El proceso básico de clonación
La tecnología de clonación no requiere el apareamiento de macho y hembra, ni requiere la combinación de esperma y óvulos. Sólo requiere extraer una sola célula de un animal, cultivarla hasta convertirla en un embrión mediante métodos artificiales y luego implantar el embrión en una hembra para reproducir un nuevo individuo. Este animal clonado cultivado a partir de células individuales tiene exactamente las mismas características que el donante unicelular y es una "réplica" del donante unicelular. Científicos del Reino Unido y de Oregón (EE.UU.) han desarrollado sucesivamente Dolly, la oveja clonada, y Dolly, el mono. El éxito de la tecnología de clonación ha sido calificado de "evento histórico e iniciativa científica". Algunas personas incluso piensan que la tecnología de la clonación puede compararse con la aparición de la bomba atómica.
La tecnología de clonación se puede utilizar para producir "clones" y "replicantes", lo que ha atraído una amplia atención en todo el mundo. ¿La clonación es una tragedia o una bendición para los seres humanos? La dialéctica materialista cree que todo en el mundo es una unidad de contradicciones, dividida en dos. Lo mismo ocurre con la tecnología de clonación. Si la tecnología de la clonación se utiliza para "copiar" a locos de la guerra como Hitler, ¿qué aportará a la sociedad humana? Incluso si se utiliza para "copiar" a la gente común, generará una serie de problemas éticos. Si la tecnología de la clonación se aplica a la producción ganadera, se producirán cambios fundamentales en el cultivo y la reproducción de excelentes razas ganaderas. Si la tecnología de clonación se utiliza en la investigación de terapia genética, es muy probable que se supere el cáncer, el SIDA y otras enfermedades persistentes que ponen en peligro la vida y la salud humanas. La tecnología de clonación, al igual que la tecnología de energía atómica, es un arma de doble filo con la empuñadura en manos humanas. La humanidad debe tomar medidas conjuntas para evitar el surgimiento de la "clonación humana" y permitir que la tecnología de clonación beneficie a la sociedad humana.
Dos saltos de no mamíferos a mamíferos
La edad histórica desde la clonación de células embrionarias a la clonación de células somáticas es 1952 1972 1978 1996 1998 2000 2001. La clonación de genes de renacuajo, la fertilización in vitro, la clonación de ovejas, la clonación de monos, la clonación de vacas y gatos también se conocen como técnicas de clonación. Como "tecnología de biomagnificación", ha pasado por tres etapas de desarrollo: la primera etapa es la etapa de clonación microbiana, es decir, una bacteria puede replicar rápidamente miles de bacterias idénticas para convertirse en una colonia bacteriana; clonación biotecnológica, como la clonación utilizando genes genéticos: ADN; el tercer período es el período de clonación animal, es decir, de una célula a un animal; Dolly, la oveja clonada, fue clonada a partir de células somáticas de una oveja hembra utilizando tecnología de clonación animal.
En la naturaleza, muchas plantas nacen con instinto de clonación, como el boniato, la patata, las rosas y otras plantas que pueden propagarse mediante esquejes. La tecnología de clonación animal ha experimentado el proceso de desarrollo desde células embrionarias hasta células somáticas.
Los huevos no fertilizados de algunos invertebrados (insectos, algunos peces, lagartos y ranas) también pueden crecer y desarrollarse hasta convertirse en individuos completos bajo determinadas circunstancias, como por ejemplo mediante estimulación química. Este proceso también se conoce como clonación de la hembra que pone huevos.
Ya en la década de 1950, los científicos estadounidenses utilizaron anfibios y peces como sujetos de investigación y fueron pioneros en la tecnología de trasplante nuclear, que puede compararse con "un gato de algalia por príncipe". El proceso básico consiste en trasplantar el núcleo de una célula donada que contiene material genético a un óvulo sin núcleo, luego fusionar las dos células mediante estimulación de microcorriente y luego promover que las nuevas células se dividan, se reproduzcan y se desarrollen hasta convertirse en un embrión. . Cuando el embrión se ha desarrollado hasta cierto nivel (el Instituto Roslin tarda unos 6 días en clonar una oveja), se implanta en el útero del animal, lo que hace que el animal quede preñado y luego un animal genéticamente idéntico al donante de células. puede nacer. Durante este proceso, si las células del donante son modificadas genéticamente, se producirán los mismos cambios en los genes de la descendencia asexual.
La principal diferencia entre la "Tecnología Honululu", que ha producido con éxito tres generaciones de ratones clonados, y la tecnología de clonación de ovejas es que el material genético en el proceso de clonación se inyecta directamente en los óvulos mediante métodos físicos en lugar de cultivarse en un medio de cultivo. En este proceso, se utiliza estimulación química en lugar de estimulación eléctrica para promover la fusión de los óvulos. En 1986, la científica británica Vera Anderson clonó una oveja utilizando células embrionarias. Posteriormente, otros clonaron animales como vacas, ratones, conejos y monos. Al utilizar células embrionarias como donantes para la transferencia nuclear, el nacimiento de estos animales clonados fue exitoso. Esta técnica de clonación es menos difícil y más adecuada para la investigación.
La oveja clonada Dolly utilizó células epiteliales mamarias (células somáticas) como células donantes para el trasplante nuclear, lo que abrió una nueva página en la historia de la clonación biológica y rompió con el uso tradicional de células embrionarias para el trasplante nuclear. método, logrando enormes avances en la tecnología de clonación. Dolly heredó completamente el ADN nuclear de la oveja Dorset y fue la proveedora celular completa de su madre biológica (todavía herencia citoplasmática). Ella era una "copia" de la oveja Dorset. La composición genética de todos los miembros de un clon es exactamente la misma, a menos que existan mutaciones. La clonación de plantas, animales y microorganismos naturales existe desde hace mucho tiempo en la naturaleza. Por ejemplo, los gemelos idénticos son en realidad clones. Sin embargo, la incidencia de la clonación natural de mamíferos es extremadamente baja, el número de miembros es pequeño (normalmente dos), carece de propósito y rara vez puede utilizarse en beneficio de la humanidad. Por lo tanto, la gente comenzó a explorar métodos artificiales para producir clones de animales superiores. De esta manera, la palabra clonación comenzó a utilizarse como verbo para referirse al acto de criar artificialmente animales clonados.
Actualmente existen dos métodos principales para producir clones de mamíferos: la segmentación embrionaria y la transferencia nuclear. Dolly, la oveja clonada y varios animales clonados desarrollados por científicos de varios países, adoptaron posteriormente la tecnología de transferencia nuclear. La llamada transferencia nuclear se refiere al proceso de trasplantar los núcleos de embriones o animales adultos en diferentes etapas de desarrollo a ovocitos enucleados mediante microcirugía y fusión celular para reformar el embrión y madurarlo. A diferencia de la tecnología de segmentación de embriones, la tecnología de transferencia nuclear, especialmente la tecnología de transferencia nuclear en serie, puede producir un número ilimitado de individuos genéticamente idénticos. Dado que la transferencia nuclear es un método eficaz para producir animales clonados, a menudo se la denomina tecnología de clonación animal.
La idea de clonar animales mediante tecnología de transferencia nuclear fue propuesta por primera vez por Hans Spielmann en 1938. Lo llamó un "experimento extraño" en el que se extraían núcleos de embriones en desarrollo (maduros o inmaduros) y se trasplantaban a óvulos. Esta idea es ahora la forma básica de clonar animales.
A partir de 1952, los científicos utilizaron por primera vez ranas para realizar experimentos de clonación por transferencia nuclear y, sucesivamente, obtuvieron renacuajos y ranas adultas. Desde 65438 hasta 1963, un equipo de investigación científica dirigido por el profesor Tong Dizhou en mi país estudió por primera vez la tecnología de transferencia nuclear de embriones de peces utilizando peces de colores como material y logró el éxito. En 1964, el científico británico J. Gurdon irradió huevos no fertilizados de Xenopus laevis con rayos ultravioleta para destruir sus núcleos, luego absorbió los núcleos de las células somáticas del renacuajo e inyectó los núcleos en los huevos con los núcleos destruidos. Se descubrió que los huevos trasplantados de 1,5 años se diferenciaban y se convertían en ranas adultas normales. Los experimentos de Gordon demostraron por primera vez que los núcleos somáticos de los animales son integrales. El primer resultado en la investigación sobre la transferencia nuclear de embriones de mamíferos se logró en 1981: Karl Ilmenzer y Peter Hoppe utilizaron células embrionarias de ratón para cultivar ratones normales. En 1984, Steen Willadsen clonó una oveja nacida viva a partir de células embrionarias inmaduras extraídas de ovejas, y otros repitieron posteriormente sus métodos experimentales utilizando una variedad de animales, entre ellos vacas, cerdos, cabras, conejos y macacos. En 1989, Willardson obtuvo la vaca clonada de segunda generación mediante transferencia nuclear continua. En 1994, Neil First clonó una vaca a partir de un embrión en etapa avanzada con al menos 120 células. En 1995, la transferencia nuclear había tenido éxito principalmente en embriones de mamíferos, incluidos embriones congelados y generados in vitro; también se habían intentado experimentos de transferencia nuclear con células madre embrionarias o células madre adultas. Sin embargo, hasta 1995 la transferencia nuclear de células diferenciadas en animales adultos no había tenido éxito.
La importancia y las repercusiones de la clonación de la oveja "Dolly"
Los hechos anteriores muestran que en febrero de 1997, el equipo de investigación del Dr. Wilmut en el Instituto Roslin anunció la cría exitosa de Antes de la clonación celular de la oveja "Dolly", la tecnología de transferencia nuclear de células embrionarias había logrado grandes avances. De hecho, la clonación de Dolly siguió todo el proceso de transferencia nuclear embrionaria en la tecnología de transferencia nuclear, pero esto no reduce la importancia de Dolly, porque es el primer animal en el mundo que nace mediante transferencia nuclear de células somáticas, y es un pionero en el campo de la tecnología de clonación. Un gran avance. Este enorme progreso significa que: se ha demostrado teóricamente que los núcleos de las células animales diferenciadas son totipotentes, al igual que las células vegetales, y que el material genético en el núcleo no sufrirá cambios irreversibles durante el proceso de diferenciación. La práctica ha demostrado que el uso de células somáticas puede ser posible; La tecnología de clonación animal es factible. Se pueden utilizar innumerables células idénticas como donantes para trasplantes nucleares, y se pueden realizar una serie de operaciones genéticas complejas en estas células donantes antes de fusionarlas con óvulos, proporcionando así la base para criar excelentes especies animales. y grandes poblaciones La producción a gran escala de animales transgénicos proporciona un método eficiente.
Teóricamente, usando el mismo método, la gente puede copiar "clones", lo que significa que es completamente posible que los dictadores de las novelas de ciencia ficción se clonen a sí mismos. Por tanto, el nacimiento de "Dolly" provocó fuertes repercusiones en los círculos científicos, políticos e incluso religiosos de todo el mundo, y desencadenó una discusión sobre las cuestiones morales derivadas de la clonación humana. Los gobiernos y personas de varios países han respondido: la clonación humana no es ética. A pesar de esto, la gran importancia teórica y el valor práctico de la tecnología de clonación ha llevado a los científicos a acelerar la investigación, llevando así la investigación y el desarrollo de la tecnología de clonación animal a un clímax. El nacimiento de Dolly, la oveja clonada, desencadenó un auge en la investigación de la clonación en todo el mundo. Posteriormente, los informes sobre la clonación de animales continuaron uno tras otro. En marzo de 1997, casi un mes después de anunciar la creación exitosa de Dolly, científicos de Estados Unidos, China, la provincia china de Taiwán y Australia anunciaron la noticia de que habían clonado con éxito monos, cerdos y vacas, respectivamente. Pero todos se clonan utilizando células embrionarias, por lo que su importancia no se puede comparar con la de Dolly. En julio del mismo año, el Instituto Roslin y PPL anunciaron que la primera oveja transgénica del mundo con genes humanos, "Polly", había sido clonada a partir de fibroblastos fetales transgénicos. Este logro muestra el gran valor de aplicación de la tecnología de clonación en la cría de animales transgénicos.
En julio de 1998, la Universidad de Hawaii en Wakayama informó que 27 ratones supervivientes fueron clonados a partir de células de cúmulo de ratón, 7 de los cuales eran descendientes de los ratones clonados. Esta fue la primera vez después del segundo lote. de la descendencia del trasplante nuclear de células somáticas de mamíferos. Además, Wakayama y otros adoptaron una tecnología de clonación nueva, relativamente simple y de gran éxito, a la que llamaron "tecnología de Honolulu" por la ubicación de la universidad.
Desde entonces, científicos de Estados Unidos, Francia, Países Bajos y Corea del Sur también han informado del éxito de la clonación de células somáticas de ganado. El entusiasmo investigador de los científicos japoneses es particularmente sorprendente. De julio de 1998 a abril de 1999, Universidad de Agricultura de Tokio, Universidad Feng Jing'en, Grupo Empresarial de Mejora del Ganado, campos de pruebas de ganado locales (Prefectura de Ishikawa, Prefectura de Oita, Prefectura de Kagoshima, etc.) y empresas privadas (como Ginxue, la empresa láctea más grande de Japón). Dairy, etc.) informaron que usaban orejas de vaca y músculos de la cadera. A finales de 1999, se habían producido con éxito en el mundo clones de células somáticas de seis tipos de células: fibroblastos fetales, células mamarias, células del cúmulo, células epiteliales de las trompas de Falopio/uterinas, células musculares y células de la piel del oído.
En junio de 2000, la Universidad AF en el noroeste de China clonó dos "ovejas clonadas" utilizando células somáticas de cabra adulta, pero una de ellas murió debido a una displasia del sistema respiratorio. Según los informes, la tecnología de clonación utilizada por este equipo de investigación es completamente diferente de la tecnología de clonación de Dolly, lo que demuestra que los científicos chinos han dominado la tecnología de vanguardia de la clonación de células somáticas.
En la madrugada del 18 de marzo de 2012, la Oficina de Ingeniería de Embriones y Tecnología de Reproducción del Instituto de Ganadería y Medicina Veterinaria de Beijing de la Academia China de Ciencias Agrícolas, obtuvo un toro clonado somático mediante cesárea en el Cambio de granja ganadera experimental. La vaca estuvo preñada durante 279 días y la cría pesó 58,2 kg. Actualmente, todos los indicadores fisiológicos son normales. Después de la identificación por parte del Centro de Identificación BGI Fangrui de Beijing, el ADN de la descendencia clonada era consistente con el del toro donante del cual se derivaron las células.
Esta es la primera vez en mi país que se obtiene el clon de células somáticas de un toro Holstein mediante el método de clonación de zona transparente, y también es el tercer caso de clonación de células somáticas de un toro Holstein.
Los experimentos de transferencia nuclear entre diferentes especies también han logrado algunos resultados gratificantes. En junio de 1998, científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison clonaron con éxito embriones de cinco mamíferos: cerdos, vacas, ovejas, ratones y macacos. Los hallazgos muestran que los huevos no fertilizados de una especie pueden combinarse con núcleos de células maduras de muchos animales. Aunque estos embriones fueron abortados, fueron un intento útil de explorar la posibilidad de la clonación xenogénica. En 1999, científicos estadounidenses clonaron embriones de argali a partir de huevos de vaca. Los científicos chinos también clonaron un embrión temprano de un panda gigante a partir de un huevo de conejo, lo que sugiere que la tecnología de clonación podría convertirse en una nueva forma de proteger y salvar a los animales en peligro de extinción. La maravillosa tecnología de clonación ha mostrado amplias perspectivas de aplicación, que se pueden resumir en los siguientes cuatro aspectos:
(1) Mejorar variedades excelentes y producir animales de experimentación
(2) Producir transgénicos; Animales;
(3) Producción de células madre embrionarias humanas para terapia de reemplazo de células y tejidos;
(4) Reproducción de especies animales en peligro de extinción, preservación y difusión de recursos de especies animales.
A continuación se describe brevemente la producción de animales transgénicos y células madre embrionarias.
La investigación sobre animales transgénicos es uno de los temas más atractivos y prometedores en el campo de la bioingeniería animal. Los animales transgénicos pueden utilizarse como donantes para trasplantes de órganos médicos, como biorreactores y para el mejoramiento genético del ganado y el establecimiento de modelos experimentales de enfermedades. Sin embargo, actualmente no existen muchas aplicaciones prácticas de los animales transgénicos. Además de los modelos médicos de ratones transgénicos modificados genéticamente, desde hace mucho tiempo, desde hace más de 10 años, se investiga la producción de proteínas farmacéuticas en biorreactores mamarios de animales transgénicos. Sin embargo, actualmente solo hay 2 medicamentos en el mundo que han entrado en ensayos clínicos de fase III, y de 5 a 6 medicamentos han entrado en ensayos clínicos de fase II. Sin embargo, aún no se han creado líneas ganaderas transgénicas cuyas características agronómicas hayan sido mejoradas y puedan utilizarse en la producción ganadera. La baja eficiencia de producción de los animales transgénicos, el alto costo y la falla regulatoria causada por la dificultad de la integración en sitios fijos, la separación de rasgos genéticos en la descendencia reproducida sexualmente de animales transgénicos y la dificultad para mantener el excelente éxito de sus ancestros son las principales razones que restringen el progreso práctico de los animales transgénicos en la actualidad.
El éxito de la clonación de células somáticas ha desencadenado una nueva revolución en la producción de animales transgénicos. La tecnología de clonación de células somáticas animales proporciona la posibilidad técnica de amplificar rápidamente los efectos innovadores del germoplasma producidos por los animales transgénicos. El uso de tecnología simple de transfección de células somáticas para transferir el gen objetivo puede evitar las dificultades e ineficiencias de las células germinales del ganado. Al mismo tiempo, esta línea celular transgénica se puede utilizar para realizar pruebas previas de integración transgénica y preselección de género en condiciones de laboratorio. Antes del trasplante nuclear, el gen de fusión del gen extraño diana y el gen marcador (como el gen LagZ y el gen del antibiótico neomicina) se introducen en las células somáticas cultivadas, y luego las células transgénicas positivas y sus clones se examinan a través del expresión del gen marcador y luego las células positivas se trasplantan. Los núcleos de las células se trasplantan a los ovocitos enucleados. En teoría, los animales finales producidos deberían ser 100 animales transgénicos positivos. Mediante este método, Schnieke et al. (Bio Report, 1997) han obtenido con éxito 6 ovejas transgénicas, 3 de las cuales tienen el gen del factor IX de coagulación humano y el gen marcador (gen de resistencia a la neomicina), y 3 de las cuales tienen el gen marcador. La tasa de integración del gen fuente llega a 50. Chibelli (Science, 1997) también obtuvo tres bovinos transgénicos mediante transferencia nuclear, confirmando la eficacia de este método. Se puede observar que una de las direcciones de aplicación más importantes de la tecnología de clonación animal en la actualidad es el desarrollo de animales clonados transgénicos de alto valor agregado.
Las células madre embrionarias son células madre totipotentes con potencial para formar todos los tipos de células adultas. Los científicos han estado intentando inducir varias células madre para que se diferencien en tipos de tejidos específicos para reemplazar los dañados en el cuerpo, por ejemplo mediante la implantación de células productoras de insulina en los diabéticos. Los científicos han podido convertir células ES de cerdo en cardiomiocitos latentes, células ES humanas en células neurales y mesenquimales y células ES de ratón en células endodérmicas. Estos resultados abren el camino a terapias de reemplazo de células y tejidos.
Actualmente, los científicos han aislado con éxito células ES humanas (Thomson et al. 1998, Science), y la tecnología de clonación de células somáticas ofrece la posibilidad de producir las propias células ES del paciente. Las células somáticas del paciente se trasplantan a ovocitos enucleados para formar embriones recombinantes, que se cultivan en blastocistos in vitro. Luego, las células ES se aíslan de los blastocistos y las células ES obtenidas se dirigen para diferenciarse en tipos de células específicas (como células nerviosas y musculares). células sanguíneas) para terapia de reemplazo. El objetivo final de este método de transferencia nuclear es tratar células madre en lugar de obtener individuos clonados, lo que los científicos llaman "clonación terapéutica".
La aplicación de la tecnología de clonación en la investigación básica también es muy significativa, ya que proporciona herramientas para estudiar mecanismos como la embriogénesis y los gametos, la diferenciación de células y tejidos, la regulación de la expresión genética y la interacción nucleocitoplasmática.
Como nuevo equipo de investigación, la tasa de éxito de la clonación de animales sigue siendo muy baja. En el experimento de criar a Dolly, el equipo de investigación de Wilmut fusionó 277 óvulos con núcleos de células trasplantadas y sólo consiguió una oveja viva, Dolly, con una tasa de éxito de sólo 0,36. Las tasas de éxito de la clonación simultánea de fibroblastos fetales y células embrionarias fueron sólo de 65438 ± 0,7 y 65438 respectivamente.
Además, algunos individuos que nacen presentan deficiencias fisiológicas o inmunológicas. Tomemos como ejemplo el ganado clonado criado en Japón, Francia y otros países. En febrero de 2000, habían nacido en Japón 121 animales clonados con células somáticas, pero sólo 64 sobrevivieron. Los resultados mostraron que la función placentaria de algunos terneros era imperfecta y que el contenido de oxígeno y la concentración del factor de crecimiento en la sangre eran inferiores a los niveles normales. El timo, el bazo y los ganglios linfáticos de algunos terneros se desarrollan de forma anormal; los fetos de animales clonados generalmente tienden a desarrollarse más rápido que los animales comunes, lo que puede ser la causa de la muerte.
Incluso Dolly, que se desarrolló normalmente, presentó signos de envejecimiento prematuro. Los extremos de los cromosomas, llamados telómeros, determinan el número de veces que una célula puede dividirse: con cada división, los telómeros se acortan y, cuando se agotan, la célula pierde la capacidad de dividirse. En 1998, los científicos descubrieron que los telómeros de las células de Dolly eran más cortos de lo normal, lo que significaba que sus células estaban en un estado más envejecido. En aquel momento se pensó que esto podría deberse a la clonación de Dolly a partir de células de ovejas adultas, de modo que sus células llevaran la huella de las células adultas. Sin embargo, esta explicación ahora está siendo cuestionada. Robert Lanza, médico de Massachusetts, EE.UU., clonó ganado utilizando células senescentes cultivadas y obtuvo seis terneros. Entre 5 y 10 meses después del nacimiento, se descubrió que los telómeros de estas vacas clonadas eran más largos que los de los terneros normales de la misma edad, y algunos eran incluso más largos que los de los terneros recién nacidos normales. No está claro por qué ocurre esto o por qué es tan diferente del caso de "Dolly". Sin embargo, este experimento muestra que, en algunos casos, el proceso de clonación puede alterar el reloj molecular de las células maduras, provocando que "rejuvenezcan". El impacto de este cambio en la vida útil de los animales clonados requiere más observación.
Además de los obstáculos teóricos y técnicos antes mencionados, las implicaciones éticas de la tecnología de clonación (especialmente su uso en embriones humanos) y la fuerte reacción pública a ella también limitan su aplicación. Sin embargo, el desarrollo de la tecnología de clonación en los últimos años muestra que la mayoría de los países del mundo no se quedan atrás y nadie ha abandonado la investigación sobre tecnología de clonación. En este punto, la actitud del gobierno británico es muy representativa. Menos de un mes después de febrero de 1997, el Comité Británico de Ciencia y Tecnología publicó un informe especial sobre la tecnología de clonación, indicando que el gobierno británico reconsideraría esta decisión y creía que no era prudente prohibir ciegamente esta investigación. La clave es establecer ciertas normas y utilizarlas en beneficio de la humanidad.
Una bacteria se puede dividir en dos partes en unos 20 minutos; una rama de uva cortada en diez gajos puede convertirse en diez uvas; un cactus cortado en varios trozos, cada trozo echará raíces al tocar el suelo; una fresa Cientos de plantones de fresa pueden crecer en un año a base de sus estolones que se postran en el suelo... Estas son las cosas que reproduce una criatura dividiéndose en dos, o agrandando una pequeña parte de sí misma, que es lo que llamada reproducción asexual. El nombre en inglés de reproducción asexual es "clone", que se transcribe como "Clone".
Muchos animales en la naturaleza, en circunstancias normales, dependen de la fusión (fertilización) de células masculinas (esperma) producidas por el padre y células femeninas (óvulo) producidas por la madre para formar un óvulo fertilizado (cigoto). ), y luego El óvulo fertilizado se convierte en un embrión a través de una serie de divisiones celulares y finalmente forma un nuevo individuo. Este método de reproducción, que se basa en las células sexuales proporcionadas por ambos padres para producir descendencia mediante la fusión de células sexuales, se llama reproducción sexual. Sin embargo, si dividimos quirúrgicamente el embrión en dos partes, cuatro partes, ocho partes... Finalmente, un embrión crece en dos, cuatro, ocho... organismos mediante métodos especiales. Estos organismos son individuos clonados, estos dos, cuatro, ocho… individuos se llaman clones (también llamados clones).
En la primavera de 1979, científicos del Instituto de Hidrobiología de Wuhan, de la Academia de Ciencias de China, cultivaron artificialmente células en estadio de blastocisto de carpa cruciana. Después de 59 generaciones de subcultivo continuo durante 385 días, se extrajeron los núcleos de las células cultivadas utilizando un tubo de vidrio con un diámetro de aproximadamente 65.438 ± 00 micrones bajo un microscopio. Al mismo tiempo, se extrae el núcleo del huevo de la carpa cruciana para prepararlo para recibir el núcleo del blastocisto. Una vez que todo esté listo, mueva los núcleos extraídos del tubo de vidrio a la posición vacía del huevo de carpa cruciana. La mayoría de los núcleos de blastocistos bajo cultivo artificial mueren prematuramente. Entre los 189 huevos que fueron intercambiados nuclearmente, sólo dos alevines eclosionaron. Al final, sólo un pez joven sobrevivió a la dificultad. Después de más de 80 días de cultivo, creció hasta convertirse en una carpa cruciana de 8 cm de largo. Este tipo de carpa cruciana no ha experimentado la unión de células masculinas y femeninas, sino que solo reemplazó el núcleo de un blastocisto con un óvulo. El óvulo en realidad se produce a partir del óvulo después de que se ha cambiado el núcleo, por lo que también es un. peces clonados.
Antes de que apareciera la clonación de la carpa cruciana, científicos de la Universidad de Oxford en el Reino Unido realizaron experimentos de clonación con una especie de sapo africano de garras (Xenopus laevis) en 1960 y 1962. El método experimental consiste en irradiar huevos de Xenopus laevis con luz ultravioleta para destruir sus núcleos celulares y luego utilizar una cirugía sofisticada para extraer los núcleos celulares de las células epiteliales intestinales, las células hepáticas y las células renales de los renacuajos de Xenopus laevis, y colocar con precisión los núcleos. de estas células en los núcleos celulares en los huevos destruidos por los rayos UV. Después de un cuidadoso cuidado, algunos de estos óvulos de intercambio nuclear finalmente se convirtieron en un vivo Xenopus laevis. No fue producido por la combinación de espermatozoides y óvulos, por lo que también fue un Xenopus laevis clonado.
El Sr. Tong Dizhou, un famoso biólogo chino, realizó con éxito un experimento de clonación de la rana de manchas negras en 1978. Trasplantó los núcleos de los glóbulos rojos de la rana en huevos de rana previamente enucleados. Los huevos enucleados finalmente se convirtieron en renacuajos que podían nadar libremente en el agua.
Con la madurez de la tecnología de intercambio nuclear de peces y el éxito del intercambio nuclear de anfibios, un grupo de científicos dedicados al cultivo de semillas están muy entusiasmados. Dado que los núcleos de los blastocistos de la carpa cruciana pueden reemplazar los núcleos de los óvulos de la carpa cruciana para obtener peces clonados, ¿se pueden obtener nuevos peces híbridos intercambiando núcleos de peces heterogéneos? Los científicos chinos fueron los primeros en plantear y resolver este problema. El instituto de investigación que cultivó y clonó con éxito la carpa cruciana logró reemplazar el núcleo de las células embrionarias de la carpa cruciana por el núcleo de los óvulos de la carpa cruciana. El núcleo de la célula de la carpa y el citoplasma del huevo de la carpa cruciana pueden coexistir pacíficamente e iniciar un proceso similar a la división y desarrollo de un huevo fecundado. Finalmente, una especie de "carpa cruciana" con "barba" crece muy rápido, al igual que la carpa, pero sus escamas laterales y el número de espinas son las mismas que las de la carpa cruciana, y el sabor del pescado no es menor que el de la carpa cruciana. carpa. La aparición de esta nueva especie de pez clonada artificialmente ha abierto nuevas vías para la cría de peces.
La búsqueda de la ciencia es interminable y el éxito de la clonación de peces y anfibios ha llevado naturalmente a los científicos a centrar su atención en los mamíferos. Científicos de Estados Unidos y Suiza fueron los primeros en extraer el núcleo de una célula embrionaria de ratón gris y reemplazarlo con el núcleo de un óvulo de ratón negro fertilizado. De hecho, al óvulo fertilizado de este ratón negro se le extrajo el núcleo del espermatozoide junto con el núcleo del óvulo tan pronto como entró en el óvulo. El núcleo de un embrión de ardilla se trasplantó a un óvulo fertilizado enucleado de un ratón negro, se cultivó artificialmente en un tubo de ensayo durante cuatro días y luego se implantó en el útero de un ratón blanco. Después de cientos de operaciones de gris, blanco y negro, el ratón blanco finalmente dio a luz a tres pequeñas ardillas.
La revista británica "Nature" publicada el 27 de febrero de 1996 publicó los resultados de la investigación de Wilmot y otros en el Instituto Roslin de Edimburgo: Después de 247 fracasos, obtuvieron un resultado en julio del año anterior. oveja clonada llamada Dolly.
¿Cómo se “creó” la oveja Dolly? Wilmot y otros estudiosos inyectaron por primera vez gonadotropina en ovejas escocesas de cara negra para inducir la ovulación. Inmediatamente después de obtener los óvulos, utilizaron una pipeta muy fina para extraer los núcleos de los óvulos. Al mismo tiempo, extrajeron los núcleos de las células de la glándula mamaria de una oveja de seis años llamada Fendosit que estaba embarazada de tres meses y los enviaron inmediatamente a los óvulos de una oveja escocesa de cara negra enucleada. Después de la cirugía, utilizaron pulsos eléctricos de la misma frecuencia para estimular el intercambio de óvulos. El citoplasma de la oveja escocesa de cara negra y el núcleo de las células de la glándula mamaria de la oveja Fendorset están coordinados entre sí, lo que permite que esta célula "ensamblada" experimente el proceso de división y desarrollo como un óvulo fertilizado en un tubo de ensayo para formar un embrión, y luego el embrión se transfiere hábilmente y se implanta en el útero de otra oveja. En julio del año pasado, la oveja que "crió" los embriones fuera del cuerpo finalmente dio a luz a Dolly, una corderita. Dolly no es el producto de la fertilización de óvulos de oveja y espermatozoides de carnero, sino el resultado del desarrollo paso a paso del "intercambio nuclear de óvulos", por lo que es una "oveja clonada".
El nacimiento de la "oveja clonada" conmocionó a los países del mundo. Su característica encomiable es que es el núcleo de una célula somática, no de una célula embrionaria. Este resultado demuestra que las llamadas células altamente diferenciadas en los animales, que desempeñan funciones especiales y tienen formas específicas, como los huevos fertilizados, tienen el potencial de convertirse en individuos completos. En otras palabras, las células animales son tan totipotentes como las células vegetales.
La tecnología de clonación traerá enormes beneficios a la humanidad. Por ejemplo, la leche de oveja criada por la empresa británica PPL contiene alfa-1 antitripsina para el tratamiento del enfisema. El precio de esta leche de cabra es de 6.000 dólares el litro. Una oveja es como una fábrica farmacéutica. ¿Cuál es la forma más eficaz y cómoda de criar este tipo de ovejas? La mejor manera es "clonar". De manera similar, la empresa holandesa PHP ha criado vacas que pueden secretar lactoferrina humana, y la empresa israelí LAS ha criado ovejas que pueden producir albúmina sérica. ¿Cómo se puede criar eficazmente este ganado de alto valor añadido? La respuesta, por supuesto, es "clonar".
El apareamiento de una yegua con un burro puede dar como resultado un animal con un vigor híbrido particularmente fuerte: una mula. Las mulas no pueden reproducirse, entonces, ¿cómo pueden las mulas excelentes ampliar su reproducción? La mejor manera es "clonar". Los pandas gigantes de China son tesoros nacionales, pero su tasa natural de éxito de apareamiento es baja y están al borde de la extinción. ¿Cómo salvar animales tan raros? La "clonación" proporciona una forma práctica para los humanos.
Los animales clonados también desempeñan un papel importante en el estudio de la biología del cáncer, la inmunología y la esperanza de vida humana.
Es innegable que la aparición de las “ovejas clonadas” también ha despertado el interés de muchas personas por la “clonación humana”. Por ejemplo, algunos están considerando la posibilidad de clonar un embrión a partir de sus propias células y congelarlo antes de que tome forma. Un día en el futuro, cuando haya un problema con uno de nuestros propios órganos, podremos extraer este órgano del embrión para cultivarlo y luego reemplazar nuestro órgano enfermo para proporcionarnos "accesorios" mediante la clonación.
El debate sobre la "clonación humana" recuerda a la gente que el progreso científico y tecnológico es una marcha de alegrías y tristezas. Cuanto más se desarrollan y penetran más amplia y profundamente la ciencia y la tecnología en la sociedad, más probable es que desencadenen muchas cuestiones éticas, morales y jurídicas conexas. Me gustaría finalizar este artículo con una cita del famoso biólogo molecular ganador del Premio Nobel J.D. Watson: “Se puede esperar que muchos biólogos, especialmente aquellos que trabajan en la reproducción asexual, consideren cuidadosamente sus implicaciones y lleven a cabo debates científicos para educar personas de todo el mundo."