58 generáció után összeomlott a klónsor – 20 év alatt derült ki, hogy miért nem lehet örökké klónozni

Egy japán kutatócsoport 20 éven át klónozott egereket egymás után – és most megkaptuk a végső választ arra a kérdésre, hogy meddig lehet ezt csinálni. A válasz: 58 generációig. Utána a genetikai hibák annyira felhalmozódnak, hogy az újszülöttek már az első napot sem élik túl. A tanulmány kedden jelent meg a Nature Communications folyóiratban.

A kísérletet Wakayama Sayaka genetikus és Wakayama Teruhiko fejlődésbiológus vezette a japán Yamanashi Egyetemen, és 2005-ben kezdődött. A módszer ugyanaz volt, amellyel egykor Dolly bárányt létrehozták: szomatikus sejtmag-transzfer, vagyis egy testi sejt magjának átültetése egy kiürített petesejtbe. A csapat egyetlen nőstény egérből indult ki, és közel hat évtized alatt több mint 1200 utódot hozott létre a klónozott generációkon keresztül. A hatékonyság növelése érdekében trikosztatin A nevű vegyületet is alkalmaztak, amely gátolja a nemkívánatos genetikai mutációkat a klónozási folyamat során. Képzeljük el úgy, mint egy fénymásoló: ha egy lapot lemásolunk, majd a másolatot másoljuk, majd azt is másoljuk – minden körben kicsit romlik a minőség. Eleinte észre sem vesszük, de a 30., 40., 50. másolatra már alig olvasható az eredeti szöveg.

Az első 25 generáció szinte tökéletes volt

Az első 25 generáción keresztül a klónozott egerek azonosnak tűntek az eredeti donorral, és a sikerességi arány körről körre javult. Ez annyira meggyőző volt, hogy a kutatókat eleinte arra a következtetésre juttatta: a soros klónozás talán korlátlanul folytatható lenne. A 25. generáció után azonban megfordult a kocka. Az X kromoszóma elvesztése egyre súlyosabb problémává vált, a káros mutációk gyakorisága az 57. generációra csaknem megduplázódott. A 58. generációra az újszülött egerek már nem éltek tovább egy napnál. Minden egyes klónozási kör körülbelül 70 kisebb egynukleotid-variánst és körülbelül 1,5 nagyobb szerkezeti variánst vitt be a genetikai kódba. Ezek önmagukban nem tűntek vészjóslónak – a gond az volt, hogy a szerkezeti variációk generációról generációra összeadódtak, és senki sem javította ki őket. Szexuális szaporodásnál ugyanis a két szülő genetikai anyaga összekeveredik, ami kiszűri a hibákat. Klónozásnál ez nem történik meg.

Muller-féle racsni – ahogy az evolúcióbiológusok jósolták

Az eredmények az evolúcióbiológusok által régóta emlegetett jelenség, a Muller-féle racsni első lektorált, kísérleti bizonyítékát szolgáltatják. Az elmélet lényege: az aszexuális szaporodási vonalakban elkerülhetetlenül felhalmozódnak a káros mutációk, mivel nincs az a genetikai „takarítás”, amit az ivaros szaporodás elvégez. A racsni csak egy irányba forog – visszafelé nem lehet tekerni. „Eredményeink szorosan illeszkednek a Muller-féle racsni elmélethez” – írták a kutatók.

„Ez a modell azt jósolja, hogy az aszexuális leszármazási vonalakban elkerülhetetlenül felhalmozódnak a káros mutációk, amelyek végül mutációs összeomláshoz és kihaláshoz vezetnek.”

Van azonban egy meglepő és biztató mellékszál: amikor a késői generációs klónozott nőstényeket normál hímekkel párosították, unokáik már egészséges alomméreteket produkáltak, és az olyan rendellenességek, mint a megnagyobbodott méhlepények, egyetlen generáción belül eltűntek. Vagyis a szexuális szaporodás visszafordítani is képes a felhalmozódott károkat – legalábbis részben.

Mit jelent ez a veszélyeztetett fajok klónozására nézve?

A természetvédelmi klónozás – vagyis az a törekvés, hogy veszélyeztetett vagy már kihalt fajokat klónozással mentsünk meg vagy hozzunk vissza – egyre komolyabb tudományos területté válik. Ez a tanulmány fontos határt húz: az emlősfajok pusztán klónozással nem tarthatók fenn hosszú távon. Ugyanakkor a kutatás egy meglepően optimista üzenetet is hordoz: az emlősök genetikailag meglepően rugalmasak. Több tucat klónozott generáción keresztül egészségesek és termékenyek maradtak, mielőtt bekövetkezett az összeomlás. Ez azt jelenti, hogy a klónozás hasznos eszköz lehet egy faj megmentésében – de csak akkor, ha a végső cél az ivaros szaporodó populáció visszaállítása, nem pedig a végtelen klónsor fenntartása.

A tanulmány szerzői egyértelműen fogalmaznak: a kutatás megerősíti „azt az evolúciós szükségszerűséget, hogy az ivaros szaporodás nélkülözhetetlen az emlősfajok hosszú távú túléléséhez.” Húsz évnyi munka, 1200 egér és 58 generáció kellett hozzá – de most már tudjuk, hogy a természet bizonyos szabályait nem lehet megkerülni.

FORRÁS

(Nethuszár)