Det er allment kjent at kloning har brutt båndene til sci-fi, og at laboratorier over hele verden eksperimenterer med kloningsteknikker. Men hvordan fungerer kloning nøyaktig, og hvorfor har vi ikke hørt mer om det? Mer spesifikt, hvorfor har ikke klonehærer overskredet oss ennå? Slik kloner forskere levende organismer, og hvorfor det fortsatt er en komplisert prosess.
Typer av moderne kloning
Caroline Davis2010 | Flickr Caroline Davis2010 | Flickr "Kloning" er ikke et veldig vitenskapelig ord, så det er ingen overraskelse at det er flere forskjellige teknikker du kan kalle kloning. Det inkluderer vanlig genkloning, der biologiske materialer reproduseres - og brukes til medisinske teknikker eller til og med for å møte etterspørselen etter rødt kjøtt - samt terapeutisk kloning, som innebærer å bytte kjerne-DNA mellom egg for en forkortet utviklingsprosess.
Men for den virkelige kloningsstilen "det var det jeg mente", må vi snakke om somatisk cellekjerneoverføring (SCNT). Dette er typen kloning som tar DNA fra en voksen prøve og reproduserer den, slik at et embryo med samme DNA blir opprettet. Det er den slags vitenskap som inspirerte stormtroopere og dinosaurer i favorittfilmene våre, og det er sannsynligvis akkurat det du tenkte på. Så la oss snakke om hvordan somatisk cellekjerneoverføring fungerer.
Trinn 1: Trekk ut DNA fra en giver
For det første trenger forskere sunne, holdbare celler fra en donor - altså organismen de har som mål å klone. Det er forskjellige typer celler i den gjennomsnittlige seksuelle organismen, men somatiske celler er den "nøytrale" celletypen som bare henger ut og gjør jobben sin med de typiske to komplette settene av kromosomer.
Somatiske celler kan ikke finnes blant røde blodlegemer, men hvite blodlegemer er somatiske og en vanlig kilde for DNA-produkter. Hudceller og den tradisjonelle kinnpinnen fungerer også, men cellene må være sunne og uskadede. Derfor er det vanligvis upraktisk å prøve å klone gamle frosne eller fangede dyr: Cellene deres er nesten alltid sterkt skadet.
Trinn 2: Forbered en eggcelle
Tara Brown Photography / University of Washington Tara Brown Photography / University of Washington Mens en del av det vitenskapelige kloningsteamet jobber med å utvinne en rikelig tilførsel av somatiske celler fra giveren, jobber en annen del med å forberede en levedyktig eggcelle. Det trenger ikke nødvendigvis å være en eggcelle fra samme art, men for større sjanser for suksess, jo nærmere jo bedre.
Når forskere finner de riktige uskadede eggcellene, trekker de nøye ut cellens kjerne. Kjernen er det som inneholder det enkle settet med kromosomer som bidrar til reproduksjon. Men for kloning vil de ikke ha det DNA - de vil ha et intakt, tomt skall som kan huse et embryo. Så kjernen og alt dens DNA fjernes, mens resten av egget er forsiktig bevart.
Trinn 3: Sett inn somatisk cellemateriale
Creative Commons Husk at fordi somatiske celler er komplette, voksne celler som ikke brukes til reproduksjon, har de hele det dobbelte settet med kromosomer, allerede til stede og klare til handling. Imidlertid må forskere få dette DNAet inn i eggcellen og forberedt på å vokse til en ny organisme. Så de - igjen, veldig forsiktig - fjerner kjernen og setter den inn i den ventende, tomme eggcellen.
Målet er å kombinere dem i en enkelt celle igjen, noe som ikke er lett. Nåværende vellykkede teknikker bruker en veldig lett, rettet strøm av strøm slik at kjernen og eggcellen binder seg sammen, og forhåpentligvis godtar deres nye leveopplegg.
Trinn 4: Overbevis egget om at det er befruktet og implanter det
Nå har vi et klonet egg, klar til å begynne å vokse! Men mens egget har to sett med kromosomer, og i teorien alt det trenger for å vokse til en kopi av donororganismen, har det faktisk ikke blitt befruktet - og det kan ikke befruktes uten å ødelegge kloningsprosessen.
Så forskere prøver å overbevise egget om at det er befruktet og bør begynne å vokse. Dette er et annet område der det er mye eksperimentering med nye teknikker: Vanligvis blir egget utsatt for kjemiske cocktailer designet for å utløse vekstprosessen, ofte mens de blir zappet med mer strøm (noen ganger er vitenskapen virkelig som filmene).
Når cellen begynner å dele seg, beveger forskerne seg raskt til neste trinn, og holder egget under lignende forhold som den virkelige reproduksjonsprosessen. Hvis egget begynner å utvikle seg til et embryo som fremstår som sunt, implanterer de vanligvis det embryoet i en levende kvinnelig organisme for å gestere. Dette er bedre for egget og mye billigere enn å prøve å dyrke et embryo eksternt i et laboratorium.
Trinn 5: Gjenta til levedyktighet
Nærbilde av de undersøkte embryoene Brivanlou lab / Nature Som du sikkert la merke til, er det en viss usikkerhet og delikat arbeid involvert i alle de forrige trinnene. Selv små mengder celleskader kan være katastrofale, og det er ingen garanti for at et doktrert egg vil utvikle seg riktig hverken innenfor eller utenfor den bærende organismen. Levedyktighet er med andre ord et stort spørsmål. Det er mange mislykkede forsøk og embryoer som bare ikke utvikler seg riktig (ofte går galt når embryoet bare er en liten samling celler), så det tar enorme ressurser, god tid og hundrevis av forsøk på å skape en vellykket klone. Vellykkede levende fødsler er en sjeldenhet.
Selv da er prosessen vanligvis ikke snill mot de vellykkede klonene. De har en tendens til å lide av forkortede levetider og andre problemer oppsummert av det du kan kalle DNA-whiplash. Imidlertid har disse problemene blitt mindre etter hvert som teknologien har avansert.
Hvor kloning er i dag
Juan Gärtner / 123RF Juan Gärtner / 123RF Den første sanne kloningen ved bruk av SCNT skjedde i 1996 etter 276 forsøk: Den berømte sauen Dolly. Dette ble raskt fulgt av klonede kalver i Japan, og deretter ble en rekke andre dyr lagt til på listen, inkludert katter, hunder, kaniner, rotter, hester og til og med en rhesusape.
Bortsett fra rykter, er det ingen bevis for at et menneske noen gang har blitt klonet - primater er spesielt vanskelige å klone, og mennesker er de vanskeligste av alle på grunn av den komplekse måten cellene våre deler seg på. Rapporter om menneskelige kloner har enten blitt avkreftet eller falt bort på grunn av manglende bevis.
Full kloning som dette har også relativt liten verdi for det vitenskapelige samfunnet så langt. Genkloning er langt mer fordelaktig når det gjelder helsetjenester og fortjeneste, og mye lettere å oppnå. Ekte kloning med SCNT har blitt noe av en sideshow som et resultat: I dag fokuserer mest interesse for prosessen på applikasjoner av stamceller fra vellykkede embryoer, men det forblir også en dyr, kontroversiell prosess for nå.
