Zhong Zhong in Hua Hua — prva klonirana primata (kitajski makaki, SCNT)
Zhong Zhong (kitajsko: 中中 pinyin:Zhōng Zhōng, rojen 27. novembra 2017) in Hua Hua (kitajsko: 华华 pinyin:Huá Huá, rojen 5. decembra 2017) sta enaka makaka, ki sta nastala s somatskim prenosom jedra celic (SCNT), isto tehniko kloniranja, s katero je leta 1996 nastala ovca Dolly. Ob rojstvu sta pritegnila veliko pozornosti, ker gre za prvi uspešen primer kloniranja primatov s to metodo, kar je pomenilo preboj na področju reprodukcije in genske manipulacije pri opicah.
Zhong Zhong in Hua Hua sta prva klonirana primata, pridobljena s to tehniko. Ko so drugi znanstveniki pred tem poskušali klonirati opice, so uporabili darovane embrionalne matične celice, Zhong Zhong in Hua Hua pa sta nastala iz darovanih jeder fetalnih celic, kar je težje izvedljivo. Oba opičja mladiča sta se rodila na Inštitutu za nevroznanost Kitajske akademije znanosti v Šanghaju. Rezultati in opis postopka so bili objavljeni januarja 2018 v mednarodni znanstveni reviji, kar je potrdilo ponovljivost metode pri rhesus makakih.
Metoda: kaj je SCNT
Somatski prenos jedra celic (SCNT) je postopek, pri katerem se jedro somatske (torej ne-spolne) celice darovalca vstavlja v jajčno celico, iz katere je bilo pred tem odstranjeno lastno jedro. Po vnosu jedra se rekonstruirana celica stimulira, da začne deliti, dokler ne doseže stadija blastociste; nato se zarodek vsadi v nadomestno mati. Glavni koraki so:
- izbor in priprava donorjeve somatske celice (npr. fetalne fibroblaste),
- izbava jedra iz darovane jajčne celice (enukleacija),
- vnos donorjevega jedra v enukleirano jajčno celico,
- aktivacija rekonstruirane celice in gojenje do blastociste,
- implantacija v nadomestno mater in spremljanje nosečnosti.
Pri primatih je bilo treba optimizirati več korakov, zlasti za pravilno epigenetsko preprogramiranje donorjevega jedra in aktivacijo jajčne celice, zato je bila stopnja uspešnosti dolgo zelo nizka.
Genetska enakost in omejitve
Čeprav sta Zhong Zhong in Hua Hua genetsko zelo podobna donorju (imata enako jedrno DNK), kloniranje s SCNT ne zagotavlja popolne identične kopije, saj mitohondrijsko DNK izhaja iz jajčne celice darovalke. Poleg tega lahko epigenetske razlike in okoljski dejavniki vplivajo na razvoj in izražanje genov, zato kloni niso popolnoma enaki v vseh lastnostih.
Pomen za znanost in možne uporabe
Uspeh pri kloniranju makakov odpira možnosti za ustvarjanje genetsko enakomernih modelov, uporabnih v biomedicinskih raziskavah, na primer pri raziskavah nevrodegenerativnih bolezni, farmakologije in razvoja zdravil. Enaka genetska ozadja olajšajo primerjave med posameznimi poskusi in lahko zmanjšajo variabilnost, ki jo povzroča genetska heterogenost.
Etika, tveganja in regulacija
Kloniranje primatov sproža pomembna etična vprašanja, zlasti glede dobrobiti živali, možnosti prihranka trpljenja in tveganja, povezanega z visokim številom neuspelih poskusov, spontani pobački in prirojenimi napakami. Poleg tega je bil dosežek hitro predmet razprav o nevarnosti poskusov kloniranja ljudi in potrebe po jasnih zakonodajnih omejitvah. Zaradi teh razlogov številne države in strokovne organizacije pozivajo k strogi regulaciji in etičnemu nadzoru takšnih postopkov.
Rezultati in nadaljnji razvoj
Ekipa v Šanghaju je do dosežka prišla po številnih poskusih in optimizacijah postopkov. Po prvih poročilih sta bila Zhong Zhong in Hua Hua sprva videti zdrava in normalno razvijata, vendar dolgoročne posledice pri klonih zahtevajo daljše spremljanje. Dosežek je odprl pot za nadaljnje raziskave, hkrati pa spodbudil razpravo o mejah uporabe kloniranja v znanosti.
Opomba: Ta članek povzema bistvene informacije o prvih kloniranih primatih in razložene implikacije ter postopke; za podrobnejše tehnične in etične razprave so na voljo strokovni znanstveni prispevki in poročila etičnih komisij.
Ozadje
Znanstveniki so prvega kloniranega sesalca, ovco Dolly, ustvarili leta 1996 z uporabo somatskega prenosa jedra celic (SCNT). Od takrat so znanstveniki klonirali 23 različnih vrst sesalcev, vključno s kravami, mačkami, psi, konji in podganami. Primatov pa je bilo zelo težko klonirati. Reprogramiranje prenesenih jeder je zelo težavno. Opico po imenu Tetra (rojena oktobra 1999), samico makaka rezus, je ustvarila ekipa pod vodstvom Geralda Schattena iz Nacionalnega raziskovalnega centra za primate v Oregonu z uporabo drugačne tehnike, imenovane "cepitev zarodka", ki je način ustvarjanja umetnega dvojčka. Delitev zarodka ni tako zahtevna kot prenos jedra somatske celice in jo je mogoče izvesti le iz zarodka. Zato nekateri pravijo, da je Tetra prvi klonirani primat, drugi pa, da sta to Zhong Zhong in Hua Hua.
Januarja 2019 so znanstveniki na Kitajskem sporočili, da so z uporabo somatskega celičnega prenosa jeder ustvarili pet enakih kloniranih opic, ki so jih uredili z geni, tako kot pri Zhong Zhongu in Hua Hua. Uporabili so tudi tehniko za urejanje genov Crispr-Cas9, ki so jo po besedah He Jiankuija uporabili za ustvarjanje prvih gensko spremenjenih človeških dojenčkov Lulu in Nana. Ti opičji kloni so bili izdelani za preučevanje več medicinskih bolezni.
Proces
Zhong Zhong in Hua Hua so izdelali znanstveniki z Inštituta za nevroznanost Kitajske akademije znanosti v Šanghaju. Vodji ekipe sta bila Qiang Sun in Muming Poo. Jedra so vzeli iz vlaknastih celic fetalne opice makaka krabojedega (Macaca fascicularis). Plod je žival, ki je večja od zarodka, vendar se še ni rodila ali izvalila. Odstranili so jedra iz jajčnih celic (ova) in nato v te jajčne celice vstavili jedra iz fetalnih celic. Ekipa je z dvema encimoma spremenila epigenetski spomin darovanih jeder, tako da so delovala kot zarodna jedra. Nato so 21 teh jajčnih celic z darovanimi jedri vstavili v nadomestne matere opice. Nastalo je šest nosečnosti in na koncu sta bili dve živi živali. Ti opici so poimenovali Zhong Zhong in Hua Hua, po Zhonghua (kitajsko: 中华, kitajsko ime za Kitajsko). Čeprav se je tako rodilo še vedno malo opičjih mladičev, znanstveniki menijo, da bi se lahko metode v prihodnosti izboljšale. Ekipa s Škotske, ki je leta 1996 ustvarila ovco Dolly, je morala poskusiti 277-krat, a je proizvedla le enega ovčjega mladiča.
Starejše kot je darovano jedro, težje je narediti klon. Fetalne celice je težje klonirati kot embrionalne, odrasle celice pa težje kot fetalne. Ista skupina znanstvenikov je poskušala klonirati tudi makake z uporabo jeder odraslih opic, vendar jim ni uspelo. Implantirali so 42 mater opic in 22 jih je zanosilo, vendar sta se rodila le dva dojenčka makaka, ki sta kmalu po rojstvu umrla.
Druge zamisli
Muming Poo je dejal, da rojstvo Zhong Zhonga in Hua Hua dokazuje, da lahko ljudje ustvarijo človeške klone, vendar Poo tega ne namerava storiti. Poo pravi, da je to pomembno tudi zato, ker kaže, da bi lahko s prenosom jedra somatskih celic ustvarili opice, ki so genetsko popolnoma enake za poskuse. Zdravniki, ki preučujejo človeško srce, že uporabljajo makake, ki jedo rake, kot modelni organizem, ko preučujejo težave s krvnimi žilami okoli srca. Poo je v pogovoru v radijski informativni oddaji All Things Considered januarja 2018 dejal, da bi lahko opice, kot sta Zhong Zhong in Hua Hua, uporabili za boljše poznavanje nevroznanosti, Parkinsonove in Alzheimerjeve bolezni.
Akademiki, ki proučujejo, kaj je v znanosti prav in kaj narobe, kot je Insoo Hyun z univerze Case Western Reserve, so se vprašali, ali bi ljudje vseeno izdelovali človeške klone. Poo je za All Things Considered povedal: "Tehnično gledano lahko kloniramo ljudi ... Vendar tega ne bomo storili. Nikakršnega načrta nimamo, da bi karkoli delali na ljudeh."
Sorodne strani
Vprašanja in odgovori
V: Kdo sta Zhong Zhong in Hua Hua?
O: Zhong Zhong in Hua Hua sta enaka makaka, ki sta bila ustvarjena s somatskim prenosom jedra celic (SCNT), s čimer sta postala prva klonirana primata, ustvarjena na ta način.
V: Kdaj sta se rodila Zhong Zhong in Hua Hua?
O: Zhong Zhong se je rodil 27. novembra 2017, Hua Hua pa 5. decembra 2017.
V: Kaj je prenos jedra somatskih celic (SCNT)?
O: Prenos jedra somatskih celic (SCNT) je tehnika kloniranja, s katero sta nastala Zhong Zhong in Hua Hua. Gre za prenos jedra iz odrasle telesne celice, kot je kožna celica, v jajčno celico, ki ji je bilo odstranjeno lastno jedro.
V: Kakšen je pomen tega, da sta Zhong Zhong in Hua Hua prva klonirana primata, pridobljena s SCNT?
O: Zhong Zhong in Hua Hua sta prva klonirana primata, pridobljena s SCNT, pomembna zato, ker pomenita preboj pri kloniranju primatov, kar bi lahko privedlo do napredka v regenerativni medicini in preučevanju človeških bolezni.
V: V čem sta se Zhong Zhong in Hua Hua razlikovala od prejšnjih poskusov kloniranja opic?
O: Zhong Zhong in Hua Hua sta nastala drugače kot prejšnji poskusi kloniranja opic, ker sta nastala iz darovanih jeder fetalnih celic, kar je težje izvedljivo. Pri prejšnjih poskusih so bile uporabljene darovane embrionalne matične celice.
V: Kje sta se rodila Zhong Zhong in Hua Hua?
O: Zhong Zhong in Hua Hua sta se rodila na Inštitutu za nevroznanost Kitajske akademije znanosti v Šanghaju.
V: Kakšen pomen je imela ovca Dolly leta 1996?
O: Ovca Dolly je bila prvi sesalec, kloniran iz odrasle somatske celice, kar je bil velik znanstveni preboj, ki je odprl vrata za nadaljnje raziskave tehnologije kloniranja.
