Am 22. Februar 1997 erfuhr die Welt von der Existenz von Dolly, dem Schaf - dem ersten warmblütigen Tier, das mit einer herkömmlichen Körperzelle geklont wurde. Wie die mutige Technologie entwickelt wurde und ob sie eine Zukunft hat.
Im Zeitalter sich schnell entwickelnder Technologien wird das Problem des Klonens - die Reproduktion von Individuen, die genetisch mit dem Elternorganismus identisch sind - wirklich akut und kontrovers. Aber über das Klonen als etwas grundlegend Neues und Unnatürliches zu sprechen, ist falsch. In der Natur ist die Fortpflanzung durch die Fortpflanzung genetisch identischer Individuen ein sehr verbreitetes Phänomen. Bakterien teilen sich einfach in zwei Teile, Pilze, Algen und einige andere Organismen vermehren sich durch Sporen, und einige Insekten und sogar Wirbeltiere können sich ohne die Beteiligung männlicher Keimzellen entwickeln, nur mit Hilfe weiblicher. In all diesen Fällen ist der Kinderorganismus ein Klon des Elternteils. Nicht umgangen wird der Prozess des natürlichen Klonens und des Menschen: Eineiige Zwillinge haben genau die gleichen Gene.
Die Wissenschaftler beschlossen, diesen Prozess selbst zu reproduzieren. Natürlich ging es nicht darum, eine Armee von Klonen zu schaffen, sondern darum, Tiere und Pflanzen mit bestimmten nützlichen Eigenschaften aufzuziehen. Landwirtschaft, Leichtindustrie und Medizin würden sich schneller entwickeln, wenn das Klonen in Betrieb genommen würde. Pflanzen selbst reproduzieren ihre Kopien perfekt, der Mensch kann nur den Prozess kontrollieren, aber das Problem der genauen Reproduktion von Tieren ist seit langem sehr problematisch.
Die Zelle, die Leben gibt
Die Antwort darauf wurde näher an der Mitte des letzten Jahrhunderts gefunden. Wissenschaftler entschieden, dass Sie zum Klonen einem Tier eine Zygote (befruchtetes Ei) entnehmen, genetisches Material daraus entfernen und den Kern einer somatischen (nicht reproduktiven) Zelle eines anderen Tieres einführen müssen. Während der natürlichen sexuellen Fortpflanzung erhält der Tochterorganismus einen einzigen Satz von Genen aus der Keimzelle des Vaters und denselben aus der Eizelle. Ein Klon zum Zeitpunkt seiner Erstellung erhält ebenfalls einen doppelten Satz von Genen, jedoch nur von einem Elternteil. Der resultierende Organismus wird zwar keine vollständige genetische Kopie sein: In jedem Genom gibt es eine bestimmte Anzahl zufälliger Mutationen, die selbst in Klonen nicht zusammenfallen.
Mutationen sind jedoch nicht das Hauptproblem, mit dem Wissenschaftler Mitte des 20. Jahrhunderts konfrontiert waren. Tatsache ist, dass jede Zelle des Körpers, mit Ausnahme der Fortpflanzungszelle, somatisch ist und jede Zelle des Körpers ihre eigene Differenzierung hat. Mit anderen Worten, in jeder Zelle funktionieren nur die Gene, die sie benötigen, um "offizielle Aufgaben" zu erfüllen, die für jedes Organ unterschiedlich sind. Die Forscher befürchteten, dass durch die Transplantation von so spezialisiertem genetischem Material in die Zygote ein unrentabler Klon entstehen würde. Diese Zweifel wurden von John Gurdon zerstreut, nachdem er 1962 einen Frosch auf die beschriebene Weise klonen konnte.
Biologe John Gurdon
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Einige Wissenschaftler betrachteten das Experiment zwar als nicht ganz sauber, da Gurdon Kaulquappenzellen verwendete. Acht Jahre später, 1970, konnte er das gleiche Experiment wiederholen, jedoch mit adulten Zellen. Die Klone überlebten. So haben Wissenschaftler auf dem Gebiet des Klonens eine entscheidende Entdeckung gemacht: Spezialisierte somatische Zellen können einem neuen Organismus Leben einhauchen.
Maus und drei Schafe
So wurde der Weg für das Klonen von Säugetieren geöffnet. Hier lief jedoch nicht alles so reibungslos: Viele Jahre lang konnten Forscher aus verschiedenen Ländern Gurdons Experiment an komplexeren Tieren nicht wiederholen. Dann beschlossen sie, ihre Aufgabe zu vereinfachen: Sie platzierten nicht den Kern einer somatischen Zelle in der Zygote, sondern eine embryonale Zelle. Wissenschaftler aus zwei Ländern haben hier Erfolge erzielt: Sowjetische Genetiker schufen die Maus Mascha und die Briten - die Schafe Megan und Morag.
Warum konnten Sie keinen Klon mit somatischen Zellen erstellen? Nach den ersten fehlgeschlagenen Experimenten entschieden die Wissenschaftler, dass es einfach unmöglich war, ein solches Experiment mit Säugetieren durchzuführen. Diese Meinung setzte sich in der wissenschaftlichen Welt fast bis zum Ende des 20. Jahrhunderts durch. Und dann erschien Dolly an der Universität von Rosslyn (Großbritannien) - dem ersten Säugetier, das durch die Fusion eines Eies und einer spezialisierten Körperzelle erhalten wurde. Was hat Jan Wilmuths Gruppe in der Erfahrung verändert, damit Dolly geboren werden kann?
Embryologe Ian Wilmut
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Die Forscher haben die Technologie ziemlich verändert: Anstelle einer Zygote verwendeten sie ein unbefruchtetes Ei.
Aber auch diese Veränderungen führten die Gruppe nicht zum absoluten Erfolg. Dolly tauchte aus einem von 277 Eiern auf; 28 ihrer Zwillinge konnten sich zu Embryonen entwickeln, und nur sie wurde geboren. Es ist unwahrscheinlich, dass eine solche Technologie als erfolgreich bezeichnet und in Betrieb genommen werden kann, aber Ende der neunziger Jahre war dies nicht das, was Wissenschaftler dachten. Der Hauptpunkt war zu beweisen, dass Säugetiere unter Verwendung einer somatischen Zelle kloniert werden können. Unter diesem Gesichtspunkt war Dollys Auftritt ein enormer Erfolg.
ID-Nummer 6LL3
Das Schaf wurde am 5. Juli 1996 unter dem Namen (genauer Nummer) 6LL3 geboren. Die Idee, dem ersten Säugetierklon den Namen Dolly zu geben, kam den Bauern in den Sinn, die sich um die Ersatzmutter des Schafs kümmerten (ihre echte Mutter war drei Jahre zuvor gestorben; das verwendete genetische Material wurde eingefroren und bis zu besseren Zeiten sorgfältig aufbewahrt).
Sie fanden es lustig, dass 6LL3 aus einem Käfig aus einem Euter hervorging, und gaben den Schafen den Namen der Country-Sängerin Dolly Parton, die ihren Ruhm teilweise der großen Büste verdankte.
Die Schafe lebten sechs Jahre und brachten sechs Lämmer zur Welt. Zwar reichen sechs Jahre nicht für Schafe, die in der Regel im Alter von 10 bis 12 Jahren sterben, aber laut offizieller Version hat Dollys Tod nichts mit den Folgen des Klonens zu tun: Zwei Jahre lang litten die Schafe an Arthritis und am Ende ihres Lebens fingen sie auch schweres Lungenvirus. Am 14. Februar 2003 wurde eines der bekanntesten Tiere eingeschläfert.
Träume vom Jurassic Park
Aber Dolly wurde nicht sofort berühmt: Die Welt erfuhr nur sieben Monate nach ihrer Geburt am 22. Februar 1997 von ihrer Existenz. Während dieser ganzen Zeit erhielten Wissenschaftler ein Patent für eine Kerntransfertechnik, so dass sie ihren unglaublichen Erfolg in der Presse nicht verkünden konnten. Aber Dollys Zwillingsschwestern erschienen. Im Jahr 2016 haben 13 von ihnen bereits ein respektables Alter von sieben bis neun Jahren erreicht. Die zunächst nicht sehr effektive Technologie wurde verfeinert, so dass Experimente an anderen Haustieren durchgeführt werden konnten.
Eines der Hauptziele, das Wissenschaftler jetzt verfolgen, ist die "Wiederbelebung" ausgestorbener Arten. Die Pioniere auf diesem Gebiet waren spanische Forscher: 2009 klonten sie eine Pyrenäenziege, die neun Jahre zuvor vom Erdboden verschwunden war. Wissenschaftler hatten Glück: Im Forschungszentrum für Landwirtschaft und Technologie von Aragon wurde das genetische Material des Tieres erhalten, das beim Klonen verwendet wurde. Der Erfolg von Dolly, dem Schaf, konnte jedoch nicht wiederholt werden: Der Klon starb 7 Minuten nach der Geburt an einem angeborenen Lungendefekt.
Viele Wissenschaftler glauben, dass es zu früh ist, über das Klonen ausgestorbener Arten zu sprechen. Erstens ist nicht klar, was mit dem Ei zu tun ist, selbst wenn es möglich ist, die DNA eines ausgestorbenen Tieres aus den Überresten zu isolieren. Die Oxford-Gruppe versucht, dieses Problem mit einer verwandten Eizelle zu lösen. Forscher arbeiten an der Auferstehung des Dodo-Vogels, der Ende des 17. Jahrhunderts verschwand. Sie fanden heraus, dass der nächste Verwandte dieses großen flugunfähigen Vogels die Taube ist, genauer gesagt die Victoria-Kronentaube oder die Sägetaube. Die Konsistenz der Oxford-Theorie bleibt abzuwarten.
Zweitens ist unklar, wie die ausgestorbenen Organismen auf die veränderten Umweltbedingungen reagieren werden. Skeptiker glauben, dass sich die Organismen der Klone nicht einmal an die moderne Zusammensetzung der Atmosphäre anpassen können und sterben werden.
Aber solche Bedenken sollten Wissenschaftler nicht aufhalten. Die wissenschaftliche Gemeinschaft kann nicht sicher sagen, wie spezialisierte somatische Zellen zu lebensspendenden Zellen werden oder warum ein Ei beim Klonen anstelle einer Zygote verwendet werden sollte. Die Reaktion der Natur auf die Vermehrung ausgestorbener Arten zu antizipieren, ist eine undankbare Aufgabe. Kein Zweifel, es lohnt sich, den Versuch aufzugeben.
Julia Popova
