Det er almindeligt kendt, at kloning har brudt båndene til sci-fi, og at laboratorier rundt om i verden eksperimenterer med kloningsteknikker. Men hvordan fungerer kloning nøjagtigt, og hvorfor har vi ikke hørt mere om det? Mere specifikt, hvorfor har ikke klonhære overskredet os endnu? Her er hvordan forskere kloner levende organismer, og hvorfor det stadig er en kompliceret proces.
Typer af moderne kloning
Caroline Davis2010 | Flickr Caroline Davis2010 | Flickr "Kloning" er ikke et meget videnskabeligt ord, så det er ikke overraskende, at der er flere forskellige teknikker, som du kan kalde kloning. Dette inkluderer den almindelige genkloning, hvor biologiske materialer reproduceres - og bruges til medicinske teknikker eller endda imødekomme efterspørgslen efter rødt kød - samt terapeutisk kloning, som involverer at bytte kerne-DNA mellem æg til en forkortet udviklingsproces.
Men for det virkelige, "det er hvad jeg mente" kloningsstil, er vi nødt til at tale om somatisk celle nuklear overførsel (SCNT). Dette er den type kloning, der tager DNA fra en voksen prøve og reproducerer den, så der oprettes et embryo med det samme DNA. Det er den slags videnskab, der inspirerede stormtroopere og dinosaurer i vores yndlingsfilm, og det er sandsynligvis præcis, hvad du tænkte på. Så lad os tale om, hvordan somatisk cellekernoverførsel fungerer.
Trin 1: Uddrag DNA fra en donor
For det første har forskere brug for sunde, holdbare celler fra en donor - altså den organisme, de sigter mod at klone. Der er forskellige slags celler i den gennemsnitlige seksuelle organisme, men somatiske celler er den "neutrale" celletype, der bare hænger ud og gør sit arbejde med de typiske to komplette sæt kromosomer.
Somatiske celler kan ikke findes blandt røde blodlegemer, men hvide blodlegemer er somatiske og en almindelig kilde til DNA-produkter. Hudceller og den traditionelle kind-vatpind fungerer også, men cellerne skal være sunde og ubeskadigede. Derfor er det normalt upraktisk at forsøge at klone gamle frosne eller fangne dyr: Deres celler er næsten altid stærkt beskadigede.
Trin 2: Forbered en ægcelle
Tara Brown Photography / University of Washington Tara Brown Photography / University of Washington Mens en del af det videnskabelige kloningsteam arbejder på at udvinde en rigelig forsyning med somatiske celler fra donoren, arbejder en anden del på at forberede en levedygtig ægcelle. Det behøver ikke nødvendigvis at være en ægcelle fra den samme art, men for større chancer for succes, jo tættere jo bedre.
Når forskere finder de rigtige uskadede ægceller, udtrækker de omhyggeligt cellekernen. Kernen er det, der indeholder det enkelte sæt kromosomer, der bidrager til reproduktion. Men for kloning vil de ikke have det DNA - de vil have en intakt, tom skal, der kan rumme et embryo. Så kernen og alt dens DNA fjernes, mens resten af ægget bevares fint.
Trin 3: Indsæt somatisk cellemateriale
Creative Commons Creative Commons Husk, fordi somatiske celler er komplette, voksne celler, der ikke bruges til reproduktion, har de det fulde dobbelte sæt kromosomer, der allerede er til stede og klar til handling. Forskere har dog brug for at få dette DNA ind i ægcellen og forberedt på at vokse til en ny organisme. Så de - igen meget forsigtigt - fjerner kernen og indsætter den i den ventende, tomme ægcelle.
Målet er at kombinere dem i en enkelt celle igen, hvilket ikke er let. Nuværende succesrige teknikker bruger en meget let, rettet strøm af elektricitet, så kernen og ægcellen binder sammen og forhåbentlig accepterer deres nye leveordning.
Trin 4: Overbevis ægget om, at det er befrugtet, og implanter det
Nu har vi et klonet æg, klar til at begynde at vokse! Men mens ægget har to sæt kromosomer, og i teorien alt, hvad det har brug for for at vokse til en kopi af donororganismen, er det faktisk ikke blevet befrugtet - og det kan ikke befrugtes uden at ødelægge kloningsprocessen.
Så forskere prøver at overbevise ægget om, at det er befrugtet og skal begynde at vokse. Dette er et andet område, hvor der er en masse eksperimenter med nye teknikker: Normalt udsættes ægget for kemiske cocktails designet til at udløse vækstprocessen, ofte samtidig med at der bliver zappet med mere elektricitet (nogle gange er videnskaben virkelig som filmene).
Når cellen begynder at dele sig, bevæger forskerne sig hurtigt over til næste trin og holder ægget under lignende forhold som den reelle reproduktive proces. Hvis ægget begynder at udvikle sig til et embryo, der ser sundt ud, implanterer de typisk det embryo i en levende kvindelig organisme for at gestere. Dette er bedre for ægget og meget billigere end at forsøge at dyrke et embryo eksternt i et laboratorium.
Trin 5: Gentag indtil levedygtighed
Nærbillede af de undersøgte embryoner Brivanlou lab / Nature Som du sikkert har bemærket, er der en vis usikkerhed og delikat arbejde involveret i alle de tidligere trin. Selv små mængder celleskader kan være katastrofale, og der er ingen garanti for, at et doktoræg vil udvikle sig korrekt hverken inden i eller uden for den bærende organisme. Med andre ord er levedygtighed et stort problem. Der er mange mislykkede forsøg og embryoner, der bare ikke udvikler sig korrekt (går ofte galt, når embryoet kun er en lille samling celler), så det tager enorme ressourcer, masser af tid og hundredvis af forsøg på at skabe en vellykket klon. Vellykkede levende fødsler er en sjældenhed.
Selv da er processen normalt ikke venlig over for de vellykkede kloner. De har tendens til at lide af forkortede levetider og andre problemer opsummeret af det, man kan kalde DNA-whiplash. Disse problemer er imidlertid blevet mindre, efterhånden som teknologien er avanceret.
Hvor kloning er i dag
Juan Gärtner / 123RF Juan Gärtner / 123RF Den første ægte kloning ved hjælp af SCNT fandt sted i 1996 efter 276 forsøg: Den berømte får Dolly. Dette blev hurtigt efterfulgt af klonede kalve i Japan, og derefter blev et antal andre dyr tilføjet til listen, herunder katte, hunde, kaniner, rotter, heste og endda en rhesusaber.
Bortset fra rygter er der ingen beviser for, at et menneske nogensinde er blevet klonet - primater er især vanskelige at klone, og mennesker er de sværeste af alle på grund af den komplekse måde, som vores celler deler sig på. Rapporter om menneskelige kloner er enten blevet afskåret eller droppet på grund af manglende beviser.
Fuld kloning som denne har hidtil også relativt ringe værdi for det videnskabelige samfund. Genkloning er langt mere fordelagtigt, når det kommer til sundhedspleje og fortjeneste, og meget lettere at gennemføre. Ægte kloning med SCNT er blevet noget af et sideshow som et resultat: I dag fokuserer mest interesse for processen på applikationer af stamceller fra vellykkede embryoner, men det forbliver også en dyr, kontroversiel proces for nu.
