Jak sklonowano myszy?
Udana próba uzyskania zdrowego potomstwa w wyniku klonowania dorosłych myszy rozpoczyna kolejny etap badań nad klonowaniem ssaków
Jeszcze do niedawna wydawało się, że klonowanie ssaków na zawsze pozostanie nieosiągalnym marzeniem naukowców, autorów powieści z gatunku science fiction i redaktorów czasopism brukowych. Dla uczonych, którzy próbowali uzyskać genetyczne kopie dorosłych myszy, szczurów czy owiec, liczne niepowodzenia były szczególnie denerwujące, bo problemwydawał się pozornie dość prosty pod względem technicznym. Przecież jeśli prawie każda dorosła komórka zawiera pełną informację genetyczną całego organizmu, to wprowadzenie jądra komórkowego pobranego z dowolnej komórki somatycznej organizmu do komórki jajowej, z której usunięto jej własne jądro komórkowe, powinno doprowadzić do powstania prawidłowego zarodka. Taki zarodek po wszczepieniu do macicy matki zastępczej rozwinąłby się w nowy organizm, który byłby klonem dawcy materiału genetycznego. Niestety okazało się, że zarodki uzyskane w ten sposób nie rozwijają się prawidłowo i giną jeszcze podczas rozwoju embrionalnego.
Dlaczego jądra komórkowe dojrzałych komórek nie chciały sterować rozwojem zarodka? Prawdopodobnie dlatego, że w dorosłych komórkach somatycznych nie działają wszystkie geny, które funkcjonują w komórach zarodkowych. Wprawdzie dorosłe komórki dysponują takim samym zestawem genów, jaki znajduje się w komórkach embrionalnych, ale niektóre geny są wyłączane po zakończeniu rozwoju zarodka. Żeby klonowanie organizmu z dorosłej komórki mogło się udać, trzeba było znaleźć sposób na oszukanie dojrzałego jądra komórkowego i zmuszenie go do ponownego włączenia dawno nie używanych genów zarodkowych.
Po raz pierwszy udało się to Ianowi Wilmutowi, który w 1997 roku sklonował najsłynniejszą owcę świata - Dolly (patrz: Biologia komórki, Klonowanie). Wilmut wprowadził do wyżej opisanego, hipotetycznego procesu klonowania jedną małą modyfikację, która przesądziła o końcowym sukcesie: przed przeniesieniem jądra komórkowego dawcy do oocytu biorcy hodował komórki dawcy w laboratorium, pozbawiając je czynników wzrostowych i w ten sposób zmuszając je do wejścia w fazę G0 cyklu komórkowego. Okazało się, że jądra komórkowe pochodzące z komórek znajdujących się w fazie G0 są z bliżej nie określonych powodów bardziej podatne na przeprogramowanie i można je zmusić do kierowania prawidłowym rozwojem zarodka. Metoda wykorzystana przez Wilmuta nie jest oszałamiająco wydajna (udało mu się uzyskać tylko jedną żywą owcę na 277 prób) i jest bardzo pracochłonna, ale niezależnie od wszystkich wad jest pierwszą udaną próbą sklonowania ssaka w historii biologii.
W lipcu tego roku opublikowano wyniki badań genetycznych owcy Dolly, potwierdzając, że rzeczywiście jest ona klonem owcy, od której pobrano materiał genetyczny. W tym samym numerze Nature pojawiła się praca Wakayamy i wsp., opisująca udany proces klonowania dorosłych myszy.
Dlaczego doświadczenie Wakayamy jest szczególnie ważne dla dalszego rozwoju techniki klonowania? Przede wszystkim stanowi dowód, że można uzyskać genetyczne kopie różnych ssaków. Poza tym nie trzeba nikogo przekonywać, że myszy jest łatwiej hodować w laboratorium, niż owce - i ze względu na rozmiary, i ze względu na krótszy czas rozwoju osobniczego myszy (w momencie publikacji swojej pracy Wakayama dysponował nie tylko klonami myszy, ale również klonami tych klonów). Transgeniczne myszy są wykorzystywane w biologii i medycynie jako modele wielu chorób człowieka - jeśli metoda klonowania myszy okaże się skuteczna, uzyskanie genetycznie zmodyfikowanych zwierząt będzie w przyszłości dużo prostsze, niż obecnie (wystarczy sklonować jedną transgeniczną myszkę).
Sama metoda wykorzystana podczas klonowania myszy nie jest rewolucyjna, stanowi raczej modyfikację techniki stosowanej przez Wilmuta: komórki dawcy nie były hodowane in vitro, zamiast sztucznego wprowadzania komórek w fazę G0 Wakayama starał się wybrać te komórki, które przebywają w fazie G0 już w organizmie dawcy, czyli np. komórki nerwowe albo komórki otaczające komórki jajowe w jajniku. Pierwsza sklonowana myszka, Cumulina, zawiera materiał genetyczny pobrany z somatycznej komórki jajnika swojej genetycznej matki (imię Cumulina pochodzi od łacińskiej nazwy cumulus oophorus, która oznacza wzgórek jajonośny otaczający oocyt w jajniku).
Ciekawe, w jaki sposób błyskawiczny rozwój technik klonowania wpłynie na medycynę i biologię przyszłości. Na pewno trzeba będzie znaleźć odpowiedzi na wiele pytań z pogranicza nauki i etyki. Obecnie trudno sobie wyobrazić klonowanie człowieka jako jedną z metod leczenia bezpłodności, nie mówiąc o masowym wytwarzaniu zarodków w celu wyprodukowania zgodnych antygenowo tkanek przeznaczonych na przeszczepy, ale w historii nauki zdarzyło się już tyle zaskakujących zwrotów, że chyba nie można przewidzieć, co zdarzy się za kilkadziesiąt lat.