Japanski tim predvođen Teruhikom Wakayamom re-klonirao je miševe do 58. generacije i otkrio da su se tokom vremena akumulirale nasumične genomske mutacije koje su na kraju učinile potomstvo neodrživim. Problemi su počeli posle ~25. generacije — embrioni su degenerisali, a do 58. generacije neki miševi su umirali dan nakon rođenja. Analize su isključile pada efikasnosti TSA i jasne epigenetske poremećaje, dok je genomsko sekvenciranje identifikovalo kumulativne mutacije kao glavni uzrok.
Kloniranje Miševa Do 58 Generacija Završilo Katastrofom — Zašto Seks Ostaje Neophodan
Cloning Mice for 58 Generations Led to Catastropheimv - Getty Images
Tim japanskih istraživača predvođen biologom Teruhikom Wakayamom s Univerziteta Yamanashi proveo je dvadesetogodišnji eksperiment serijskog kloniranja miševa. Počevši od jednog jedinca, klonirali su „klon od klona“ sve do ukupno 58 generacija (ne računajući originalnu životinju). Rezultat je neočekivan i upozoravajući: kumulativne genomske mutacije dovele su do pada plodnosti i neodrživosti potomaka u kasnijim generacijama.
Šta su istraživači radili
Eksperiment je imao jednostavan cilj — proveriti da li se sisari mogu beskonačno serijski klonirati bez akumulacije štetnih efekata koji se ne viđaju kod nekih nižih organizama (npr. hidra ili koralni polipi). Tim je koristio metode somatskog ćelijskog jedrenja (SCNT) i u određenim fazama primenjivao Trichostatin A (TSA) kako bi poboljšao reprogramiranje donorovog jedra.
Ključni nalazi
U ranim generacijama izmene u genomu nisu bile značajne, pa je eksperiment nastavljen. Međutim, posle otprilike 25. generacije istraživači su počeli da primećuju probleme: iako su klonovi spolja izgledali normalno i imali uobičajen životni vek, oplodnja je bila moguća, ali su embrioni često degenerisali u kasnijim stadijumima razvoja. Sekvenciranjem genoma re-kloniranih miševa otkriveno je da su se nasumične pozadinske mutacije akumulirale tokom generacija. Do 58. generacije neke jedinke nisu bile sposobne da prežive — pojavile su se smrti dan nakon rođenja.
Šta je isključeno i šta je krivac
Istraživači su testirali nekoliko mogućih objašnjenja. Pad efikasnosti TSA nije potvrđen kao glavni uzrok, a analize epigenetskih markera i rani embrionalni razvoj nisu pokazali jasne, jedinstvene epigenetske poremećaje koji bi objašnjavali kolaps. Konačno, genomsko sekvenciranje jasno je pokazalo kumulativno nakupljanje deleternih mutacija u pozadinskoj DNK koje su postale smrtonosne kada su se zbrajale tokom višestrukih generacija kloniranja.
Šta to znači
Tim je tokom eksperimenata proizveo oko 1.200 miševa. Iako su mnogi klonirani jedinci sa više mutacija mogli da žive normalno ili da se razmnožavaju sa nekloniranim jedinkama, serijsko kloniranje dovelo je do nakupljanja štetnih promena koje na kraju ugrožavaju održivost populacije. Autori u Nature Communications zaključuju da ovi nalazi ukazuju na fundamentalne biološke granice kloniranja sisara i potvrđuju da seksualna reprodukcija igra ključnu ulogu u dugoročnom očuvanju genetskog zdravlja vrste.
"Praktična primena kloniranja sisara zahteva dublje razumevanje ovih bioloških ograničenja... seksualna reprodukcija ostaje ključna za dugoročni opstanak sisara."
Zaključak i implikacije
Rezultati značajno utiču na optimizam oko primene kloniranja u konzervaciji ugroženih vrsta ili masovnoj proizvodnji „super“ jedinki. Iako kloniranje može imati ograničene i kontrolisane primene, očekivanja o beskonačnom umnožavanju identičnih jedinki bez dugoročnih posledica treba korigovati. Potrebno je dodatno istraživanje mehanizama mutacione akumulacije i poboljšanja metoda reprogramiranja kako bi se smanjio rizik pri eventualnim praktičnim primenama.
Pomozite nam da budemo bolji.
