Klonētie makaki Zhong Zhong un Hua Hua — pirmie primāti ar SCNT
Zhong Zhong un Hua Hua — pirmie primāti, radīti ar somatisko šūnu kodola pārnesi (SCNT) Ķīnā. Uzzini par klonēšanas sasniegumu, ētiku un zinātnes nākotni.
Zhong Zhong (ķīniešu: 中中 pinyin:Zhōng Zhōng, dzimis 2017. gada 27. novembrī) un Hua Hua (ķīniešu: 华华 pinyin:Huá Huá, dzimis 2017. gada 5. decembrī) ir identiski makaki, kas tika radīti, izmantojot somatisko šūnu kodola pārnesi (SCNT) - to pašu klonēšanas metodi, ar kuru 1996. gadā radīja aitu Dolly.
Zhong Zhong un Hua Hua ir pirmie ar šo metodi klonētie primāti. Kad citi zinātnieki pirms tam mēģināja klonēt pērtiķus, viņi izmantoja ziedotas embrionālās cilmes šūnas, bet Zhong Zhong un Hua Hua tika iegūti no ziedotiem augļa šūnu kodoliem, kas ir grūtāk izdarāms. Abi pērtiķu mazuļi piedzima Ķīnas Zinātņu akadēmijas Neiroloģijas institūtā Šanhajā.
Kā darbojas somatisko šūnu kodola pārneses (SCNT) metode
SCNT vienkāršoti nozīmē, ka no pieaugušas vai augļa somatiskas (neraisošas) šūnas izņem kodolu un to ievieto olšūnā, kuras paša kodols iepriekš ir izņemts. Pēc tam olšūnu mēģina "pārlādēt", lai tā atsāktu attīstību kā embrijs. Ja embrijs attīstās un tiek iedēts surogātmātē, var piedzimt ģenētiski identisks organisma kopijas (klons) — protams, apkārtējās vides un epigenētiskie faktori var radīt atšķirības starp donoru un klonu.
Svarīgums un pielietojumi
- Šis sasniegums apliecina, ka SCNT ir iespējams arī primātiem — dzīvniekiem, kas tuvāki cilvēkiem bioloģiski un neiroloģiski nekā tradicionālie modeļi (piem., žurkas vai aitām).
- Praktiskie pielietojumi iekļauj ģenētiski vienveidīgu primātu līniju radīšanu, kas var būt noderīgas cilvēku slimību modeļu izstrādē, zāļu testēšanā un neirozinātnes pētījumos.
- Tomēr izmantošana medicīniski nozīmīgiem mērķiem prasa laiku — klonēto primātu veselības uzraudzība un metožu uzlabošana turpinās.
Zinātniskie izaicinājumi un faktiskā prakse
SCNT primātiem tehniski ir sarežģītāka procedūra nekā dažām citām sugām. Lai panāktu veiksmīgu attīstību, ir jārisina epigenētiskās "pārrakstīšanas" jautājumi — kodola ģenētiskā informācija no somatiskajām šūnām jāpielāgo tā, lai tā darbotos embrija režīmā. Praktiski tas nozīmē, ka daudzi embriji neattīstās, notiek spontāni aborti vai dzīvnieki piedzimst ar veselības problēmām; tāpēc panākumu īpatsvars ir zems un prasa daudz resursu.
Eētiskie un regulatīvie jautājumi
Šādas klonēšanas procedūras izsauc plašas ētiskas debates. Galvenie satraukuma punkti ir:
- dzīvnieku labturība un iespējamie veselības riski klonētajiem dzīvniekiem;
- iespējamā tehnoloģijas izmantošana cilvēku klonēšanai — daudzi zinātnieki un sabiedrība aicina uz stingrāku regulāciju vai moratoriju attiecībā uz cilvēku klonēšanu;
- pētījumu caurspīdīgums un sabiedrības informēšana, lai nerastos neparedzētas sociālas vai ētiskas sekas.
Publicēšana un pēctecība
Par Zhong Zhong un Hua Hua izveidi ziņoja Ķīnas komanda, kuru vadīja Mu-ming Poo, un rezultāti tika publicēti starptautiski recenzētā žurnālā. Sasniegums ir lielā nozīmē ne tikai tehnikas demonstrēšanā, bet arī kā starts plašākām diskusijām par to, kā un kādā mērā šāda veida pētījumus drīkst turpināt.
Kas jāatceras
Svarīgi: klonēšana nenozīmē pilnīgu identitāti — vide, audzināšana un epigenētiskie procesi ietekmē Ģenētiskās kopijas izskatu un uzvedību. Lai gan Zhong Zhong un Hua Hua bija pirmie primāti, kas veiksmīgi radīti ar SCNT, procedūras sarežģītība, zema efektivitāte un ētiskie jautājumi nozīmē, ka šo tehnoloģiju jāizmanto uzmanīgi un ar skaidru regulējošu ietvaru.
Fons
Pirmo klonēto zīdītāju - aitu Dolly - zinātnieki izveidoja 1996. gadā, izmantojot somatisko šūnu kodola pārnesi (SCNT). Kopš tā laika zinātnieki ir klonējuši 23 dažādus zīdītājus, tostarp govis, kaķus, suņus, zirgus un žurkas. Taču primātus klonēt ir bijis ļoti grūti. Pārprogrammēt pārnestos kodolus ir ļoti grūti. Mērkaķi vārdā Tetra (dzimis 1999. gada oktobrī), rēzus makaka mātīti, izveidoja Džeralda Šatena (Gerald Schatten) vadītā komanda no Oregonas Nacionālā primātu pētniecības centra, izmantojot citu tehniku, ko sauc par "embriju sadalīšanu", kas ir veids, kā izveidot mākslīgu dvīnīti. Embriju sadalīšana nav tik sarežģīta kā somatisko šūnu kodola pārstādīšana, un to var veikt tikai no embrija. Tāpēc daži cilvēki saka, ka Tetra ir pirmais klonētais primāts, bet citi - ka Zhong Zhong un Hua Hua.
2019. gada janvārī Ķīnas zinātnieki paziņoja, ka, izmantojot somatisko šūnu kodola pārnesi, ir izveidojuši piecus identiskus klonētus ģenētiski rediģētus pērtiķus, tāpat kā Zhong Zhong un Hua Hua. Viņi izmantoja arī gēnu rediģēšanas metodi Crispr-Cas9, ko He Jiankui (He Jiankui) teica, ka tā tika izmantota, lai radītu pirmos ģenētiski modificētos cilvēku bērnus Lulu un Nana. Šie pērtiķu kloni tika radīti, lai pētītu vairākas medicīniskas slimības.
Process
Zhong Zhong un Hua Hua veica Ķīnas Zinātņu akadēmijas Neiroloģijas institūta Šanhajā zinātnieki. Komandas vadītāji bija Qiang Sun un Muming Poo. Viņi paņēma kodolus no augļa šūnām no krabjēdāju makaku (Macaca fascicularis) augļa. Auglis ir dzīvnieks, kas ir izaudzis lielāks par embriju, bet vēl nav piedzimis vai izšķīlies. Viņi noņēma kodolus no olšūnām (olšūnām) un pēc tam šajās olšūnās ielika augļa šūnās iegūtos kodolus. Komanda izmantoja divus fermentus, lai mainītu ziedoto kodolu epigenētisko atmiņu, lai tie darbotos kā embriju kodoli. Pēc tam 21 no šīm olšūnām ar ziedotajiem kodoliem ievietoja surogātmātītēm pērtiķēm. Tika iegūtas sešas grūtniecības, un beigu beigās tika iegūti divi dzīvi dzīvnieki. Šiem pērtiķiem tika doti vārdi Zhong Zhong un Hua Hua pēc Zhonghua (ķīniešu: 中华, Ķīnas nosaukums Ķīnā). Lai gan tas joprojām nebija daudz mazuļu pērtiķu, zinātnieki uzskata, ka metodes nākotnē varētu kļūt labākas. Skotijā bāzētajai komandai, kas 1996. gadā radīja aitiņu Dolly, vajadzēja izmēģināt 277 reizes, un viņiem izdevās iegūt tikai vienu aitas mazuli.
Jo vecāks ir ziedotais kodols, jo grūtāk ir izveidot klonu. Augļa šūnas ir grūtāk klonēt nekā embrionālās šūnas, un pieaugušo šūnas ir grūtāk klonēt nekā augļa šūnas. Tā pati zinātnieku grupa mēģināja klonēt arī makakus, izmantojot pieaugušo pērtiķu kodolus, taču tas neizdevās. Viņi implantēja 42 pērtiķu mātes, un 22 no tām kļuva grūsnas, bet piedzima tikai divi mazuļi makaki, un tie nomira drīz pēc dzimšanas.
Citas idejas
Mumins Pū teica, ka Čun Čun un Hua Hua dzimšana liecina, ka cilvēki var radīt cilvēku klonus, taču Pū neplāno to darīt. Poo arī saka, ka tas ir svarīgi, jo parāda, ka somatisko šūnu kodola pārstādīšanu var izmantot, lai eksperimentos izveidotu ģenētiski pilnīgi vienādus pērtiķus. Ārsti, kas pēta cilvēka sirdi, jau izmanto krabjēdāju makaku kā modeļorganismu, pētot asinsvadu problēmas ap sirdi. Pū sacīja, ka tādus pērtiķus kā Zhong Zhong un Hua Hua varētu izmantot, lai uzzinātu vairāk par neirozinātni, Parkinsona slimību un Alcheimera slimību, kad viņš 2018. gada janvārī runāja radio ziņu raidījumā All Things Considered.
Akadēmiķi, kas pēta, kas zinātnē ir pareizi un nepareizi, piemēram, Insoo Hjuns no Case Western Reserve Universitātes, jautāja, vai cilvēki tik un tā radītu cilvēku klonus. Pū teica All Things Considered: "Tehniski runājot, var klonēt cilvēkus... Bet mēs to nedarīsim. Nav nekādu plānu, kā kaut ko darīt ar cilvēkiem."
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir Zhong Zhong un Hua Hua?
A: Zhong Zhong un Hua Hua ir identiski makaki, kurus radīja, izmantojot somatisko šūnu kodola pārnesi (SCNT), tādējādi kļūstot par pirmajiem šādi klonētajiem primātiem.
J: Kad piedzima Zhong Zhong un Hua Hua?
A: Zhong Zhong piedzima 2017. gada 27. novembrī, bet Hua Hua piedzima 2017. gada 5. decembrī.
J: Kas ir somatisko šūnu kodola pārnese (SCNT)?
A: Somatisko šūnu kodola pārnese (SCNT) ir klonēšanas metode, kas izmantota, lai radītu Zhong Zhong un Hua Hua. Tā ietver pieaugušas ķermeņa šūnas, piemēram, ādas šūnas, kodola pārnesi olšūnā, no kuras atdalīts kodols.
Kāda nozīme ir tam, ka Zhong Zhong un Hua Hua ir pirmie klonētie primāti, kas iegūti, izmantojot SCNT?
A: Zhong Zhong un Hua Hua ir pirmie klonētie primāti, kas iegūti, izmantojot SCNT, jo tas ir izrāviens primātu klonēšanā, kas varētu sekmēt progresu reģeneratīvajā medicīnā un cilvēku slimību izpētē.
J: Kā Zhong Zhong un Hua Hua tika radīti atšķirībā no iepriekšējiem pērtiķu klonēšanas mēģinājumiem?
A: Zhong Zhong un Hua Hua tika radīti atšķirīgi no iepriekšējiem pērtiķu klonēšanas mēģinājumiem, jo tie tika iegūti no ziedotiem augļa šūnu kodoliem, kas ir grūtāk izdarāms. Iepriekšējos mēģinājumos tika izmantotas ziedotas embriju cilmes šūnas.
J: Kur piedzima Zhong Zhong un Hua Hua?
A: Zhong Zhong un Hua Hua dzimuši Ķīnas Zinātņu akadēmijas Neiroloģijas institūtā Šanhajā.
J: Kāda bija aitas Dollijas nozīme 1996. gadā?
A: Aita Dollija bija pirmais zīdītājs, kas tika klonēts no pieaugušas somatiskās šūnas, un tas bija nozīmīgs zinātnisks atklājums, kas pavēra ceļu turpmākai klonēšanas tehnoloģijas izpētei.
Meklēt