kloning

Kloning fra utdødde arter har vært en fantasi i film og litteratur (Jurassic Park) og i vitenskap, og det fryses i dag ned DNA fra utrydningstruete arter i egne biobanker. Det er meget tvilsomt om man kan få levedyktige arter fra DNA fra noen få individer av en art. Kvaliteten på DNA-et er neppe perfekt, og fravær av foreldre til å lære avkommet opp vil antagelig sikre rask undergang.

Å klone gener eller biter av DNA-tråden er vanlig og brukes mye innen forskning, spesielt for å forstå strukturen og funksjonen til gener. Andre ord for genkloning er DNA-kloning og molekylær kloning.

I denne typen kloning tar man et gen eller en bit av DNA fra en organisme og setter det inn i en såkalt vektor. Vektorer kan være bakterier, gjærceller, virus eller plasmider. Vektoren kan så oppformeres i laboratoriet slik at det produseres mange kopier, kloner, av genet eller DNA-biten man satte inn.

Reproduktiv kloning er å lage en klon som er et helt individ. Man bruker en celle fra det dyret man ønsker å klone, tar ut cellekjernen – som inneholder arvematerialet – og setter den inn i en eggcelle hvor kjernen er fjernet. Dette kalles kjerneoverføring. Cellen man henter kjernen fra kan enten være en fostercelle eller en kroppscelle (somatisk celle).

Eggcellen får utvikle seg til et embryo i laboratoriet, settes etter hvert inn i et hunndyr hvor det får fullføre utviklingen og til slutt bli født. Individet som fødes er genetisk lik dyret hvor kroppscellen kom fra opprinnelig. Fordi det etterligner reproduksjon kalles det reproduktiv kloning.

Dolly var det første dyret som var laget ved kloning av et voksent pattedyr. Kloningsforsøk før 1996 hadde kun klart å lage kloner ved å dele embryoer i to eller ta cellekjernen fra et embryo og putte inn i en eggcelle. For å lage Dolly brukte man en kroppscelle (somatisk celle) fra en voksen sau.

For å få egget til å gro og dele seg var det nødvendig med en rekke forsøk – i alt brukte man 277 egg der man overførte kjerner fra sauejur, altså en høyt differensiert celle, for å lage 29 embryoer, derav ble det bare 3 lam som ble født og bare én overlevde. Lammet fikk navnet Dolly etter artisten Dolly Parton og cellen som ga opphavet til kjernen, men stimuleringsteknikker med elektriske strømstøt var nødvendig for at celledeling skulle starte og at morkjernen skulle reprogrammeres til å starte differensiering av fosteret på nytt.

Suksessen ved dette eksperimentet skyldtes at forskerne hadde klart å utvikle en kjemisk metode som aktiverte hele arvematerialet hos den ferdig differensierte kroppscellen.

Sauen Dolly utviklet etter hvert leddgikt og døde relativt ung i 2003. Det var spekulasjoner om for tidlig aldring eller autoimmun sykdom, men så vel telomerer, ytterdelen av kromosomene som forkortes ved aldring, som andre organer var normale. Hun fikk en virusinfeksjon og døde av en progressiv lungesykdom.

Før Dolly hadde forskere klart å klone mus ved å dele et befruktet embryo i to og implantere dem i hunnmus. Dette kalles embryosplitting eller fostersplitting.

Identiske individer av ku, sau og kylling hadde også blitt laget ved hjelp av kjerneoverføring hvor kjernen var hentet fra et embryo. Metoden som ble brukt da Dolly ble laget var også kjerneoverføring, men det spektakulære var at kjernen var tatt fra en kroppscelle og ikke et embryo.

Etter Dolly har man klonet en del andre dyr på samme måte: storfe, katt, muldyr, og hest. En rekke av eggene, embryoene eller fostrene har imidlertid dødd tidlig, hatt defekter eller misdannelser.

Apen Tetra ble til ved embryosplitting i 1999.

Terapeutisk kloning er å klone celler fra et menneske for å lage stamceller til bruk i medisinsk forskning og behandling. Terapeutisk kloning ble utviklet med det formål å behande sykdommer, derav navnet terapeutisk. Stamcellene fra terapeutisk kloning skulle brukes til å lage friskt vev som kunne erstatte sykt eller skadet vev i en pasient. Dette kalles regenerativ medisin. Stamcellene fra terapeutisk kloning vil være genetisk identiske med personen cellene er klonet fra.

I terapeutisk kloning brukes kjerneoverføring på samme måte som ved reproduktiv kloning, men istedenfor å sette egget inn i en livmor blir utviklingen stoppet i laboratoriet på et stadium som heter blastocyst. Stamceller blir så høstet fra blastocysten.

På grunn av utfordringer knyttet til metoden brukes ikke terapeutisk kloning i behandling av sykdommer i dag. På samme måte som kreftceller kan disse stamcellene akkumulere mutasjoner som kan føre til kreft. I tillegg er det et etisk dilemma for mange, fordi man bruker eggceller (kjønnscelle) og stopper embryoets utvikling.

En annen metode som er utviklet med samme formål er teknologien som kalles induserte pluripotente stamceller (iPSC). Her bruker man vanlige kroppsceller og omprogrammerer dem til å bli stamceller. Forskeren som kom fram til denne metoden, Shinya Yamanaka, ble tildelt Nobelprisen i fysiologi og medisin i 2012 sammen med Sir John B. Gurdon.