science >> Wetenschap >  >> Biologie

Waarom zijn sommige dieren moeilijker te klonen dan andere?

Klonen is geen snel proces dat duplicaten uitspuugt zoals een kopieermachine. Thomas Northcut/Getty Images

Reproductief klonen , waarin je een exacte genetische duplicaat van een organisme creëert, is niet zoals het kopiëren van pagina's in een boek. Het kloonproces spuugt niet zomaar replica's uit. Hoe dan ook, dat concept lijkt de perceptie van het publiek van de technologie te doordringen, waardoor de angst voor gekloonde legers en kuddes gekloonde superdieren in de toekomst wordt aangewakkerd.

Momenteel, er zijn 15 gedocumenteerde soorten met succes gekloond:kat, hond, paard, muilezel, schaap, guar, stier, muis, geit, varken, paard, koe, hert, banteng en konijn. Elke keer dat wetenschappers met succes een nieuwe diersoort klonen, mensen deinzen vaak terug, het beschouwen als een nieuwe stap dichter bij het klonen van mensen. Maar zorgen over het genereren van gekloonde mensen zoals snacks uit een automaat zijn grotendeels ongegrond sinds, voor een ding, veel landen verbieden of reguleren strikt onderzoek naar het reproductief klonen van mensen. In feite, de Verenigde Naties hebben in 2005 geprobeerd een wereldwijd verbod uit te vaardigen op het reproductief klonen van mensen. klonen is vaak een moeizaam proces met een slagingspercentage van minder dan 5 procent. Herinner je je Dolly het schaap nog? Die revolutionaire dierenkloon volgde op 277 mislukte pogingen.

Voorstanders van klonen stellen dat deze wetenschap onschatbare kennis biedt over hoe het menselijk lichaam werkt en over het potentieel om stamcellen te extraheren uit gekloonde embryo's. Maar na meer dan een decennium na het klonen van Dolly, de kans op succes is nauwelijks verbeterd. Deze methode van reproductief klonen is grotendeels ongewijzigd gebleven, en veel wetenschappers hebben erkend dat klonen voor reproductieve doeleinden zelden een praktische onderneming is [bron:Kiem].

Daarbovenop, reproductiepatronen van dieren kunnen de uitdagingen van de kloontechnologie vergroten. Voorbeeld:moeilijk te klonen dieren zoals honden. Wie wist dat de beste vriend van die man ook een van de moeilijkst te klonen zoogdieren zou zijn? De eerste gekloonde hond, een Afghaanse windhond genaamd Snuppy, nam 1, 095 mislukte embryo's om een ​​winnaar te krijgen. Onderzoekers van het Snoppy-project, aan de Nationale Universiteit van Seoel, gebruikte 123 surrogaathonden voordat men in 2005 een gekloond puppy-embryo kon dragen [bron:Gorner].

Wetenschappers hebben jarenlang geprobeerd om ook kippen en apen te klonen, met weinig vooruitgang. Deze hindernissen bij het klonen benadrukken het feit dat klonen geen pasklaar patroon is voor ongeslachtelijke voortplanting. Net zoals je bril het zicht van een vriend misschien niet verbetert, wetenschappers hebben aanpassingen moeten maken met kloonprocedures om te passen bij de genetische nuances van verschillende soorten.

Reproductief klonen is niet gemakkelijk

Bernann McKinney is de eerste persoon die een commercieel gekloond huisdier koopt. Wetenschappers van de Seoul National University hebben haar overleden pitbullterriër gekloond. Kim Jae Hwan/AFP/Getty Images

Voordat we ingaan op waarom honden tot nu toe een van de moeilijkst te klonen zoogdieren zijn gebleken, laten we de basisprincipes van reproductief klonen doornemen. Het meest voorkomende type reproductief klonen wordt genoemd somatische celkernoverdracht ( SCNT ). Laten we zeggen dat we van plan zijn een mannelijke golden retriever genaamd Archie te klonen. Met SCNT, je begint met het extraheren van een ei uit een vrouwelijke golden retriever. Je haalt de kern uit dat ei, die het DNA bevat. Vervolgens, je neemt een cel van Archie en verwijdert ook de celkern. Je injecteert de kern van Archie's cel in het donorei. Volgende, breng elektriciteit aan op de kern en het ei om de twee samen te smelten, het nabootsen van de vereniging van sperma en ei in natuurlijke reproductie. De elektriciteit stimuleert ook de celdeling, het vormen van een embryo. Eindelijk, je implanteert dat embryo in de baarmoeder van een vrouwelijke hond, waardoor ze haar bevrucht. Wanneer de surrogaathond bevalt, je hebt een schattige puppykloon van Archie.

Maar het maken van een Archie-kloon is niet zo eenvoudig als het klinkt. Eerst, het krijgen van het ei van een vrouwelijke hond kan lastig zijn omdat honden geen regelmatige ovulatiecycli ervaren zoals mensen. Hoewel hormonen de ovulatie bij mensen kunnen versnellen, hoektanden reageren niet op dergelijke behandelingen [bron:Gorner]. Niet alleen moeten wetenschappers wachten tot honden loops worden, de eieren blijven maar een paar uur rijp, een korte kans voor extractie achterlaten [bron:Kiem]. Als wetenschappers erin slagen een ei te extraheren, een laag vet maakt het moeilijk om de kern te verwijderen. Bijgevolg, sinds 2005, slechts ongeveer 40 honden zijn gekloond [bron:Kiem].

Hoewel primaten meer regelmatige ovulatiecycli doorlopen in vergelijking met hoektanden, Het klonen van apen is al minstens vier jaar een moeilijke opgave. Na het uitvoeren van SCNT, de embryo's zouden zich nog steeds niet goed ontwikkelen. Vervolgens, in 2003, een groep wetenschappers van de University of Pittsburgh School of Medicine deed een belangrijke ontdekking tijdens het bestuderen van de gekloonde embryo's van resusapen. Ze realiseerden zich dat tijdens SCNT, apencellen verliezen twee belangrijke eiwitten die betrokken zijn bij cel- en chromosomale deling [bron:Graham].

Een paar jaar later, in 2007, een team van Amerikaanse wetenschappers besefte dat de kleurstof en ultraviolet licht, soms toegepast op het rhesusapenei tijdens kernextractie, kan het schaden. Door in plaats daarvan te solliciteren gepolariseerd licht (lichtgolven die op één vlak trillen) in een proces dat de onderzoekers bedachten Oosight , de eieren bleven gezond, waardoor de wetenschappers eindelijk de resusaapembryo's konden klonen [bron:BBC]. Echter, geen van de gekloonde embryo's die ze in vrouwelijke apen implanteerden, overleefden de geboorte.

Met de recente veiligheidsgoedkeuring van de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) van vlees en melk van gekloonde koeien, geiten en varkens, veeklonen kunnen in de nabije toekomst big business worden. Maar hoe zit het met kippen? Een handvol biotechnologiebedrijven is gesprongen op onderzoek naar gekloonde kippen, maar heb het niet voor elkaar gekregen. Omdat kippen hun eieren extern leggen, SCNT werkt niet. Zodra een kip een ei legt, de voedingsstoffen die nodig zijn voor ontwikkeling zitten al in de schaal. Zelfs de kleinste incisie om de kern te verwijderen en te vervangen voor SCNT zou verhinderen dat het embryo zich tot een kuiken ontwikkelt.

De tijd en kosten die onderzoekers in elk succesvol klonenverhaal steken, benadrukken de delicate aard van de wetenschap. Combineer dat met het unieke voortplantingssysteem van elke soort, en het is logisch dat de lijst met gekloonde dieren niet te lang is. Algemeen, als het gaat om het maken van baby's, het lijkt erop dat de natuur een voorsprong heeft op technologie.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Wat is het Missyplicity-project?
  • Hoe klonen werkt
  • Hoe stamcellen werken
  • Hoe honden werken
  • Hoe cellen werken
  • Wat eerst kwam, de kip of het ei?
  • Hoe kunnen twee kinderen van dezelfde ouders er zo verschillend uitzien?
  • Hoe kunnen er pitloze druiven zijn? Hoe kunnen ze zich voortplanten?
  • Wat zijn genetisch gemodificeerde (GM) voedingsmiddelen?
  • Kunnen wetenschappers dinosaurussen klonen?
  • Kun jij een paar haren van een renpaard stelen en je eigen haren klonen?

Meer geweldige links

  • Universiteit van Utah:klik en kloon
  • Bedraad:gekloonde puppy's
  • Genetica en Openbaar Beleidscentrum

bronnen

  • "Doorbraak in het klonen van primaten." BBC. 14 november 2007. (4 september, 2008) http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7094215.stm
  • "Turkije gekloond op je Thanksgiving-tafel?" Universiteit van Arkansas, Fayetteville. WetenschapDagelijks. 25 november 2003. (4 september, 2008) http://www.sciencedaily.com/releases/2003/11/031125072324.htm
  • Fiester, Herfst. "Onderzoekers maken eerste gekloonde hond." De Washington Post. 4 augustus 2005. (4 september, 2008) http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/discussion/2005/08/03/DI2005080301689.html
  • Gorner, Pieter. "Zuid-Koreaanse wetenschappers klonen hond." Chicago Tribune. 3 augustus 2005.
  • Graham, Sara. "Fouten bij het klonen van apen doen twijfel rijzen over de haalbaarheid van reproductief klonen van mensen." Wetenschappelijke Amerikaan. 11 april 2003. (4 september, 2008) http://www.sciam.com/article.cfm?id=monkey-cloning-failures-c
  • Hyun, Inso en Jung, Kyu Won. "Klonen van menselijk onderzoek, embryo's, en embryo-achtige artefacten." Hastings Center Report. September-oktober 2006.
  • Keim, Brandon. "Gekloonde puppy's:zeker, Ze zijn schattig, Maar tegen welke prijs?" Bedraad. 19 aug. 2008. (4 september, 2008) http://www.wired.com/science/discoveries/news/2008/08/dog_cloning
  • Lam, Gregory M. "Hoe klonen zich opstapelt." Christelijke Wetenschapsmonitor. 13 juli 2006. (3 september, 2008) http://www.csmonitor.com/2006/0713/p13s01-stgn.html
  • "Wil je een kat klonen? Het is niet makkelijk." Geassocieerde pers. MSNBC. 9 november 2004. (4 september, 2008) http://www.msnbc.msn.com/id/3404434/