Kloning -Cloning

Mange organismer, inkludert ospetrær , formerer seg ved kloning, og skaper ofte store grupper av organismer med samme DNA . Et eksempel avbildet her er skjelvende osp .

Kloning er prosessen med å produsere individuelle organismer med identisk eller praktisk talt identisk DNA , enten ved naturlige eller kunstige midler. I naturen produserer noen organismer kloner gjennom aseksuell reproduksjon . Innenfor bioteknologi er kloning prosessen med å lage klonede organismer (kopier) av celler og av DNA-fragmenter ( molekylær kloning ).

Etymologi

Oppfunnet av Herbert J. Webber , begrepet klon stammer fra det antikke greske ordet κλών ( klōn ), kvist , som er prosessen der en ny plante blir skapt fra en kvist. I botanikk ble begrepet lusus brukt. I hagebruk ble skrivemåten klon brukt til begynnelsen av det tjuende århundre; den siste e-en kom i bruk for å indikere at vokalen er en "lang o" i stedet for en "kort o". Siden begrepet kom inn i det populære leksikonet i en mer generell sammenheng, har rettskrivningsklonen vært brukt utelukkende.

Naturlig kloning

Kloning er en naturlig form for reproduksjon som har tillatt livsformer å spre seg i hundrevis av millioner av år. Det er en reproduksjonsmetode som brukes av planter, sopp og bakterier, og er også måten klonale kolonier reproduserer seg selv på. Eksempler på disse organismene inkluderer blåbærplanter , hasseltrær , Pando-trærne , Kentucky coffeetree , Myrica og American sweetgum.

Molekylær kloning

Molekylær kloning refererer til prosessen med å lage flere molekyler. Kloning brukes ofte til å amplifisere DNA- fragmenter som inneholder hele gener , men det kan også brukes til å amplifisere en hvilken som helst DNA-sekvens som promotorer , ikke-kodende sekvenser og tilfeldig fragmentert DNA. Den brukes i et bredt spekter av biologiske eksperimenter og praktiske anvendelser, alt fra genetisk fingeravtrykk til storskala proteinproduksjon. Noen ganger blir begrepet kloning misvisende brukt for å referere til identifiseringen av den kromosomale plasseringen av et gen assosiert med en spesiell fenotype av interesse, for eksempel ved posisjonell kloning . I praksis gjør lokalisering av genet til et kromosom eller genomisk område ikke nødvendigvis at man kan isolere eller amplifisere den relevante genomiske sekvensen. For å amplifisere en hvilken som helst DNA-sekvens i en levende organisme, må den sekvensen være koblet til et replikasjonsorigo , som er en DNA-sekvens som er i stand til å styre forplantningen av seg selv og enhver koblet sekvens. Imidlertid er det nødvendig med en rekke andre funksjoner, og en rekke spesialiserte kloningsvektorer (liten del av DNA som et fremmed DNA-fragment kan settes inn i) eksisterer som tillater proteinproduksjon , affinitetsmerking , enkelttrådet RNA eller DNA-produksjon og en en rekke andre molekylærbiologiske verktøy.

Kloning av et hvilket som helst DNA-fragment involverer i hovedsak fire trinn

  1. fragmentering - bryte fra hverandre en DNA-streng
  2. ligering – lime sammen biter av DNA i ønsket sekvens
  3. transfeksjon - innsetting av de nydannede bitene av DNA i celler
  4. screening/seleksjon – velge ut cellene som ble vellykket transfektert med det nye DNA

Selv om disse trinnene er ufravikelige blant kloningsprosedyrer kan en rekke alternative ruter velges; disse er oppsummert som en kloningsstrategi .

I utgangspunktet må DNA av interesse isoleres for å gi et DNA-segment av passende størrelse. Deretter brukes en ligeringsprosedyre hvor det amplifiserte fragmentet settes inn i en vektor (DNA-stykke). Vektoren (som ofte er sirkulær) lineariseres ved bruk av restriksjonsenzymer , og inkuberes med fragmentet av interesse under passende forhold med et enzym kalt DNA-ligase . Etter ligering blir vektoren med innskuddet av interesse transfektert inn i celler. En rekke alternative teknikker er tilgjengelige, for eksempel kjemisk sensibilisering av celler, elektroporering , optisk injeksjon og biolistikk . Til slutt dyrkes de transfekterte cellene. Siden de nevnte prosedyrene er av spesielt lav effektivitet, er det et behov for å identifisere cellene som har blitt vellykket transfektert med vektorkonstruksjonen som inneholder den ønskede innsettingssekvensen i den nødvendige orienteringen. Moderne kloningsvektorer inkluderer selekterbare antibiotikaresistensmarkører , som lar bare celler som vektoren har blitt transfektert i, vokse. I tillegg kan kloningsvektorene inneholde fargeseleksjonsmarkører, som gir blå/hvit screening (alfa-faktor komplementering) på X-gal medium. Ikke desto mindre garanterer ikke disse seleksjonstrinnene absolutt at DNA-innskuddet er tilstede i de oppnådde cellene. Ytterligere undersøkelser av de resulterende koloniene må være nødvendig for å bekrefte at kloningen var vellykket. Dette kan oppnås ved hjelp av PCR , restriksjonsfragmentanalyse og/eller DNA-sekvensering .

Cellekloning

Kloning av encellede organismer

Kloning av cellelinjekolonier ved bruk av kloningsringer

Kloning av en celle betyr å utlede en populasjon av celler fra en enkelt celle. Når det gjelder encellede organismer som bakterier og gjær, er denne prosessen bemerkelsesverdig enkel og krever i hovedsak bare inokulering av passende medium. Når det gjelder cellekulturer fra multicellulære organismer, er imidlertid cellekloning en vanskelig oppgave da disse cellene ikke lett vil vokse i standardmedier.

En nyttig vevskulturteknikk som brukes til å klone distinkte linjer av cellelinjer involverer bruk av kloningsringer (sylindere). I denne teknikken blir en enkeltcellesuspensjon av celler som har blitt eksponert for et mutagent middel eller medikament som brukes til å drive seleksjon , belagt med høy fortynning for å lage isolerte kolonier, som hver stammer fra en enkelt og potensielt klonal distinkt celle. På et tidlig vekststadium når kolonier kun består av noen få celler, legges sterile polystyrenringer (kloningsringer), som er dyppet i fett, over en individuell koloni og en liten mengde trypsin tilsettes . Klonede celler samles inn fra ringen og overføres til et nytt kar for videre vekst.

Kloning av stamceller

Somatisk cellekjerneoverføring , populært kjent som SCNT, kan også brukes til å lage embryoer for forskning eller terapeutiske formål. Det mest sannsynlige formålet med dette er å produsere embryoer til bruk i stamcelleforskning . Denne prosessen kalles også "forskningskloning" eller "terapeutisk kloning". Målet er ikke å skape klonede mennesker (kalt «reproduktiv kloning»), men heller å høste stamceller som kan brukes til å studere menneskelig utvikling og potensielt behandle sykdom. Mens en klonal menneskelig blastocyst er blitt opprettet, er stamcellelinjer ennå ikke isolert fra en klonal kilde.

Terapeutisk kloning oppnås ved å lage embryonale stamceller i håp om å behandle sykdommer som diabetes og Alzheimers. Prosessen begynner med å fjerne kjernen (som inneholder DNA) fra en eggcelle og sette inn en kjerne fra den voksne cellen som skal klones. Når det gjelder noen med Alzheimers sykdom, plasseres kjernen fra en hudcelle til den pasienten i et tomt egg. Den omprogrammerte cellen begynner å utvikle seg til et embryo fordi egget reagerer med den overførte kjernen. Embryoet vil bli genetisk identisk med pasienten. Embryoet vil da danne en blastocyst som har potensial til å danne/bli en hvilken som helst celle i kroppen.

Grunnen til at SCNT brukes til kloning er fordi somatiske celler lett kan erverves og dyrkes i laboratoriet. Denne prosessen kan enten legge til eller slette spesifikke genomer av husdyr. Et viktig poeng å huske er at kloning oppnås når oocytten opprettholder sine normale funksjoner og i stedet for å bruke sæd- og egggenomer for å replikere, settes donorens somatiske cellekjerne inn i oocytten. Oocytten vil reagere på den somatiske cellekjernen, på samme måte som den ville reagere på en sædcellekjerne.

Prosessen med å klone et bestemt husdyr ved hjelp av SCNT er relativt lik for alle dyr. Det første trinnet er å samle de somatiske cellene fra dyret som skal klones. De somatiske cellene kunne brukes umiddelbart eller lagres i laboratoriet for senere bruk. Den vanskeligste delen av SCNT er å fjerne mors DNA fra en oocytt ved metafase II. Når dette er gjort, kan den somatiske kjernen settes inn i et eggcytoplasma. Dette skaper et encellet embryo. Den grupperte somatiske cellen og eggets cytoplasma blir deretter introdusert for en elektrisk strøm. Denne energien vil forhåpentligvis tillate det klonede embryoet å begynne utviklingen. De vellykket utviklede embryoene blir deretter plassert i surrogatmottakere, for eksempel en ku eller sau når det gjelder husdyr.

SCNT blir sett på som en god metode for å produsere jordbruksdyr til matkonsum. Den klonet med hell sauer, storfe, geiter og griser. En annen fordel er at SCNT blir sett på som en løsning for å klone truede arter som er på randen av å dø ut. Imidlertid kan belastningen på både eggcellen og den introduserte kjernen være enorm, noe som førte til et høyt tap av resulterende celler i tidlig forskning. For eksempel ble den klonede sauen Dolly født etter at 277 egg ble brukt til SCNT, som skapte 29 levedyktige embryoer. Bare tre av disse embryoene overlevde til fødselen, og bare ett overlevde til voksen alder. Siden prosedyren ikke kunne automatiseres, og måtte utføres manuelt under et mikroskop , var SCNT svært ressurskrevende. Biokjemien involvert i omprogrammering av den differensierte somatiske cellekjernen og aktivering av mottakeregget var også langt fra godt forstått. Imidlertid rapporterte forskere innen 2014 kloningsuksessrater på syv til åtte av ti, og i 2016 ble et koreansk selskap Sooam Biotech rapportert å produsere 500 klonede embryoer per dag.

I SCNT overføres ikke all donorcellens genetiske informasjon, da donorcellens mitokondrier som inneholder deres eget mitokondrielle DNA blir etterlatt. De resulterende hybridcellene beholder de mitokondrielle strukturene som opprinnelig tilhørte egget. Som en konsekvens er kloner som Dolly som er født fra SCNT ikke perfekte kopier av donoren av kjernen.

Kloning av organismer

Kloning av organismer (også kalt reproduktiv kloning) refererer til prosedyren for å skape en ny flercellet organisme, genetisk identisk med en annen. I hovedsak er denne formen for kloning en aseksuell reproduksjonsmetode, der befruktning eller inter-gametkontakt ikke finner sted. Aseksuell reproduksjon er et naturlig forekommende fenomen hos mange arter, inkludert de fleste planter og noen insekter. Forskere har gjort noen store prestasjoner med kloning, inkludert aseksuell reproduksjon av sauer og kyr. Det er mye etisk debatt om hvorvidt kloning skal brukes eller ikke. Imidlertid har kloning, eller aseksuell forplantning, vært vanlig praksis i hagebruksverdenen i hundrevis av år.

Hagebruk

Forplantning av planter fra stiklinger , for eksempel vinranker, er en eldgammel form for kloning.

Begrepet klon brukes i hagebruk for å referere til etterkommere av en enkelt plante som ble produsert ved vegetativ reproduksjon eller apomixis . Mange hagebruksplantekultivarer er kloner, etter å ha blitt avledet fra et enkelt individ, multiplisert med en annen prosess enn seksuell reproduksjon . Som et eksempel representerer noen europeiske druekultivarer kloner som har blitt formert i over to årtusener. Andre eksempler er potet og banan.

Poding kan betraktes som kloning, siden alle skuddene og grenene som kommer fra graften genetisk sett er en klon av et enkelt individ, men denne spesielle typen kloning har ikke kommet under etisk gransking og blir generelt behandlet som en helt annen type operasjon.

Mange trær, busker , vinranker , bregner og andre urteaktige stauder danner klonale kolonier naturlig. Deler av en individuell plante kan løsne ved fragmentering og vokse videre til å bli separate klonale individer. Et vanlig eksempel er vegetativ reproduksjon av mose- og levermosegametofyttkloner ved hjelp av gemmae . Noen karplanter, f.eks. løvetann og visse viviparøse gress, danner også frø aseksuelt, kalt apomixis , noe som resulterer i klonale populasjoner av genetisk identiske individer.

Partenogenese

Klonal avledning eksisterer i naturen hos noen dyrearter og omtales som parthenogenese (reproduksjon av en organisme alene uten en partner). Dette er en aseksuell form for reproduksjon som bare finnes hos hunner av enkelte insekter, krepsdyr, nematoder, fisk (for eksempel hammerhai ) og øgler inkludert Komodo-dragen og flere whiptails . Veksten og utviklingen skjer uten befruktning av en hann. Hos planter betyr partenogenese utviklingen av et embryo fra en ubefruktet eggcelle, og er en del av apomixis. Hos arter som bruker XY kjønnsbestemmelsessystemet , vil avkommet alltid være hunn. Et eksempel er den lille ildmauren ( Wasmannia auropunctata ), som er hjemmehørende i Sentral- og Sør-Amerika, men som har spredt seg i mange tropiske miljøer.

Kunstig kloning av organismer

Kunstig kloning av organismer kan også kalles reproduktiv kloning .

Første steg

Hans Spemann , en tysk embryolog ble tildelt en Nobelpris i fysiologi eller medisin i 1935 for sin oppdagelse av effekten nå kjent som embryonal induksjon, utøvet av ulike deler av embryoet, som styrer utviklingen av grupper av celler inn i bestemte vev og organer. . I 1924 var han og hans elev, Hilde Mangold , de første som utførte kjernefysisk overføring av somatisk celle ved bruk av amfibieembryoer – et av de første skrittene mot kloning.

Metoder

Reproduktiv kloning bruker vanligvis " somatic cell nuclear transfer " (SCNT) for å lage dyr som er genetisk identiske. Denne prosessen innebærer overføring av en kjerne fra en voksen donorcelle (somatisk celle) til et egg som kjernen er fjernet fra, eller til en celle fra en blastocyst som kjernen er fjernet fra. Hvis egget begynner å dele seg normalt, overføres det til livmoren til surrogatmoren. Slike kloner er strengt tatt ikke identiske siden de somatiske cellene kan inneholde mutasjoner i deres kjernefysiske DNA. I tillegg inneholder mitokondriene i cytoplasmaet også DNA, og under SCNT er dette mitokondrielle DNAet helt fra den cytoplasmatiske donorens egg, og mitokondriegenomet er derfor ikke det samme som til kjernedonorcellen det ble produsert fra. Dette kan ha viktige implikasjoner for kjernefysisk overføring på tvers av arter der nukleær-mitokondriell inkompatibilitet kan føre til død.

Kunstig embryosplitting eller embryotwinning , en teknikk som skaper eneggede tvillinger fra et enkelt embryo, anses ikke på samme måte som andre metoder for kloning. Under denne prosedyren deles et donorembryo i to distinkte embryoer, som deretter kan overføres via embryooverføring . Det utføres optimalt på 6- til 8-cellestadiet, hvor det kan brukes som en utvidelse av IVF for å øke antall tilgjengelige embryoer. Hvis begge embryoene lykkes, gir det opphav til eneggede tvillinger .

Sauen Dolly

Den taksidermierte kroppen til sauen Dolly
Dolly klone

Dolly , en Finn-Dorset- søy , var det første pattedyret som ble vellykket klonet fra en voksen somatisk celle. Dolly ble dannet ved å ta en celle fra juret til hennes 6 år gamle biologiske mor. Dollys embryo ble skapt ved å ta cellen og sette den inn i et saueovum. Det tok 435 forsøk før et embryo var vellykket. Embryoet ble deretter plassert inne i en hunnsau som gikk gjennom en normal graviditet. Hun ble klonet ved Roslin Institute i Skottland av de britiske vitenskapsmennene Sir Ian Wilmut og Keith Campbell og bodde der fra hun ble født i 1996 til hun døde i 2003 da hun var seks. Hun ble født 5. juli 1996, men ble ikke kunngjort for verden før 22. februar 1997. De utstoppede levningene hennes ble plassert på Edinburghs Royal Museum , en del av National Museums of Scotland .

Dolly var offentlig viktig fordi innsatsen viste at genetisk materiale fra en spesifikk voksen celle, designet for å uttrykke bare en distinkt undergruppe av dens gener, kan redesignes for å vokse en helt ny organisme. Før denne demonstrasjonen var det vist av John Gurdon at kjerner fra differensierte celler kunne gi opphav til en hel organisme etter transplantasjon til et egg med kjerneceller. Imidlertid ble dette konseptet ennå ikke demonstrert i et pattedyrsystem.

Den første pattedyrkloningen (som resulterte i Dolly) hadde en suksessrate på 29 embryoer per 277 befruktede egg, som ga tre lam ved fødselen, hvorav ett levde. I et storfeeksperiment som involverte 70 klonede kalver, døde en tredjedel av kalvene ganske unge. Den første vellykket klonede hesten, Prometea , tok 814 forsøk. Spesielt, selv om de første klonene var frosker, har ingen voksen klonet frosk ennå blitt produsert fra en somatisk voksen kjernedonorcelle.

Det var tidlige påstander om at Dolly hadde patologier som lignet akselerert aldring. Forskere spekulerte i at Dollys død i 2003 var relatert til forkortningen av telomerer , DNA-proteinkomplekser som beskytter enden av lineære kromosomer . Imidlertid hevder andre forskere, inkludert Ian Wilmut som ledet teamet som vellykket klonet Dolly, at Dollys tidlige død på grunn av luftveisinfeksjon ikke var relatert til problemer med kloningsprosessen. Denne ideen om at kjernene ikke har blitt irreversibelt eldre ble vist i 2013 å være sant for mus.

Dolly ble oppkalt etter artisten Dolly Parton fordi cellene som ble klonet for å lage henne var fra en brystkjertelcelle , og Parton er kjent for sin rikelige spaltning.

Arter klonet

De moderne kloningsteknikkene som involverer kjernefysisk overføring er vellykket utført på flere arter. Bemerkelsesverdige eksperimenter inkluderer:

  • Rumpetroll : (1952) Robert Briggs og Thomas J. King hadde vellykket klonet nordlige leopardfrosker : trettifem komplette embryoer og tjuesju rumpetroll fra ett hundre og fire vellykkede atomoverføringer.
  • Karpe : (1963) I Kina produserte embryologen Tong Dizhou verdens første klonede fisk ved å sette inn DNA fra en celle til en hannkarpe i et egg fra en hunnkarpe. Han publiserte funnene i et kinesisk vitenskapstidsskrift.
  • Sebrafisk : Det første virveldyret klonet (1981) av George Streisinger ( Streisinger, George; Walker, C.; Dower, N.; Knauber, D.; Singer, F. (1981), "Produksjon av kloner av homozygote diploide sebrafisk ( Brachydanio rerio)", Nature , 291 ( 5813): 293–296, Bibcode : 1981Natur.291..293S , doi : 10.1038/291293a0 , PMID  7248006 , S239454 , S239454 )
  • Sau : Merket det første pattedyret som ble klonet (1984) fra tidlige embryonale celler av Steen Willadsen . Megan og Morag klonet fra differensierte embryonale celler i juni 1995 og Dolly fra en somatisk celle i 1996.
  • Mus: (1986) En mus ble vellykket klonet fra en tidlig embryonal celle. De sovjetiske vitenskapsmennene Chaylakhyan , Veprencev, Sviridova og Nikitin fikk musen "Masha" klonet. Forskning ble publisert i magasinet Biofizika bind ХХХII, utgave 5 av 1987.
  • Rhesus-ape : Tetra (januar 2000) fra spaltning av embryo og ikke kjernefysisk overføring. Mer beslektet med kunstig dannelse av tvillinger.
  • Gris: de første klonede grisene (mars 2000). I 2014 produserte BGI i Kina 500 klonede griser i året for å teste nye medisiner.
  • Gaur : (2001) var den første truede arten som ble klonet.
  • Storfe: Alfa og Beta (hanner, 2001) og (2005) Brasil
  • Cat: CopyCat "CC" (kvinne, sent i 2001), Little Nicky , 2004, var den første katten som ble klonet av kommersielle årsaker
  • Rotte: Ralph , den første klonede rotten (2003)
  • Mule : Idaho Gem , et john muldyr født 4. mai 2003, var den første hestefamilieklonen.
  • Hest: Prometea , en Haflinger-kvinne født 28. mai 2003, var den første hesteklonen.
  • Hund: Snuppy , en afghansk hannhund var den første klonede hunden (2005). I 2017 ble verdens første genredigerende klonehund, Apple, skapt av Sinogene Biotechnology. Sooam Biotech, Sør-Korea, ble rapportert i 2015 for å ha klonet 700 hunder til dags dato for sine eiere, inkludert to Yakutian Laika jakthunder, som er alvorlig truet på grunn av krysning.
  • Wolf : Snuwolf and Snuwolffy , de to første klonede hunnulvene (2005).
  • Vannbøffel : Samrupa var den første klonede vannbøffelen. Den ble født 6. februar 2009 ved Indias Karnal National Diary Research Institute, men døde fem dager senere på grunn av lungeinfeksjon.
  • Pyreneisk steinbukk (2009) var det første utdødde dyret som ble klonet tilbake til livet; klonen levde i syv minutter før den døde av lungefeil.
  • Camel: (2009) Injaz , var den første klonede kamelen.
  • Pashmina geit : (2012) Noori , er den første klonede pashmina geiten. Forskere ved fakultetet for veterinærvitenskap og husdyrhold ved Sher-e-Kashmir University of Agricultural Sciences and Technology i Kashmir klonet med suksess den første Pashmina-geiten (Noori) ved å bruke avanserte reproduksjonsteknikker under ledelse av Riaz Ahmad Shah.
  • Geit: (2001) Forskere ved Northwest A&F University klonet den første geiten som brukte den voksne hunncellen.
  • Mage rugende frosk : (2013) Mage rugende frosk, Rheobatrachus silus , antatt å ha vært utryddet siden 1983 ble klonet i Australia, selv om embryoene døde etter noen dager.
  • Makakap : (2017) Første vellykkede kloning av en primatart ved bruk av kjernefysisk overføring , med fødselen av to levende kloner kalt Zhong Zhong og Hua Hua . Gjennomført i Kina i 2017, og rapportert i januar 2018. I januar 2019 rapporterte forskere i Kina opprettelsen av fem identiske klonede genredigerte aper, ved å bruke den samme kloningsteknikken som ble brukt med Zhong Zhong og Hua Hua og sauen Dolly , og genredigeringsteknikken Crispr - Cas9 som angivelig ble brukt av He Jiankui for å lage de første genmodifiserte menneskelige babyene Lulu og Nana . Apeklonene ble laget for å studere flere medisinske sykdommer.
  • Svartfot ilder : (2020) I 2020 klonet et team av forskere en kvinne ved navn Willa, som døde på midten av 1980-tallet og ikke etterlot seg noen levende etterkommere. Klonen hennes, en kvinne ved navn Elizabeth Ann, ble født 10. desember. Forskere håper at bidraget fra denne personen vil lindre effektene av innavl og hjelpe svartfotede ildere bedre å takle pest. Eksperter anslår at denne hunnens genom inneholder tre ganger så mye genetisk mangfold som noen av de moderne svartfotilderne.

Menneskekloning

Menneskelig kloning er opprettelsen av en genetisk identisk kopi av et menneske. Begrepet brukes vanligvis for å referere til kunstig menneskelig kloning, som er reproduksjon av menneskelige celler og vev. Det refererer ikke til den naturlige unnfangelsen og fødselen av eneggede tvillinger . Muligheten for menneskelig kloning har reist kontroverser . Disse etiske bekymringene har fått flere nasjoner til å vedta lovgivning angående menneskelig kloning og dens lovlighet. Foreløpig har forskerne ingen intensjon om å prøve å klone mennesker, og de mener resultatene deres bør utløse en bredere diskusjon om lovene og forskriftene verden trenger for å regulere kloning.

To ofte diskuterte typer teoretisk menneskelig kloning er terapeutisk kloning og reproduktiv kloning . Terapeutisk kloning vil innebære kloning av celler fra et menneske for bruk i medisin og transplantasjoner, og er et aktivt forskningsområde, men er ikke i medisinsk praksis noe sted i verden, fra og med 2021. To vanlige metoder for terapeutisk kloning som det forskes på er somatisk cellekjerneoverføring og, mer nylig, pluripotent stamcelleinduksjon . Reproduktiv kloning vil innebære å lage et helt klonet menneske, i stedet for bare spesifikke celler eller vev.

Etiske spørsmål ved kloning

Det er en rekke etiske posisjoner angående mulighetene for kloning, spesielt menneskelig kloning . Mens mange av disse synspunktene har religiøs opprinnelse, blir spørsmålene som reises ved kloning også møtt av sekulære perspektiver. Perspektiver på menneskelig kloning er teoretiske, da menneskelig terapeutisk og reproduktiv kloning ikke brukes kommersielt; dyr klones i dag i laboratorier og i husdyrproduksjon.

Talsmenn støtter utvikling av terapeutisk kloning for å generere vev og hele organer for å behandle pasienter som ellers ikke kan få transplantasjoner, for å unngå behovet for immundempende medisiner og for å avverge effekten av aldring. Talsmenn for reproduktiv kloning mener at foreldre som ellers ikke kan formere seg bør ha tilgang til teknologien.

Motstandere av kloning har bekymringer for at teknologien ennå ikke er utviklet nok til å være trygg og at den kan være utsatt for misbruk (som fører til generering av mennesker som organer og vev vil bli høstet fra), samt bekymringer for hvordan klonede individer kan integreres med familier og med samfunnet for øvrig.

Religiøse grupper er delt, med noen som motsetter seg at teknologien tilraner seg «Guds plass» og, i den grad embryoer brukes, ødelegger et menneskeliv; andre støtter terapeutisk klonings potensielle livreddende fordeler.

Kloning av dyr er motarbeidet av dyregrupper på grunn av antallet klonede dyr som lider av misdannelser før de dør, og mens mat fra klonede dyr har blitt godkjent av US FDA, er bruken motarbeidet av grupper som er bekymret for mattrygghet.

Kloning av utdødde og truede arter

Kloning, eller mer presist, rekonstruksjon av funksjonelt DNA fra utdødde arter har i flere tiår vært en drøm. Mulige implikasjoner av dette ble dramatisert i 1984-romanen Carnosaur og 1990-romanen Jurassic Park . De beste nåværende kloningsteknikkene har en gjennomsnittlig suksessrate på 9,4 prosent (og så høy som 25 prosent) når du arbeider med kjente arter som mus, mens kloning av ville dyr vanligvis er mindre enn 1 prosent vellykket.

Flere vevsbanker har kommet til, inkludert " Frozen zoo " i San Diego Zoo , for å lagre frosset vev fra verdens sjeldneste og mest truede arter. Dette blir også referert til som "Conservation cloning".

I 2001 fødte en ku ved navn Bessie en klonet asiatisk gaur , en truet art, men kalven døde etter to dager. I 2003 ble en banteng vellykket klonet, etterfulgt av tre afrikanske villkatter fra et tint frosset embryo. Disse suksessene ga håp om at lignende teknikker (ved bruk av surrogatmødre av en annen art) kan brukes til å klone utdødde arter. I påvente av denne muligheten ble vevsprøver fra den siste bukardoen ( pyreneisk steinbukk ) frosset ned i flytende nitrogen umiddelbart etter at den døde i 2000. Forskere vurderer også å klone truede arter som kjempepandaen og geparden .

I 2002 kunngjorde genetikere ved Australian Museum at de hadde replikert DNA fra tylacin (Tasmanian tiger), på den tiden utdødd i omtrent 65 år, ved hjelp av polymerasekjedereaksjon . Imidlertid kunngjorde museet 15. februar 2005 at det stopper prosjektet etter at tester viste at prøvenes DNA var blitt for dårlig nedbrutt av ( etanol ) konserveringsmiddel. Den 15. mai 2005 ble det kunngjort at tylacinprosjektet ville bli gjenopplivet, med ny deltakelse fra forskere i New South Wales og Victoria .

I 2003, for første gang, ble et utdødd dyr, den pyreneiske steinbukken nevnt ovenfor, klonet, ved Center of Food Technology and Research of Aragon, ved å bruke den bevarte frosne cellekjernen i hudprøvene fra 2001 og tamgeiteggceller. Steinbukken døde kort tid etter fødselen på grunn av fysiske defekter i lungene.

Et av de mest etterlengtede målene for kloning var en gang den ullaktige mammuten , men forsøk på å trekke ut DNA fra frosne mammuter har vært mislykket, selv om et felles russisk-japansk team jobber mot dette målet. I januar 2011 ble det rapportert av Yomiuri Shimbun at et team av forskere ledet av Akira Iritani fra Kyoto University hadde bygget på forskning av Dr. Wakayama, og sa at de vil trekke ut DNA fra et mammutkadaver som hadde blitt bevart i et russisk laboratorium og sett den inn i eggcellene til en asiatisk elefant i håp om å produsere et mammutembryo. Forskerne sa at de håpet å produsere en baby mammut innen seks år. Det ble imidlertid bemerket at resultatet, hvis mulig, ville være en elefant-mammut-hybrid i stedet for en ekte mammut. Et annet problem er overlevelsen av den rekonstruerte mammuten: drøvtyggere er avhengige av en symbiose med spesifikk mikrobiota i magen for fordøyelsen.

Forskere ved University of Newcastle og University of New South Wales kunngjorde i mars 2013 at den helt nylig utdødde magefrosken ville bli gjenstand for et kloningsforsøk for å gjenopplive arten.

Mange slike "De-extinction"-prosjekter er beskrevet i Long Now Foundations Revive and Restore Project.

Levetid

Etter et åtte år langt prosjekt som involverte bruk av en banebrytende kloningsteknikk, skapte japanske forskere 25 generasjoner av friske klonede mus med normal levetid, og demonstrerte at kloner ikke har kortere levetid enn naturlig fødte dyr. Andre kilder har bemerket at avkom av kloner har en tendens til å være sunnere enn de originale klonene og ikke kan skilles fra dyr produsert naturlig.

Noen mente at sauen Dolly kan ha blitt eldre raskere enn naturlig fødte dyr, siden hun døde relativt tidlig for en sau i en alder av seks. Til syvende og sist ble hennes død tilskrevet en luftveissykdom, og teorien om "avansert aldring" er omstridt.

En detaljert studie utgitt i 2016 og mindre detaljerte studier av andre tyder på at når klonede dyr kommer forbi den første måneden eller to av livet, er de generelt friske. Imidlertid er tidlig graviditetstap og neonatale tap fortsatt større med kloning enn naturlig unnfangelse eller assistert befruktning (IVF). Nåværende forskning prøver å overvinne disse problemene.

Historie

I populærkulturen

Sontarans i Doctor Who er en klonet krigerrase.

Diskusjon om kloning i populærmedia presenterer ofte temaet negativt. I en artikkel i Time- artikkelen 8. november 1993 ble kloning fremstilt på en negativ måte, og modifiserte Michelangelos Creation of Adam til å avbilde Adam med fem identiske hender. Newsweeks 10. mars 1997-utgave kritiserte også etikken ved menneskelig kloning, og inkluderte en grafikk som viser identiske babyer i begerglass.

Konseptet med kloning, spesielt menneskelig kloning, har inneholdt et bredt utvalg av science fiction-verk. En tidlig fiktiv skildring av kloning er Bokanovskys prosess som er med i Aldous Huxleys dystopiske roman Brave New World fra 1931 . Prosessen brukes på befruktede menneskelige egg in vitro , noe som får dem til å dele seg i identiske genetiske kopier av originalen. Etter fornyet interesse for kloning på 1950-tallet, ble emnet utforsket videre i verk som Poul Andersons historie fra 1953 UN-Man , som beskriver en teknologi kalt "exogenesis", og Gordon Rattray Taylors bok The Biological Time Bomb , som populariserte begrepet "kloning" i 1963.

Kloning er et tilbakevendende tema i en rekke moderne science fiction-filmer, alt fra actionfilmer som Anna to the Infinite Power , The Boys from Brazil , Jurassic Park (1993), Alien Resurrection (1997), The 6th Day (2000), Resident Evil (2002), Star Wars: Episode II – Attack of the Clones (2002), The Island (2005) og Moon (2009) til komedier som Woody Allens film Sleeper fra 1973 .

Kloningsprosessen er representert forskjellig i skjønnlitteratur. Mange verk skildrer den kunstige skapelsen av mennesker ved en metode for å dyrke celler fra en vevs- eller DNA-prøve; replikasjonen kan være øyeblikkelig, eller skje gjennom langsom vekst av menneskelige embryoer i kunstig livmor . I den langvarige britiske TV-serien Doctor Who ble den fjerde doktoren og hans følgesvenn Leela klonet i løpet av sekunder fra DNA-prøver (" The Invisible Enemy ", 1977) og deretter - i en tilsynelatende hyllest til filmen Fantastic Voyage fra 1966 – krympet til mikroskopisk størrelse for å komme inn i legens kropp for å bekjempe et fremmedvirus. Klonene i denne historien er kortvarige, og kan bare overleve noen minutter før de utløper. Science fiction-filmer som The Matrix og Star Wars: Episode II – Attack of the Clones har vist scener av menneskelige fostre som dyrkes i industriell skala i mekaniske tanker.

Kloning av mennesker fra kroppsdeler er også et vanlig tema i science fiction. Kloning er sterkt blant science fiction-konvensjonene som er parodiert i Woody Allens Sleeper , hvis handling sentrerer rundt et forsøk på å klone en myrdet diktator fra hans kroppsløse nese. I Doctor Who- historien " Journey's End " fra 2008 vokser en duplikatversjon av den tiende doktoren spontant fra den avkuttede hånden hans, som hadde blitt kuttet av i en sverdkamp under en tidligere episode.

Et annet eksempel er 2021-filmen Girl Next der en kvinne blir bortført, dopet og hjernevasket til å bli en lydig, levende sexdukke. Det er senere bevist at hun er en klone av en klone designet for å myrde menneskehandlerne.

Etter døden til hennes elskede 14 år gamle Coton de Tulear ved navn Samantha sent i 2017, kunngjorde Barbra Streisand at hun hadde klonet hunden, og nå "ventet på at [de to klonede valpene] skulle bli eldre så [hun] kan se om de har [Samanthas] brune øyne og hennes alvor". Operasjonen kostet 50 000 dollar gjennom kjæledyrkloningsselskapet ViaGen .

Kloning og identitet

Science fiction har brukt kloning, mest vanlig og spesifikt menneskelig kloning , for å reise de kontroversielle spørsmålene om identitet. A Number er et skuespill fra 2002 av den engelske dramatikeren Caryl Churchill som tar for seg emnet menneskelig kloning og identitet, spesielt natur og næring . Historien, som foregår i nær fremtid, er strukturert rundt konflikten mellom en far (Salter) og sønnene hans (Bernard 1, Bernard 2 og Michael Black) - hvorav to er kloner av den første. A Number ble tilpasset av Caryl Churchill for TV, i en samproduksjon mellom BBC og HBO Films .

I 2012 ble en japansk TV-serie kalt "Bunshin" laget. Historiens hovedperson, Mariko, er en kvinne som studerer barnevern i Hokkaido. Hun vokste opp alltid i tvil om kjærligheten fra moren, som ikke lignet henne og som døde ni år før. En dag finner hun noen av morens eiendeler hjemme hos en slektning, og drar til Tokyo for å finne sannheten bak fødselen. Hun oppdaget senere at hun var en klon.

I TV-serien Orphan Black fra 2013 brukes kloning som en vitenskapelig studie på klonenes atferdstilpasning. På samme måte utforsker boken The Double av nobelprisvinner José Saramago den emosjonelle opplevelsen til en mann som oppdager at han er en klone.

Kloning som oppstandelse

Kloning har blitt brukt i skjønnlitteratur som en måte å gjenskape historiske skikkelser på. I Ira Levin -romanen The Boys from Brazil fra 1976 og dens filmatisering fra 1978 , bruker Josef Mengele kloning for å lage kopier av Adolf Hitler .

I Michael Crichtons roman Jurassic Park fra 1990 , som skapte en serie Jurassic Park- spillefilmer , utvikler bioingeniørselskapet InGen en teknikk for å gjenopplive utdødde arter av dinosaurer ved å lage klonede skapninger ved å bruke DNA ekstrahert fra fossiler . De klonede dinosaurene brukes til å befolke dyreparken Jurassic Park for underholdning for besøkende. Opplegget går katastrofalt galt når dinosaurene slipper unna innhegningene sine. Til tross for at de ble selektivt klonet som hunner for å hindre dem i å avle, utvikler dinosaurene evnen til å reprodusere seg gjennom parthenogenese .

Kloning for krigføring

Bruken av kloning til militære formål har også blitt utforsket i flere skjønnlitterære verk. I Doctor Who ble en fremmed rase av panserkledde, krigerske vesener kalt Sontarans introdusert i 1973-serien " The Time Warrior ". Sontaraner er avbildet som knebøy, skallete skapninger som har blitt genetisk konstruert for kamp. Deres svake punkt er en "probic vent", en liten stikkontakt på baksiden av nakken som er forbundet med kloningsprosessen. Konseptet med klonede soldater som avles opp for kamp, ​​ble gjenopptatt i " The Doctor's Daughter " (2008), da doktorens DNA brukes til å lage en kvinnelig kriger kalt Jenny .

Filmen Star Wars fra 1977 ble satt på bakgrunn av en historisk konflikt kalt Clone Wars . Begivenhetene i denne krigen ble ikke fullt ut utforsket før prequel-filmene Attack of the Clones (2002) og Revenge of the Sith (2005), som skildrer en romkrig ført av en massiv hær av tungt pansrede klonesoldater som fører til grunnleggelsen av det galaktiske riket . Klonede soldater er "produsert" i industriell skala, genetisk betinget for lydighet og kampeffektivitet. Det avsløres også at den populære karakteren Boba Fett oppsto som en klone av Jango Fett , en leiesoldat som fungerte som den genetiske malen for klonesoldatene.

Kloning for utnyttelse

Et tilbakevendende undertema i kloningsfiksjon er bruken av kloner som forsyning av organer for transplantasjon . Kazuo Ishiguro -romanen Never Let Me Go fra 2005 og filmatiseringen fra 2010 er satt i en alternativ historie der klonede mennesker er skapt med det eneste formål å gi organdonasjoner til naturlig fødte mennesker, til tross for at de er fullstendig sansende og selv- klar over. 2005-filmen The Island dreier seg om et lignende plot, med unntak av at klonene ikke er klar over årsaken til deres eksistens.

Utnyttelsen av menneskelige kloner til farlig og uønsket arbeid ble undersøkt i den britiske science fiction-filmen Moon fra 2009 . I den futuristiske romanen Cloud Atlas og påfølgende film , fokuserer en av historiene på en genmanipulert fabrikatklon ved navn Sonmi~451, en av millioner oppdratt i en kunstig "livmortank", bestemt til å tjene fra fødselen. Hun er en av tusenvis skapt for manuelt og emosjonelt arbeid ; Sonmi jobber selv som server på en restaurant. Hun oppdager senere at den eneste matkilden for kloner, kalt "Soap", er laget av klonene selv.

I filmen Us , på et tidspunkt før 1980-tallet, oppretter den amerikanske regjeringen kloner av alle borgere i USA med den hensikt å bruke dem til å kontrollere sine originale kolleger, i likhet med voodoo-dukker . Dette mislykkes, ettersom de var i stand til å kopiere kropper, men ikke kunne kopiere sjelene til de de klonet. Prosjektet er forlatt og klonene er fanget nøyaktig som gjenspeiler deres overjordiske motparters handlinger i generasjoner. I dag lanserer klonene et overraskelsesangrep og klarer å fullføre et masse-folkemord på sine uvitende kolleger.

I serien av A Certain Magical Index og A Certain Scientific Railgun , hadde en av espers, Mikoto Misaka , DNA ble høstet ubevisst, og skapte 20 000 eksakte, men ikke like kraftige kloner for et eksperiment. De ble brukt som måløvelse av Accelerator, bare for å gå opp i nivå, siden det er umulig å drepe originalen flere ganger. Eksperimentet ble avsluttet da Toma Kamijo reddet og avbrøt eksperimentet. De gjenværende klonene har blitt spredt overalt i verden for å utføre ytterligere eksperimenter for å utvide levetiden, bortsett fra minst 10 som ble igjen i Academy City, og den siste klonen, som ikke var ferdig utviklet da eksperimentet stoppet.

Se også

Notater

Referanser

Videre lesning

  • Guo, Owen. "Verdens største dyrekloningssenter satt til '16 i et skeptisk Kina". The New York Times , 26. november 2015
  • Lerner, K. Lee. "Dyrekloning". The Gale Encyclopedia of Science , redigert av K. Lee Lerner og Brenda Wilmoth Lerner, 5. utgave, Gale, 2014. Science in Context, lenke
  • Dutchen, Stephanie (11. juli 2018). "Rise of the Clones" . Harvard Medical School.

Eksterne linker