De câte ori poți clona o clonă? Cercetătorii au descoperit o limită neașteptată

Nenumărați oameni de știință și destule comedii S.F. din ultimele trei decenii au speculat asupra efectului potențial degradant al realizării de clone din alte clone, la nesfârșit. În același an în care cercetătorii au clonat pentru prima dată oaia Dolly în 1996, comedia „Multiplicity” cu Michael Keaton a comparat acest proces cu „zgomotul” vizual care apare atunci când copiatorul Xerox de la birou face o copie după o copie după o copie, amintește Gizmodo.

Acum, biologi din Japonia au stabilit ceea ce ei consideră că ar putea fi o limită reală în ceea ce privește numărul de clone reușite și viabile care pot fi create din generații succesive de clone.

Bazându-se pe 20 de ani de cercetări proprii privind clonarea în serie a șoarecilor, echipa spera să poată produce un număr infinit de clone ale clonelor cu ajutorul unui aditiv promițător numit trichostatina A, care ajută la suprimarea mutațiilor genetice în timpul procesului de clonare.

„Inițial am concluzionat că clonarea în serie ar putea continua la nesfârșit deoarece rata de succes a crescut ușor cu fiecare generație succesivă”, au notat Teruhiko Wakayama și colegii săi în noul studiu publicat marți în revista Nature Communications.

Totul a decurs conform așteptărilor lor, până când cercetătorii au ajuns la generațiile 25-27 de șoareci. Până la generația a 58-a, șoarecii nu mai supraviețuiau mai mult de o zi.

Mii de clone sănătoase

Oamenii de știință au folosit în mod tradițional trichostatina A ca antibiotic antifungic, însă aceasta poate inhiba și funcționarea anumitor enzime la mamifere, precum șoarecii și oamenii. Pentru scopurile lui Wakayama și ale echipei sale, compusul acționează însă și ca ceea ce ei numesc un „reagent de modificare epigenetică”. În esență, el suprimă factorii nedoriți de transcripție ai ADN-ului, adică proteinele care activează segmente din mutațiile potențial dăunătoare din codul genetic al unui șoarece în timpul clonării.

„Au fost produși peste 1200 de șoareci clonați dintr-un singur donator original”, au explicat Wakayama, biolog al dezvoltării la Centrul de Biotehnologie Avansată al Universității din Yamanashi, și ceilalți membri ai echipei de cercetare. Și, în mod surprinzător, majoritatea clonelor s-au descurcat bine înainte de declin.

Cercetătorii au constatat că aceste clone reclonate s-au dezvoltat în mare parte cu organele reproductive sănătoase și intacte, „ridicând posibilitatea ca generațiile ulterioare să poată fi produse prin reproducere sexuală.”

Studiul lor sugerează că experimente suplimentare cu reactivi precum trichostatina A ar putea extinde și mai mult clonarea în generații succesive.

Un declin abrupt în viabilitatea clonelor

Totuși, echipa lui Wakayama a măsurat și unele realități dure privind numărul de mutații naturale care au apărut între fiecare generație succesivă de clone. Fiecare nouă rundă de șoareci clonați a acumulat aproximativ 70 de mici „variante de nucleotid unic” și aproximativ 1,5 „variante structurale” suplimentare, mai consistente, în codul lor genetic.

Deși această rată nu era neobișnuită, aceste variații structurale s-au acumulat pe parcursul mai multor cicluri de reclonare.

În timp, au constatat ei, „acumularea variantelor dăunătoare pare să fi depășit efectele adaptive”, în absența recombinării cromozomiale specifice reproducerii sexuale, care ar putea filtra variațiile genetice mari și potențial nocive.

Și aici au apărut dovezi că chiar și o revenire parțială la reproducerea sexuală ar putea corecta aceste probleme. De exemplu, șoarecii clonați din generații târzii s-au născut cu anomalii vizibile la nivelul placentei, însă atunci când acești șoareci s-au împerecheat în mod natural, placenta urmașilor lor a revenit la normal.

Există numeroase teorii privind motivul pentru care mamiferele și alte organisme au evoluat pentru a se reproduce sexual, inclusiv ideea că acest tip de reproducere a ajutat pe speciile timpurii să se protejeze de paraziți, oferind o diversitate genetică robustă.

Parcursul lui Wakayama și al echipei sale până la limitele extreme ale reclonării genetice confirmă că mamiferele au nevoie de împerechere pentru a-și proteja genomul de degradare în timp.