Japonci uspešno klonirali miš skozi 25 generacij

Raziskovalci z japonskega Centra RIKEN za raziskovalno biologijo v Kobeju so uspeli uspešno klonirati isto miš skozi 25 generacij, poročajo v najnovejši številki revije Cell Stem Cell. Kloniranja so izvajali z istovrstnim postopkom, kot je bila leta 1996 ustvarjena ovca Dolly, le da so ga izpopolnili in odstranili nekaj pomanjkljivosti.

Dolly je bila velik uspeh, čeprav je imel postopek kloniranja nekaj pomanjkljivosti. Omenjena ovca je bila prvi sesalec, ki so ga uspeli klonirati s tehnologijo SCNT (prenos jedra somatskih celic). Ovci darovalki so odstranili somatsko (zrelo telesno, za razliko od spolnih) celico, iz nje izolirali jedro in ga vstavili v jajčece. Rodila se je Dolly, ki je bila popolna kopija ovce darovalke, a je po šestih letih poginila. Pri štirih letih je dobila artritis, dve leti pozneje pa je umrla zaradi raka na pljučih, ki ga povzroča izjemno nalezljiv onkovirus , ki pokonča tudi povsem naravno spočete ovce. Uradno razlog smrti Dolly torej ni imel zveze s kloniranjem, a dejstvo je, da je bilo kloniranje polno težav. Zakaj je staknila artritis, pa verjetno ne bo nikoli znano, niti ali je to povezano s telomerami.

Kmalu so namreč odkrili, da so bile njene telomere neobičajno kratke. Telomere so ponavljajoča se zaporedja organskih baz (5'-TTAGGG-3'), ki jih najdemo na konceh kromosomov na 3'-delu DNK-verige. Pri vsaki celični delitvi se telomere nekoliko skrajšajo zaradi postopka podvojevanja DNK v evkariontih. DNK-polimeraze namreč ne morejo zgrabiti DNK čisto na koncu, ampak zgolj na sredini, saj za delovanje potrebuje kratko začetno zaporedje RNK (primer). Pri podvojevanju nastajata vodilna veriga, katere sinteza poteka brez težav v smeri 5'-3', in sledilna veriga, ki se sintetizira prekinjeno v obliki kratkih kosov (Okazakijevi fragmenti dolžine 100-200 baznih parov), ki jih zlepi DNK-ligaza. Za sintezo vsakega fragmenta mora primaza ustvariti kratko začetno zaporedje RNK, ki se potem odcepi. Da se RNK lahko zamenja z DNK, mu mora slediti DNK v nadaljevanju verige. Zadnje zaporedje RNK se tako ne more zamenjati z DNK, zato ga po koncu podvojevanja RNaza razgradi. To je razlog, da se telomere pri podvojevanju krajšajo.

Na ta način imajo telomere več funkcij, saj po eni strani omejujejo maksimalno število podvojitev celice (Hayflickova meja), po drugi strani pa so tudi zaščita kromosov na koncu. Dolly je imela telomere, ki so bile enako dolge kakor njene šest let stare darovalke, torej je bila njena pričakovana življenjska doba že od začetka šest let krajša. Če hočemo izpopolniti tehniko kloniranja, moramo poskrbeti, da so telomere primerno dolge in da se med postopkom ne kopičijo kakšne napake v DNK. Telomere zmore podaljševati encim telomeraza, ki ga najdemo zarodnih celicah in tudi v rakavih celicah.

Doslej je bilo zaporedno kloniranje istega osebka velik problem. Že po nekaj generacijah se je nabralo toliko napak, da je bil organizem nesposoben življenja. Japonski raziskovalci pa so leta 2005 začeli v postopku uporabljati tudi trihostatin, ki inhibira histonske deacetilaze (histoni so pozitivno nabiti proteini, okoli katerih je navita DNK v celicah, njihovo acelitiranje pa uravnava afiniteto do DNK in s tem izražanje genov, ki jih ta kodira).

Rezultat so miši 25. generacije. Od leta 2005 do danes so vzgojili 581 klonov prvotne miši, in sicer v 25 generacijah. Doslej te miši niso pokazale nobenih genskih defektov ali pomanjkljivosti kloniranja, ki so doslej pestile klonirane sesalce. Ni znano, ali postopek deluje v neskončnost, ali pa so zgolj prestavili mejo nekam (precej) više. Toda doslej vzrejene miši so popolnoma zdrave in enake divjemu tipu.