„Obecnie pojawiają się pomysły klonowania np. ulubionego psa, albo zwierząt hodowlanych o wyjątkowo korzystnych cechach np. wysokomleczne krowy. Tak naprawdę na razie to wszystko pozostaje bardziej w świecie fantazji. Klonowanie może coś wnieść i może być cenną procedurą w przywracaniu gatunków zagrożonych wymarciem lub odtwarzaniu gatunków wymarłych” – powiedziała podczas XVII Festiwalu Nauki w Warszawie dr Anna Ajduk z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego.

Naukowcy, chcieliby sklonować np. mamuta, ale bardziej po to, aby bliżej poznać wymarły gatunek, a nie przywrócić go do życia w naturze. Jak wyjaśniła dr Anna Ajduk, klonowane zwierzęta są płodne, ale nawet gdyby udało się sklonować osobniki obu płci danego gatunku, to niezwykle problematyczne byłoby odbudowanie całej populacji. „Na razie nie musimy się martwić, co zrobimy z mamutami, które będą biegały po stepach Syberii. To nam nie grozi” - zapewniła.

Na czym polega proces klonowania? „Trzeba mieć dawcę materiału genetycznego, z którego uzyskuje się komórki somatyczne. Można wykorzystać np. komórki skóry, komórki pęcherzykowe, występujące w jajnikach” – wyjaśniała dr Ajduk. Z komórek somatycznych uzyskuje się jądro komórkowe, które przeszczepia się do pobranej z samicy i pozbawionej DNA, komórki jajowej.

Zrekonstruowaną w ten sposób komórkę jajową trzeba pobudzić do rozwoju zarodkowego, co często robi się poprzez impulsy elektryczne. „Tak uzyskany zarodek przeszczepiamy do macicy matki zastępczej. Następnie – przy odrobinie szczęścia – rodzi się sklonowany organizm. Genetycznie nie będzie taki jak matka zastępcza, ani jak dawczyni komórki jajowej, ale jak dawca materiału genetycznego” – wyjaśniła dr Ajduk.

Klonowanie wciąż ma bardzo niską efektywność. „Spośród wszystkich zarodków sporządzonych w klonowaniu, porodem kończy się tylko od 0,1 proc. do 5 proc. To bardzo niewiele” – zaznaczyła prelegentka.

Dlaczego skuteczność klonowania jest tak niska? Pierwszy kłopot, jaki mają naukowcy, to pozyskanie materiału genetycznego z komórek somatycznych. W przypadku klonowania zwierząt, często pobiera się komórki od osobników martwych lub z tkanek zamrożonych czy utrwalonych w inny sposób. „Wtedy te komórki somatyczne i sam materiał genetyczny są zazwyczaj w jakimś stopniu uszkodzone. Komórka jajowa, do której taki materiał genetyczny będzie przeszczepiony, musi go w jakiś sposób naprawić. Raz jej się to uda, a raz nie” – powiedziała dr Ajduk.

Kolejny problem wynika z tego, że podczas klonowania chcemy zmusić np. komórki skóry, aby zmusiły do ekspresji geny, potrzebne do rozwoju zarodkowego. „To zupełnie inny zestaw genów. Ta komórka nie jest na to przygotowana i trzeba ją wtedy przeprogramować” – wyjaśniła prelegentka.

Naukowcy, chcąc klonować gatunki ginące albo wymarłe jak mamuty czy wilki workowate, muszą zmierzyć się z jeszcze innym problemem: dostępności materiału genetycznego. Trzeba wtedy odpowiedzieć na pytanie czy możliwe jest wykorzystanie DNA z komórek martwych zwierząt. Obecnie włoscy naukowcy pracują nad klonowaniem ginącego gatunku muflona. Wykazali, że zwierzę można sklonować uzyskując komórki pęcherzykowe nawet 18 i 24 godziny po śmierci samicy. Czy będzie to jednak możliwe w przypadku mamutów, które wyginęły ponad 10 tys. lat temu?

Problematyczny jest też dostęp do komórek jajowych. Po pierwsze ssaki nie produkują ich dużo, a po drugie nie ulegają one podziałowi tak jak np. komórki skóry. Z tego powodu czasami naukowcy muszą korzystać z komórek jajowych gatunku spokrewnionego, np. przy klonowaniu muflona naukowcy wykorzystali komórki jajowe owcy, a klonując bawoła mogą posłużyć się np. komórką jajową krowy. „To obniża żywotność powstałych w ten sposób chimer. Teoretycznie taki klon jest bawołem, ale jeśli bierzemy pod uwagę DNA mitochondrialne, to jest krową” - zwróciła uwagę dr Ajduk.

W klonowaniu międzygatunkowym pojawia się jeszcze jeden problem: doboru matki zastępczej. Zarodka, który pod względem DNA jest bawołem, nie możemy przeszczepić do samicy bawołu, bo jest ich niewiele i trudno je złapać. Wtedy trzeba znaleźć matkę zastępczą, która byłaby gatunkiem najbliżej spokrewnionym z bawołem. „Czy jest fizjologicznie możliwe by organizm krowy zaakceptował zarodek, który nie jest krową. Może się to udać, ale nie zawsze się udaje. Czasem organizm krowy taki organizm odrzuci” – wyjaśniła dr Anna Ajduk. Matkę zastępczą można wtedy „oszukać” i za pomocą mikrochirurgii tak przygotować zarodek, by przypominał zarodek owcy czy krowy.

Z powodu tak wielu przeszkód, sklonowane osobniki często mają wyższą śmiertelność, niską odporność na infekcje, słabo rozwinięte płuca i inne organy.

Czy w takiej sytuacji możliwe jest sklonowanie mamuta? Niedawno naukowcy na Syberii odnaleźli mamuta z częściowo zachowaną tkanką miękką i niezamrożoną krwią. Uczeni wraz z odkryciem, odzyskali nadzieję, że z takiego ciała uda im się uzyskać komórki somatyczne w wystarczająco dobrym stanie, by można było je wykorzystać do klonowania. "W przypadku mamuta ilość uszkodzeń DNA nagromadzona przez ten czas może uniemożliwić klonowanie" - zaznaczyła dr Anna Ajduk. Do sklonowania mamuta potrzeba też komórek jajowych od spokrewnionego gatunku – słonia. "Problem jest taki, że słonie same są zagrożone wyginięciem i nie wiemy za dużo o fizjologii ich rozrodu. Nie wiemy np. jak izolować ich komórki jajowe" - wyjaśniła.

"Klonowanie jako narzędzie do ratowania zwierząt ginących czy wymarłych pozostaje na razie w sferze marzeń. Wierzę, że kiedyś nam w tym pomoże, ale jest to pieśń przyszłości. Nawet jeśli uda się sklonować wymarły gatunek, to będzie to raczej gatunek sprzed 10 lat, a nie 10 tysięcy. Istnieją już instytucje, które gromadzą w odpowiednich warunkach tkanki gatunków zagrożonych wymarciem. Robią to, by zostawić materiał, który w przyszłości może posłużyć do klonowania takich gatunków i przywrócenia ich naturze” - powiedziała dr Ajduk.

PAP – Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska

agt/