To narodziny owcy Dolly w 1996 roku były przełomem w technologii klonowania. Była ona pierwszym ssakiem sklonowanym z dojrzałej komórki – w tym przypadku z gruczołu sutkowego owcy. Wcześniej klonowane zwierzęta powstawały wyłącznie przy użyciu komórek z zarodków, co stanowiło spore ograniczeniem. Nowa technologia wykorzystania dojrzałych komórek sprawiła, że nagle klonowanie stało się możliwe przy użyciu dowolnej komórki pochodzącej od zwierzęcia w każdym wieku. To umożliwia spojrzenie na tę metodę jako na rozwiązanie problemu zachowania gatunków zwierząt zagrożonych wyginięciem.

Gromadzenie embrionów takich gatunków mogłoby zmarnować cenny materiał genetyczny, gdyby próba klonowania nie powiodła się. Pobieranie dojrzałych komórek, które są dostępne przez całe życie zwierzęcia, jest znacznie mniej ryzykowne, ponieważ klonowanie ma niestety notorycznie niski wskaźnik sukcesu. Większość sklonowanych embrionów nie daje gwarancji żywych urodzeń. Zarodki mogą obumrzeć w laboratorium, nie zagnieździć się w macicy matki zastępczej lub rozwijać się nieprawidłowo. W przypadku Dolly potrzeba było 29 transferów zarodków do matek zastępczych, aby uzyskać udaną ciążę. Od tej pory jednak wiele się zmieniło. Proces klonowania stał się bardziej wydajny, ale nadal nie działa idealnie.

Firma ViaGen Pets klonuje około 100 koni rocznie, a także koty i psy.

Ta technologia jest rzadko stosowana w przypadku zwierząt zagrożonych wyginięciem. Ostatnio sklonowano jednak konia Przewalskiego. Jest on genetyczną kopią pierwszego na świecie sklonowanego konia tego gatunku – Kurta, który urodził się w sierpniu 2020 roku. Oba powstały z komórek zamrożonych ponad 40 lat temu w zoo w San Diego. Naukowcy z ViaGen stworzyli i przenieśli siedem zarodków do siemiu klaczy, aby stworzyć nowe źrebię. Cztery klacze faktycznie były w ciąży, która rozwinęła się w pierwszym trymestrze, ale trzy poroniły. Taki wynik jest zgodny z typowym wskaźnikiem sukcesu firmy.

Naukowcy stojący za tym dokonaniem twierdzą, że to właśnie drugie narodziny są dowodem na to, że klonowanie może być realną strategią ratowania zagrożonych gatunków.

Same konie Przewalskiego mają piaskową barwę, duże głowy, są krótsze i bardziej krępe niż ich udomowieni krewni. Po stuleciach polowań i niszczenia siedlisk osobniki, które żyły na wolności, niemal wymarły w latach 60. XX wieku. Dziś pozostało ich około 1900 i prawie wszystkie pochodzą od 12 zwierząt schwytanych w rodzimych siedliskach w latach 1910-1960.

Wraz ze spadkiem liczebności gatunku zmniejsza się również jego różnorodność genetyczna — zakres dziedziczonych cech w obrębie populacji. Ogólnie rzecz biorąc, im bardziej zróżnicowana pula genów, tym dłużej zwierzęta żyją i mają więcej potomstwa, co zwiększa ich szanse na przeżycie. Ale kiedy ich populacja dramatycznie się kurczy, nawet jeśli gatunek się odrodzi, różnorodność genetyczna nie. W tym przypadku utracono około połowę puli genów dzikich koni.

Zespół naukowców wybrał konia Przewalskiego częściowo ze względu na doświadczenie ViaGen w klonowaniu koni domowych, a częściowo dlatego, że wie dużo na temat rozmnażania koni i opieki nad źrebiętami. Ostatni powód może być najważniejszy – zoo w San Diego już przechowywało komórki konia Przewalskiego, który genetycznie różnił się od koni żyjących obecnie. Wprowadzenie tego DNA do obecnej populacji mogłoby pomóc w przywróceniu utraconej różnorodności genetycznej.

Proces klonowania rozpoczyna się od pobrania małego fragmentu tkanki — zwykle próbki skóry — z żywego zwierzęcia i wyizolowania z niego komórek w laboratorium.

W przypadku klonów koni Przewalskiego naukowcy wykorzystali komórki pobrane od ogiera w 1980 roku, które następnie poddano je kriokonserwacji. Pobierając jedną z komórek dawcy, naukowcy przenieśli jej jądro, w którym znajduje się DNA, do komórki jajowej zastępczej matki, która została ‘wydrążona’ w celu usunięcia własnego materiału genetycznego. Komórka jajowa i komórka dawcy połączyły się, a zarodek rósł w probówce, aż dojrzał na tyle, że można go było przenieść do zastępczego ‘łona matki’. Żaden z genów zwierzęcia nie zmienił się w tym procesie, więc powstały źrebak jest identycznym bliźniakiem pierwotnego konia — tylko urodzonym w późniejszym czasie.

Samo klonowanie może jednak powodować pewne problemy zdrowotne u zwierząt – dużą masę i rozmiary w momencie porodu, wady narządów lub przedwczesne starzenie się.

Wiele z pierwszych klonów zagrożonych zwierząt zmarło młodo.

W 2001 roku naukowcy sklonowali pierwszego przedstawiciela zagrożonego gatunku dzikiego bydła – gaura. Zwierzę zmarło jednak wkrótce po urodzeniu z powodu infekcji. W 2003 roku w zoo w San Diego urodziła się para zagrożonych wyginięciem cieląt banteng – gatunku dzikiego bydła żyjącego w Azji – ale jedno z nich musiało zostać uśpione wkrótce po urodzeniu z powodu problemów zdrowotnych. Ocalały banteng został później w zoo.

Z tego właśnie powodu naukowcy zwlekali z ogłoszeniem narodzin ostatniego sklonowanego konia, dopóki nie przeżył niemowlęctwa. Kurt z kolei jest zdrowy, jednak nawet jeśli oba klony będą cieszyły się dobrym zdrowiem nie zostaną wypuszczone na wolność, ale ich dzieci lub wnuki tak.

Jakie zwierzę będzie kolejne? Trudno powiedzieć, ponieważ zoo w San Diego posiada linie komórkowe ponad 1100 gatunków i podgatunków – niektóre z nich są w krytycznie zagrożone.

Tekst: MZ
Zdjęcie główne: ViaGen Pets