget som gör att kloning nästan slutar fungera är CRISPR-genredigering. ”Om du förstår embryologin tillräckligt bra för att klona, förstår du den tillräckligt bra för att redigera”, säger Eggan. (Liksom alla forskare som citeras i detta stycke blev Eggan förskräckt över den senaste användningen av genredigering på tvillingtjejer i Kina, ett drag som sannolikt kommer att leda till nya regler om redigering av humana ägg, spermier och embryon.) På grund av popularitet av dessa andra tekniker, det finns väldigt lite finansiering för forskning om kloning, säger Egli, och ännu mindre när det handlar om mänskliga celler.
Nischteknologi
I slutändan kan kloning förbli mest användbar i det område för vilket det var utvecklat: för att förbättra uppfödningen av boskap. Eggan säger att forskare inte visste tillräckligt om djurgenetik för 25 år sedan för att öka egenskaper som de ville ha och minimera sådana som de inte gjorde, så kloning av ideala prover verkade som vägen att gå. Kloning används fortfarande för detta ändamål, särskilt för högvärdiga djur, som tjurar.
Hos vissa djur, som grisar, är kloning fortfarande det mest effektiva sättet att lägga till önskvärda egenskaper, säger Angelika Schnieke, ordförande för djurteknik vid tekniska universitetet i München. Ett grisembryo är färgat, vilket gör det nästan omöjligt även med ett mikroskop att se inuti embryot för att lägga till gener, säger hon. Hittills har det inte funnits några iPSC- eller embryonala stamcellinjer för kaniner, grisar eller får, så kloning var det enda alternativet för att göra exakta förändringar av celler från dessa arter, säger Schnieke. Kloning kan användas för att vidarebefordra genetiska förändringar som görs i laboratoriet och kringgå normal reproduktion. Vissa forskare kombinerar också kloning och genomredigering för att till exempel göra grisar som är resistenta mot sjukdomar, säger hon.
I slutändan kommer kloning aldrig att vara mer än en nischteknologi, säger Sir Ian Wilmut, forskaren som ledde kloning av Dolly. Men han är mer än nöjd med att hans arbete inspirerade till en ny förståelse för mobil mångsidighet och alla fördelarna med det. ”iPS-celler är överlägset det största arvet från kloningsexperimentet”, säger Wilmut. Och hur är det med alla dessa skrämmande fantasier om att bli överskridna av kopior av oss själva? Eller ta reda på att vi bara lever för att tillgodose behoven hos någon med vår genetisk sammansättning? Eggan säger att vi nu kan skrapa dem från vår lista över rädslor för alltid. iPSC kan göra nästan allt som klonade celler kan göra, utan behov av repliker. ”Den dystopiska synen är i backspegeln nu”, säger han. / p>
Denna berättelse är en del av ”The Future of Fertility” en ny serie om Discover utforska reproduktionens gränser. Läs mer:
Kan människor få barn i rymden?
George Church vill göra genetisk matchning till verklighet
Redigering av mänsklig gen är kontroversiell. Shoukhrat Mitalipov är inte avskräckt