Komórki somatyczne każdego organizmu, na przykład komórki skóry, zawierają kompletną informację genetyczną, ale nie są zdolne do przekształcenia się w nowy organizm. Można to jednak osiągnąć dzięki technikom klonowania.

Technologia transferu jądra komórek somatycznych (SCNT) pozwoliła już wcześniej pomyślnie sklonować różne gatunki ssaków, w tym owcę Dolly (w roku 1996) i w roku 2018 makaka krabożernego (Macaca fascicularis). Dwa identyczne makaki (Zhong Hong i Hua Hua) również sklonował zespół chiński i był to pierwszy przypadek udanego klonowania małpy, ale poprzedziło go 79 nieudanych prób. Jak ogłosili teraz chińscy autorzy, obie małpy nadal żyją i czują się dobrze.

Skuteczność klonowania większości gatunków ssaków pozostaje bardzo niska ze względu na dużą śmiertelność płodów i noworodków. Mimo ograniczonych możliwości, SCNT stosowano już do klonowania bydła, kóz, świń, kotów, psów, królików, myszy i szczurów. Polega na przeniesieniu DNA z jądra z komórki dawcy do pozbawionej uprzednio jądra komórki jajowej. Z takiej komórki dzięki odpowiednim zabiegom rozwija się zarodek.

Jak wyjaśniają autorzy, procedura udała się dzięki jej dopracowaniu, zwłaszcza zaś dzięki temu, że badacze zapewnili sklonowanemu zarodkowi zdrowe łożysko, co umożliwiło rozwój małpiego płodu.

Za główny problem związany z klonowaniem autorzy uznali ekspresję genów w trakcie dorastania. Tak zwane markery epigenetyczne włączają i wyłączają określone geny w miarę rozwoju i specjalizacji komórek organizmu.

Prof. Qiang Sun i jego współpracownicy z Pekinu i Szanghaju przeprowadzili analizę porównawczą epigenetycznych zbiorów danych dotyczących blastocyst małp pochodzących z zapłodnienia in vitro (IVF) i tych sklonowanych poprzez transfer jądra komórki somatycznej.

Porównano 484 zarodki makaków powstałe przy wykorzystaniu metody SCNT z 499 zarodkami powstałymi w wyniku konwencjonalnego zapłodnienia in vitro. Choć oba typy zarodków zostały wszczepione matkom zastępczym w podobnym stadium rozwoju, pomyślnie udało się wszczepić tylko około połowy sklonowanych zarodków w porównaniu z zarodkami uzyskanymi in vitro (35 wobec 74). Znacznie mniej sklonowanych zarodków przeżyło też do czasu porodu.

Analiza DNA zarodków powstałych przy wykorzystaniu metody SCNT pozwoliła ujawnić znaczące różnice w modyfikacjach epigenetycznych (zmiany wpływające na aktywność genów, które nie zmieniają sekwencji DNA). W szczególności dotyczyło to zmniejszonej metylacji DNA, która zmieniała ekspresję genów, pogarszając rozwój zarodka.

Naukowcy zidentyfikowali nieprawidłowości w sposobie uzyskiwania dostępu do informacji genetycznej i jej odczytywania przez rozwijający się sklonowany zarodek i jego łożysko, a także w wielkości i kształcie łożysk sklonowanych małp, które rozwijały się u matek zastępczych. Udało się opracować metodę zapewnienia rozwijającemu się sklonowanemu zarodkowi zdrowego łożyska, powstałego z komórek nieklonowanego, genetycznie odmiennego zarodka.

Stosując to podejście, udało się uzyskać Retro - zdrowego samca rezusa, który obecnie ma już ponad trzy lata. Aby to osiągnąć, w sumie trzeba było uzyskać 113 klonów makaka królewskiego. Z tego 11 zostało wszczepionych matkom zastępczym i uzyskano 2 ciąże. Jedna z nich była bliźniacza, ale płody obumarły. Z drugiej urodził się Retro.

Autorzy podkreślają, że sklonowanie małpy pozwoliło pogłębić wiedzę na temat mechanizmów klonowania reprodukcyjnego naczelnych i może pomóc w poprawie jego efektywności. Populacje złożone z identycznych genetycznie małp mogą się przydać do prowadzenia badań nad ludzkimi chorobami – na przykład nowotworami oraz chorobami metabolicznymi i autoimmunologicznymi. Krytycy obawiają się, że może to być kolejny krok w kierunku klonowania ludzi. (PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ bar/