Μελέτη 20 ετών διαπιστώνει ότι η κλωνοποίηση θηλαστικών οδηγεί σε γενετικό αδιέξοδο μετά από 58 γενιές

Ένα εικοσαετές πείραμα στην Ιαπωνία αποκάλυψε ότι τα θηλαστικά δεν μπορούν να κλωνοποιηθούν επ' άπειρον, με τους ερευνητές να παράγουν 58 γενιές ποντικών από έναν μόνο δότη πριν τα κλωνοποιημένα ζώα συσσωρεύσουν πολλές γενετικές μεταλλάξεις που δεν μπορούσαν να επιβιώσουν πέρα ​​από την πρώτη ημέρα της ζωής τους.

Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε την Τρίτη στο Nature Communications, πραγματοποιήθηκε υπό την καθοδήγηση της γενετίστριας Sayaka Wakayama και του αναπτυξιακού βιολόγου Teruhiko Wakayama στο Πανεπιστήμιο Yamanashi. Ξεκινώντας το 2005, η ομάδα χρησιμοποίησε σωματική πυρηνική μεταφορά κυττάρων — την ίδια τεχνική που παρήγαγε το πρόβατο Dolly — για να κλωνοποιήσει διαδοχικά ένα μοναδικό θηλυκό ποντίκι, πάνω από 1.200 απογόνους σε σχεδόν έξι δεκαετίες κλωνικών γενεών.

...

Μια Πολλά Υποσχόμενη Αρχή που Εκτροχιάστηκε

Για τις πρώτες 25 γενιές, τα κλωνοποιημένα ποντίκια φαίνονταν πανομοιότυπα με τον αρχικό δότη, και τα ποσοστά επιτυχίας στην πραγματικότητα βελτιώνονταν με κάθε κύκλο, οδηγώντας τους ερευνητές να συμπεράνουν αρχικά ότι «η σειριακή κλωνοποίηση θα μπορούσε να συνεχιστεί επ' αόριστον». Για να ενισχύσει την αποδοτικότητα, η ομάδα χρησιμοποίησε τριχοστατίνη Α, μια ένωση που καταστέλλει τις γενετικές μεταλλάξεις κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κλωνοποίησης.

Ωστόσο, μετά την 25η γενιά, τα πράγματα άρχισαν να αλλάζουν. Η απώλεια του χρωμοσώματος Χ έγινε ένα σημαντικό πρόβλημα, και η συχνότητα των επιβλαβών μεταλλάξεων σχεδόν διπλασιάστηκε μέχρι την 57η γενιά. Μέχρι την 58η γενιά, τα ποντίκια δεν επιβίωναν περισσότερο από μια ημέρα μετά τη γέννησή τους.

Κάθε νέος κύκλος κλωνοποίησης εισήγαγε περίπου 70 μικρές παραλλαγές μονού νουκλεοτιδίου και περίπου 1,5 μεγαλύτερες δομικές παραλλαγές στον γενετικό κώδικα. Ενώ αυτός ο ρυθμός δεν ήταν ασυνήθιστος από μόνος του, οι δομικές παραλλαγές συσσωρεύονταν κατά τη διάρκεια δεκάδων γενεών χωρίς τα διορθωτικά αποτελέσματα της γενετικής αναπαραγωγής.

Επιβεβαίωση της Καστανιέτας του Muller

Τα ευρήματα παρέχουν την πρώτη αξιολογημένη από ομότιμους απόδειξη για αυτό που οι εξελικτικοί βιολόγοι αποκαλούν Καστανιέτα του Muller — μια θεωρία που προβλέπει ότι οι άφυλες σειρές καταγωγής που συσσωρεύουν αναπόφευκτα επιβλαβείς μεταλλάξεις, οδηγώντας σε εξαφάνιση. «Τα αποτελέσματα μας συμφωνούν απόλυτα με τη θεωρία της Καστανιέτας του Muller», έγραψε η ομάδα. «Αυτό το μοντέλο προβλέπει ότι στις άφυλες σειρές καταγωγής, οι επιβλαβείς μεταλλάξεις συσσωρεύονται αναπόφευκτα, παράγοντας τελικά μεταλλαξιακή κατάρρευση και εξαφάνιση».

Ωστόσο, αξιοσημείωτα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι μια επιστροφή στην έμφυλη αναπαραγωγή θα μπορούσε να αντιστρέψει εν μέρει τη ζημία. Όταν κλωνοποιημένα θηλυκά όψιμων γενεών ζευγαρώθηκαν με φυσιολογικούς αρσενικούς, τα εγγόνια τους παρήγαγαν υγιή μεγέθη γέννας, και ανωμαλίες όπως οι υπερμεγέθεις πλακούντες εξαφανίστηκαν μέσα σε μία γενεά.

Επιπτώσεις για τη Διατήρηση και την Κλωνοποίηση

Τα αποτελέσματα έχουν σημασία για τον αναπτυσσόμενο τομέα της κλωνοποίησης για σκοπούς διατήρησης, όπου επιστήμονες έχουν διερευνήσει τη χρήση της τεχνολογίας κλωνοποίησης για τη διάσωση απειλούμενων ειδών. Ενώ η μελέτη επιβεβαιώνει ότι η κλωνοποίηση από μόνη της δεν μπορεί να διατηρήσει ένα είδος θηλαστικού, δείχνει επίσης ότι τα θηλαστικά είναι πολύ ανθεκτικά στις συσσωρευμένες μεταλλάξεις, παραμένοντας υγιείς και γόνιμα για δεκάδες κλωνικές γενεές πριν από την κατάρρευση.

Η μελέτη, έγραψαν οι συγγραφείς, επιβεβαιώνει «την εξελικτική αναπόφευκτη πραγματικότητα ότι η γενετική αναπαραγωγή είναι απαραίτητη για τη μακροπρόθεσμη επιβίωση των ειδών θηλαστικών».

https://www.perplexity.ai/page/20-year-study-finds-mammal-clo-DZOlKzmVTK2jZhYZVeQnig