Dolly-lammas saattoi olla maailman tunnetuin klooni, mutta hän ei ollut ensimmäinen. Kloonaus luo geneettisesti identtisen kopion eläimestä tai kasvista. Monia eläimiä – muun muassa sammakoita, hiiriä, lampaita ja lehmiä – oli kloonattu ennen Dollya. Kasveja kloonataan usein-kun otetaan leikkaus, syntyy klooni. Ihmisen identtiset kaksoset ovat myös klooneja.
Dolly ei siis ollut ensimmäinen klooni, ja se näytti aivan keneltä tahansa muulta lampaalta, joten miksi se aiheutti niin paljon jännitystä ja huolta? Koska se oli ensimmäinen nisäkäs, joka kloonattiin aikuisen solusta eikä alkiosta. Tämä oli merkittävä tieteellinen saavutus, mutta herätti myös eettisiä huolenaiheita.
vuodesta 1996, jolloin Dolly syntyi, muita lampaita on kloonattu aikuisten soluista, samoin hiiriä, kaneja, hevosia ja aaseja, sikoja, vuohia ja nautoja. Vuonna 2004 hiirtä kloonattiin hajuaistin tuman avulla, mikä osoitti, että luovuttajan Tuma voi tulla kehon kudoksesta, joka ei normaalisti jakaudu.
miten Dolly valmistettiin?
eläinkloonin tuottaminen aikuissolusta on selvästi paljon monimutkaisempaa ja vaikeampaa kuin kasvin kasvattaminen leikkaamalla. Kun Roslin-instituutissa Skotlannissa työskentelevät tutkijat tuottivat Dollyn, ainoan lampaan, joka syntyi 277 yrityksestä, se oli suuri uutinen ympäri maailmaa.
Dollyn tuottamiseen tutkijat käyttivät kuusivuotiaan Finn Dorset white-lampaan utaresolun tumaa. Tumassa on lähes kaikki solun geenit. Heidän oli löydettävä keino ”uudelleenohjelmoida” utaresolut – pitää ne elossa mutta pysäyttää niiden kasvu-minkä he saavuttivat muuttamalla kasvualustaa (”keittoa”, jossa solut pidettiin elossa). Sitten he ruiskuttivat solun hedelmöitymättömään munasoluun, jonka Tuma oli poistettu, ja saivat solut fuusioitumaan sähköpulssien avulla. Hedelmöittymätön munasolu tuli skotlantilaisesta Blackface uuhesta.
kun tutkijat olivat onnistuneet yhdistämään aikuisen valkoisen lampaan solun tuman mustanaamaisen lampaan munasoluun, heidän oli varmistettava, että syntyneestä solusta kehittyisi alkio. He viljelivät sitä kuusi tai seitsemän päivää nähdäkseen jakautuiko se ja kehittyikö se normaalisti, ennen kuin istuttivat sen sijaisemoon, toiseen skotlantilaiseen Blackface uuheen. Dollylla oli valkoiset kasvot.
277 solufuusiosta kehittyi 29 varhaista alkiota, jotka istutettiin 13 sijaisäidille. Mutta vain yksi raskaus meni täydelle kaudelle, ja 6.6kg Finn Dorset lamb 6LLS (alias Dolly) syntyi 148 päivän jälkeen.
miksi tutkijat ovat kiinnostuneita kloonauksesta?
tärkein syy siihen, että Roslinin tutkijat halusivat pystyä kloonaamaan lampaita ja muita suuria eläimiä, liittyi heidän tutkimukseensa, jonka tarkoituksena oli tuottaa lääkkeitä tällaisten eläinten maidosta. Tutkijat ovat onnistuneet siirtämään lampaisiin ja lehmiin ihmisen geenejä, jotka tuottavat hyödyllisiä proteiineja, jotta ne voivat tuottaa esimerkiksi veren hyytymistä aiheuttavaa tekijä IX: ää hemofilian hoitoon tai alfa-1-antitrypsiiniä kystisen fibroosin ja muiden keuhkosairauksien hoitoon.
voitaisiin kehittää myös kloonattuja eläimiä, jotka tuottaisivat ihmisille vasta-aineita tartuntatauteja ja jopa syöpiä vastaan. Seeprakaloihin on siirretty ”vieraita” geenejä, joita käytetään laajalti laboratorioissa, ja näistä kaloista kloonatut alkiot ilmentävät vierasta proteiinia. Jos tätä tekniikkaa voidaan soveltaa nisäkässoluihin ja kloonattujen eläinten tuottamiseksi viljeltyihin soluihin, nämä voisivat sitten perinteisesti lisääntyä muodostaen geneettisesti muunneltujen eläinten parvia, jotka kaikki tuottavat lääkkeitä maidossaan.
kiinnostukselle kloonaukseen on muitakin lääketieteellisiä ja tieteellisiä syitä. Sitä käytetään jo geenitekniikoiden rinnalla ihmissiirtoon tarkoitettujen eläinten elinten kehittämisessä (ksenotransplantaatio). Tällaisten geenitekniikoiden yhdistäminen sikojen kloonaukseen (saatiin aikaan ensimmäistä kertaa maaliskuussa 2000) johtaisi sopivien luovuttajaelinten luotettavaan saatavuuteen. Sian elinten käyttöä on vaikeuttanut sokeri, alfagal, sian soluissa, mutta vuonna 2002 tutkijat onnistuivat tyrmäämään sitä tuottavan geenin, ja näitä ”tyrmääviä” sikoja voitiin kasvattaa luonnollisesti. Viruksen tarttuminen on kuitenkin edelleen huolestuttavaa.
eläinkloonien ja kloonattujen solujen tutkimus voisi johtaa alkion kehityksen sekä ikääntymisen ja ikään liittyvien sairauksien parempaan ymmärtämiseen. Kloonatuista hiiristä tulee lihavia, ja niihin liittyvät oireet, kuten plasman insuliini-ja leptiinipitoisuuden nousu, vaikka niiden jälkeläiset eivät sitä tee ja ovat normaaleja. Kloonauksen avulla voitaisiin luoda parempia eläinmalleja taudeista, mikä puolestaan voisi edistää näiden tautien ymmärtämistä ja hoitoa. Se voisi jopa lisätä luonnon monimuotoisuutta varmistamalla harvinaisten rotujen ja uhanalaisten lajien säilymisen.
mitä Dollylle tapahtui?
Dolly, luultavasti maailman kuuluisin lammas, eli hemmoteltua elämää Roslin-instituutissa. Se pariutui ja tuotti normaaleja jälkeläisiä normaaliin tapaan, mikä osoittaa, että tällaiset kloonatut eläimet voivat lisääntyä. Hän syntyi 5. heinäkuuta 1996, ja hänet lopetettiin 14. helmikuuta 2003 kuuden ja puolen vuoden ikäisenä. Lampaat voivat elää 11-tai 12-vuotiaiksi, mutta Dolly kärsi takajalkojen nivelen niveltulehduksesta ja lampaiden keuhkoadenomatoosista, viruksen aiheuttamasta keuhkokasvaimesta, jolle sisätiloissa kasvatetut lampaat ovat alttiita. Australian ensimmäinen kloonattu lammas kuoli yllättäen 2.helmikuuta 2003 kahden vuoden ja 10 kuukauden ikäisenä. Kuolinsyy ei ollut tiedossa,ja ruho tuhkattiin nopeasti maatuessaan.
Dollyn kromosomit olivat hieman lyhyemmät kuin muilla lampailla, mutta useimmilla muilla tavoilla hän oli sama kuin kuka tahansa muu kronologisessa iässä oleva lammas. Sen varhainen ikääntyminen saattaa kuitenkin kertoa siitä, että se on kasvatettu 6-vuotiaan lampaan ytimestä. Hänen solujensa tutkiminen paljasti myös, että hyvin pieni määrä DNA: ta tuman ulkopuolella, solujen mitokondrioissa, periytyy kaikki luovuttajan munasolusta, ei luovuttajan tumasta kuten muu DNA. Hän ei siis ole täysin identtinen kopio. Tämä havainto voi olla tärkeä sukupuoleen liittyvien sairauksien, kuten hemofilian, ja tiettyjen hermo -, aivo-ja munuaissairauksien, jotka siirtyvät vain äidin puolelta sukua.
tekniikan parantaminen
tutkijat pohtivat keinoja tekniikan parantamiseksi. Kun esimerkiksi kaksi geneettisesti identtistä kloonattua hiirenalkiota yhdistetään, aggregaattialkio jää todennäköisemmin eloon syntymään asti. Myös kulttuurivälineen parantaminen voi auttaa.
eettiset huolenaiheet ja sääntely
suurin osa kloonauksen eettisistä huolenaiheista liittyy mahdollisuuteen, että sitä voitaisiin käyttää ihmisten kloonaamiseen. Se aiheuttaisi valtavia teknisiä ongelmia. Nykytekniikassa olisi otettava mukaan naisia, jotka ovat valmiita luovuttamaan ehkä satoja munasoluja, sijaisraskauksia, joissa keskenmenojen ja kuolleena syntyneiden lasten määrä on suuri, sekä mahdollisuus ennenaikaiseen ikääntymiseen ja korkeaan syöpälukuun kaikilla näin syntyneillä lapsilla. Vuonna 2004 eteläkorealaiset tutkijat kuitenkin ilmoittivat kloonanneensa 30 ihmisalkiota, kasvattaneensa niitä laboratoriossa ontoksi solupalloksi ja tuottaneensa niistä kantasolulinjan. Lisää eettistä keskustelua heräsi vuonna 2008, kun tutkijat onnistuivat kloonaamaan hiiriä kudoksesta, joka oli ollut jäädytettynä 16 vuotta.
Yhdysvalloissa presidentti Clinton pyysi kansallista Bioetiikkakomissiota ja kongressia tutkimaan asiaa, ja Yhdistyneessä kuningaskunnassa parlamentin alahuoneen Tiede-ja Teknologiakomitea, Human Embryology and Fertilisation Authority ja Human Genetics Advisory Commission kuulivat laajasti ja suosittelivat ihmisten kloonauksen kieltämistä. Euroopan neuvosto on kieltänyt ihmisten kloonauksen: itse asiassa useimmat maat ovat kieltäneet kloonauksen ihmislasten tuottamiseksi (ihmisen lisääntymistarkoituksessa tapahtuva Kloonaus). Kloonaustekniikassa on kuitenkin yksi tärkeä lääketieteellinen näkökohta, jota voitaisiin soveltaa ihmisiin ja jota ihmiset eivät ehkä pidä yhtä vastenmielisenä. Tämä on terapeuttista kloonausta (tai solun tuman korvaamista) kudostekniikan, jossa kudoksia, eikä vauva, luodaan.
terapeuttisessa kloonauksessa yksilöstä otettaisiin yksittäisiä soluja, jotka ”ohjelmoitaisiin uudelleen” synnyttämään kantasoluja, jotka voivat kehittyä minkä tahansa tyyppisiksi soluiksi kehossa. Tarvittaessa kantasolut voidaan sulattaa ja sitten indusoida kasvaa tietyntyyppisiä soluja, kuten sydän -, maksa-tai aivosoluja, joita voidaan käyttää lääketieteellisessä hoidossa. Solujen uudelleenohjelmointi osoittautuu todennäköisesti teknisesti vaikeaksi.
terapeuttista kloonaustutkimusta tehdään jo eläimillä, ja kantasoluja on kasvatettu tällä menetelmällä ja siirretty takaisin alkuperäiseen luovuttajaeläimeen. Ihmisillä tämä tekniikka mullistaisi solujen ja kudosten siirron sairauksien hoitomenetelmänä. Se on kuitenkin hyvin uusi tiede ja on herättänyt eettisiä huolia. Britanniassa ylilääkärin, professori Liam Donaldsonin johtama ryhmä on suositellut varhaisten ihmisalkioiden tutkimisen sallimista. Human fertilization and Embryology Act-lakia muutettiin vuonna 2001, jotta alkioita voidaan käyttää kantasolututkimuksessa, ja näin ollen hfea: n vastuulla on säännellä kaikkea alkion kantasolututkimusta Yhdistyneessä kuningaskunnassa. Varhaisia alkioita on mahdollista saada, sillä koeputkihedelmöityksessä olevat potilaat tuottavat yleensä ylimääräisen määrän hedelmöitettyjä munasoluja.
mitä tulee eläinten kloonaukseen, sisäministeriön on hyväksyttävä kaikki Kloonaus tutkimustarkoituksiin tai lääketieteellisiin tarkoituksiin Yhdistyneessä kuningaskunnassa vuoden 1986 Animals (Scientific Procedures) Act-säädöksen (strict controls of the Animals (Scientific Procedures) Act mukaisesti. Näin turvataan eläinten hyvinvointi ja mahdollistetaan tärkeä tieteellinen ja lääketieteellinen tutkimus.
lisätietoja
Roslin-instituutissa on paljon tietoa Dollyyn johtaneesta tutkimuksesta ja Dollyn tieteellisistä tutkimuksista sekä linkkejä monille muille sivustoille, jotka tarjoavat hyödyllistä tietoa tämän tutkimuksen tieteellisistä ja eettisistä näkökohdista.
the report of the Chief Medical Officer ’ s Expert Advisory Group on Therapeutic Cloning: Stem cell research: medical progress with responsibility is available from the UK Department of Health, PO Box 777, London SE1 6XH.
lisätietoja terapeuttisesta kloonauksesta ja kantasolututkimuksesta on saatavissa lääketieteellisestä Tutkimusneuvostosta.
mielenkiintoisia kuvitettuja piirteitä kloonauksesta on julkaissut Time, New Scientist. BBC News Onlinella on Q&A What is Cloning?
KUVA © ROSLIN-INSTITUUTTI