Zhong Zhong ja Hua Hua — Hiina esimesed SCNT-kloonitud primaadid
Zhong Zhong ja Hua Hua — Hiina esimesed SCNT-kloonitud primaadid: suur teaduslik läbimurre kloonimises ning eetilised ja teadusuuringute mõjud.
Zhong Zhong (hiina: 中中 pinyin:Zhōng Zhōng, sündinud 27. novembril 2017) ja Hua Hua (hiina: 华华 pinyin:Huá Huá, sündinud 5. detsembril 2017) on identsed makaakid, mis on loodud somaatiliste rakkude tuumaülekande (SCNT) abil — sama kloonimistehnika abil, millega 1996. aastal loodi lammas Dolly.
Zhong Zhong ja Hua Hua on esimesed kloonitud primaadid, mis on toodetud selle meetodi abil. Erinevalt paljudest varasematest katsetest, kus teadlased kasutasid annetatud embrüonaalseid tüvirakke, pärinesid Zhong Zhong ja Hua Hua donortuumad looteliste rakuliinide (loote rakkude) tuumadest — see on tehniliselt keerukam ja esindab olulist edasiminekut SCNT-tehnikas. Mõlemad beebi-ahvid sündisid Hiina Teaduste Akadeemia neuroteaduste instituudis Shanghais.
Kloonimismeetod ja tehnilised täiendused
Somaatiliste rakkude tuumaülekande (SCNT) protsess hõlmab donorraku tuuma eemaldamist ja selle siirdamist enukleeritud munarakku (munaraku, mille tuum on eemaldatud). Seejärel aktiveeritakse munarakk ja kasvatatakse varajast embrüot, mis implanteeritakse surrogaat-emiakasse. Primaatide kloonimisel tuleb ületada mitmeid epigeneetilisi barjääre: donorraku tuuma tuleb "lähtestada", et see sarnaneks loote rakutuumaga ja võimaldaks normaalse arenguga embrüot. Zhongi ja Hua tehnilistes protseduurides kasutati täiendusi ja optimeerimisi (nt epigeneetilisi ravimeetodeid ja hoolikat embrüote käsitlemist), mis aitasid parandada arenguvõimet — kuid meetodi üldine efektiivsus jäi madalaks ja nõudis paljudelt emakultuuri- ning implantatsioonikatsetustelt saadud embrüote kasutamist.
Tähtsus ja rakendused
Zhong Zhongi ja Hua Hua sünd olid teaduslikult olulised mitmel põhjusel:
- See näitas, et SCNT on teoreetiliselt võimalik ka primaatidel — liikidel, mis on inimestele geneetiliselt lähedasemad kui varem kloonitud loomad.
- Primaatide kloonimise tehnika võib võimaldada luua geneetiliselt identsed loomamudelid neuroteaduste ja haigusuuringute jaoks, kus on oluline vähendada geneetilist varieeruvust (nt Alzheimeri, Parkinsoni ja muude inimhaiguste mudelid).
- See tõstis küsimusi võimaliku rakenduse kohta meditsiinilises uuringus ja biotehnoloogias, sealhulgas rakukliinikute modelleerimine ja ravimite katsetused.
Eetilised, regulatiivsed ja loomakaitsega seotud küsimused
Kloonitud primaatide loomine tekitas intensiivset avalikku ja teaduslikku debat: primaatide intellektuaalne lähedus inimestele, keerukas sotsiaalne ja käitumuslik heaolu ning emade ja järglaste terviseriskid on olulised murekohad. Paljud teadlased ja bioeetikud rõhutasid ettevaatlikkust ning kutsusid üles rangele järelevalvele ja eetilistele juhistele. Samuti tõi see esile hirmud võimaliku inimkloonimise tehnoloogilise ülekandumise ja vajaduse selgete rahvusvaheliste regulatsioonide järele.
Põhipiirangud ja praktilised märkused
Oluline on märkida, et "kloon" tähendab här juhul peamiselt tuuma dna identsetust — mitochondriaalne DNA (mtDNA) pärineb aga munaraku annetajalt, seega ei ole kloonid täiesti geneetiliselt identilised igas aspektis. Lisaks on SCNT efektiivsus keskmiselt väga madal: paljude embrüote ja surrogaatide kasutamine on sageli vajalik, ning kloonitud loomadel võivad esineda arengulisi ja terviseprobleeme. Pikemaajalised jälgimisuuringud on vajalikud, et hinnata kloonide elukestust, tervist ja käitumist võrreldes looduslike isikutega.
Järelmõjud ja teaduslik tagasiside
Tulemused avaldati 2018. aastal rahvusvahelises kirjastuses ning äratasid nii tehnilist imetlust kui ka eetilisi küsimusi. Paljud teadlased kiitsid tehnilist läbimurret, kuid hoiatasid, et kloonitud primaatide laialdane kasutamine nõuab ranget eetilist kaalutlust ja ülemaailmset arutelu. Samuti on rõhutatud vajadust alternatiivsete meetodite (nt töörakupõhiste mudelite, täppisperioodide ja iPSC-tehnoloogiate) arendamiseks, mis võivad vähendada loomade kasutamist ja eetilisi probleeme.
Kuigi Zhong Zhong ja Hua Hua etapp märgib olulist teaduslikku edusammu, jääb primaatide kloonimise valdkond tundlikuks ja keeruliseks ning seda reguleeritakse rangelt nii teaduslike kui ühiskondlike kaalutluste tõttu.
Taust
Teadlased valmistasid 1996. aastal esimese kloonitud imetaja, lammas Dolly, kasutades somaatilist rakkude tuumaülekannet (SCNT). Pärast seda on teadlased klooninud 23 erinevat liiki imetajat, sealhulgas lehmi, kasse, koeri, hobuseid ja rotte. Kuid primaate on olnud väga raske kloonida. Ülekantud tuumade ümberprogrammeerimine on väga keeruline. Ahvi nimega Tetra (sündinud 1999. aasta oktoobris), emane reesusmakakk, valmistas Gerald Schatteni juhitud töörühm Oregoni riiklikust primaatide uurimiskeskusest, kasutades teistsugust tehnikat, mida nimetatakse "embrüo jagamiseks", mis on kunstliku kaksiku valmistamise viis. Embrüote jagamine ei ole nii raske kui somaatiliste rakkude tuumaülekanne ja seda saab teha ainult embrüost. Nii et mõned inimesed ütlevad, et Tetra on esimene kloonitud primaat ja teised ütlevad, et Zhong Zhong ja Hua Hua on.
2019. aasta jaanuaris teatasid Hiina teadlased, et nad on teinud viis identset kloonitud geenitöötlusega ahvi, kasutades somaatiliste rakkude tuumaülekannet, nagu Zhong Zhong ja Hua Hua Hua. Samuti kasutasid nad geenitöötlusmeetodit Crispr-Cas9, mida He Jiankui sõnul kasutati esimeste geenimoodustatud inimlaste Lulu ja Nana loomiseks. Need ahvikloonid tehti mitmete meditsiiniliste haiguste uurimiseks.
Protsess
Zhong Zhongi ja Hua Hua tegid teadlased Hiina Teaduste Akadeemia neuroteaduste instituudist Shanghais. Meeskonna juhid olid Qiang Sun ja Muming Poo. Nad võtsid tuumad kiudrakkudest loote krabisööja-makaaki ehk Macaca fascicularise) ahvilt. Loote on loom, kes on kasvanud suuremaks kui embrüo, kuid ei ole veel sündinud ega koorunud. Nad eemaldasid tuumad munarakkudest (munarakud) ja panid seejärel nendesse munarakkudesse loote tuumad. Meeskond kasutas kahte ensüümi, et muuta annetatud tuumade epigeneetilist mälu, nii et need käituksid nagu embrüo tuumad. Seejärel panid nad 21 sellist munarakku koos annetatud tuumadega asendusemandate ahvidele. Tekkis kuus rasedust ja lõpuks kaks elusat looma. Need ahvid said nimed Zhong Zhong ja Hua Hua, Zhonghua (hiina keeles 中华, Hiina nimi) järgi. Kuigi see oli veel vähe beebi ahvide sündi, arvavad teadlased, et meetodid võivad tulevikus muutuda paremaks. Šotimaal tegutsev meeskond, kes lõi 1996. aastal Dolly-lamba, pidi proovima 277 korda ja tootis vaid ühe lambavaba.
Mida vanem on annetatud tuum, seda raskem on kloonida. Loote rakke on raskem kloonida kui embrüorakke ja täiskasvanud rakke on raskem kui loote rakke. Sama teadlaste rühm püüdis kloonida ka makke, kasutades täiskasvanud ahvide tuuma, kuid see ei õnnestunud. Nad implanteerisid 42 emaahvi ja 22 neist tiinestusid, kuid sündis vaid kaks imikut maki, kes surid varsti pärast sündi.
Muud ideed
Muming Poo ütles, et Zhong Zhongi ja Hua Hua sünd näitab, et inimesed võivad teha inimklone, kuid Poo ei kavatse seda teha. Poo sõnul on see oluline ka sellepärast, et see näitab, et somaatilise raku tuumaülekande abil saaks katsete jaoks teha geneetiliselt täpselt samasuguseid ahve. Arstid, kes uurivad inimsüdant, kasutavad juba praegu vähki söövad makakad mudelorganismina, kui nad uurivad südame ümbruse veresoonte probleeme. Poo ütles, et selliseid ahve nagu Zhong Zhong ja Hua Hua võiks kasutada neuroteaduse, Parkinsoni tõve ja Alzheimeri tõve uurimiseks, kui ta rääkis 2018. aasta jaanuaris raadiouudiste programmis All Things Considered.
Akadeemikud, kes uurivad õiget ja valet teaduses, nagu Insoo Hyun Case Western Reserve'i ülikoolist, küsisid, kas inimesed muudkui valmistaksid inimkloone. Poo ütles All Things Considered'ile: "Tehniliselt võttes saab inimest[t] kloonida ... Aga me ei kavatse seda teha. Ei ole absoluutselt mingit plaani teha midagi inimestega."
Seotud leheküljed
Küsimused ja vastused
K: Kes on Zhong Zhong ja Hua Hua?
V: Zhong Zhong ja Hua Hua on identsed makaakid, kes on loodud somaatilise raku tuumaülekande (SCNT) teel, mis teeb neist esimesed sel viisil kloonitud primaadid.
K: Millal sündisid Zhong Zhong ja Hua Hua?
V: Zhong Zhong sündis 27. novembril 2017 ja Hua Hua sündis 5. detsembril 2017.
K: Mis on somaatiline rakkude tuumaülekanne (SCNT)?
V: Somaatilise raku tuumaülekande (SCNT) puhul on tegemist kloonimistehnikaga, mida kasutati Zhong Zhongi ja Hua Hua loomiseks. See hõlmab tuumade ülekandmist täiskasvanud keharakkudest, näiteks naharakkudest, munarakkudesse, mille tuum on eemaldatud.
K: Mis tähendus on sellel, et Zhong Zhong Zhong ja Hua Hua on esimesed SCNT abil kloonitud primaadid?
V: Zhong Zhong ja Hua Hua on esimesed SCNT abil kloonitud primaadid, sest see on läbimurre primaatide kloonimises, mis võib kaasa tuua edasiminekuid regeneratiivses meditsiinis ja inimeste haiguste uurimisel.
K: Kuidas erinesid Zhong Zhong ja Hua Hua varasematest ahvide kloonimise katsetest?
V: Zhong Zhong ja Hua Hua valmistati erinevalt varasematest ahvide kloonimise katsetest, sest nad pärinesid loote rakkude annetatud tuumadest, mida on raskem teha. Varasemad katsed kasutasid annetatud embrüonaalseid tüvirakke.
K: Kus sündisid Zhong Zhong ja Hua Hua?
V: Zhong Zhong ja Hua Hua sündisid mõlemad Hiina Teaduste Akadeemia neuroteaduste instituudis Shanghais.
K: Milline oli lammas Dolly tähendus 1996. aastal?
V: Dolly lammas oli esimene täiskasvanud somaatilisest rakust kloonitud imetajatest, mis oli suur teaduslik läbimurre, mis avas ukse edasistele teadusuuringutele kloonimistehnoloogias.
Otsige