Kamieninės ląstelės. stuburinių gyvūnų klonavimas.



Naudojant šią technologiją buvo išauginta avis Doli – pirmas klonuotas žinduolis, kurio klonavimui panaudota specializuota ląstelė. Kuriant avį Doli atlikti 277 ląstelių suliejimai (kiaušialąstės citozolio ir somatinės ląstelės branduolio), gauti 29 gemalai, jie implantuoti 13 surogatinėms motinoms ir tik viena avis susilaukė gyvybingo palikuonio – avytės Doli. Klonavimo bandymai parodė, kad specializuotos ląstelės branduolį perkėlus į plastišką aplinką (kiaušialąstės citoplazmą) jis gali „atkurti“ pradinės ląstelės genetinę programą. Taigi specializuojantis ląstelei genai nėra prarandami, jie tik „išjungiami“. Mokslininkai bando juos vėl „įjungti“, klonavimui naudodami įvairių audinių ląstelių branduolį.
Tyrimai parodė, kad ne visos ląstelės vienodai tinka klonavimo darbams. Vienos jų, pavyzdžiui ankstyvo gemalo ląstelės nesunkiai gali būti paskatintos vystytis į įvairius audinius. Kitos ląstelės, kaip odos ar kraujo, nelabai tinka branduolio perkėlimo technologijai, nes jų branduolys kiaušialąstės citoplazmoje sunkiai skatinamas dalytis. Todėl pirmieji gyvūnų klonai buvo kuriami, perkeliant gemalo ar jauno organizmo ląstelės branduolį į kiaušialąstės citozolį. Kodėl ląstelės yra nelygiavertės, kuriant klonus? Ląstelės sugebėjimą vystytis į bet kokį specializuotą audinį apibūdina jos plastiškumas arba specializacijos geba. Natūraliu būdu naujas individas pradedamas susijungus dviems lytinėms ląstelėms. Susijungus kiaušialąstei ir spermatozoidui susidaro viena diploidinė ląstelė – zigota. Jai dalijantis kuriasi gyvas organizmas su visa jo audinių ir organų įvairovė. Ląstelė, kuri gali virsti bet kurio organizmo ir organo audinio (net tik gemalo, bet ir gemalo dangalų ir placentos) ląstele, yra neribotų galių arba totipotencinė. Tokia specializacijos geba būdinga tik zigotai. Ankstyvojo gemalo ląstelėse glūdi informacija apie visų organizmo audinių ir ląstelių įvairovės sukūrimą. Ląstelė, kuri gali virsti bet kuria iš trijų gemalinių lapelių, iš kurių vystosi įvairūs organai, ląstele, yra beveik neribotų galių arba pluripotencinė. Tokių savybių turi ankstyvo gemalo ir kai kurios vaisiaus ląstelės. Ląstelės, galinčios virsti audinio, iš kurio kilo arba kitų to paties gemalinio lapelio audinių ląstelėmis, yra daugiagalės arba multipotencinės. Šiai grupei priklauso pirminės ląstelės, kurioms dalijantis atsikuria įvairių audinių ląstelės. Daugiagalių ląstelių grupei priskiriamos ir suaugusio organizmo kamieninės ląstelės – labai retos specializuotų audinių ląstelės, kurioms dalijantis susidaro pirminės ląstelės. Kamieninės somatinės ląstelės audinių kultūroje paskatintos tinkamais veiksniais gali vystytis į įvairių audinių ląsteles. Tačiau dauguma mūsų organizmo ląstelių yra ribotų vystimosi galių, joms dalijantims susidaro dvi ląstelės, identiškos pradinei ląstelei.
1958 m. Oksfordo universiteto mokslininkams pavyko klonuoti varlę (Xenopus laevis) į kiaušialąstę perkėlus suaugusio varlės žarnyno epitelio ląstelės branduolį. 1984 m. kiniečių mokslininkai klonavo karpį (Carassius carassius), naudodami ląstelų kultūroje augintų inkstų ląstelių branduolį. 1996 m. Rosalin instituto Škotijoje mokslininkai klonavo du ėriukus Megan ir Morgan, panaudoję gemalo ląstelių branduolius. 1997 m. tame pačiame institute gimė avytė Doli pirmasis žinduolis, klonuotas panaudojant somatinės ląstelės branduolį. Kuriant Doli, į kiaušialąstės branduolį perkeltas suaugusios avies pieno liaukų epitelio ląstelės branduolys. Klonavimo bandymai parodė, kad specializuotos ląstelės branduolyje pakanka genetinės informacijos, kad išsivystytų naujas individas, tačiau sukurti gyvybingą kloną nėra lengva.