¿Qué es la tecnología de clonación?
1. ¿Qué es la tecnología de clonación?
Clon es la transliteración de Clonar, que significa reproducción asexual. La palabra inglesa "clon" proviene de la palabra griega "klone", que originalmente significa reproducción con "ramitas" o "esquejes". Hoy en día, el significado de “clon” no es simplemente “reproducción asexual”. También se denomina “clones” a cualquier grupo de individuos que provienen de un ancestro y se reproducen asexualmente. Este tipo de grupo de descendientes reproducido asexualmente de un antepasado también se denomina "línea clonal", o clon para abreviar. En la naturaleza, muchas plantas tienen instintos de clonación innatos, como las batatas, las patatas, las rosas y otras plantas propagadas mediante esquejes. La tecnología de clonación animal ha experimentado el proceso de desarrollo desde células embrionarias hasta células somáticas. La tecnología de clonación es una tecnología de reproducción asexual. La oveja clonada Dolly, de la que se informó recientemente, fue la primera en ser clonada con éxito utilizando esta tecnología. Abrió una nueva página en la historia de la bioingeniería.
El grito de la oveja Dolly se escucha en todo el mundo. Este extraordinario cordero fue creado por el embriólogo Ian Wilmut del Instituto Roslin de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido. El equipo de investigación científica liderado por el equipo lo clonó. de las células de la glándula mamaria de una oveja adulta.
Primero, Wilmat y sus colegas rasparon varias células membranosas de la glándula mamaria de una oveja blanca finlandesa preñada y anónima. Normalmente, estas células siguen siendo viables en suero fetal de oveja al 10%; el suero es el componente líquido de la sangre que es rico en nutrientes celulares similares a los alimentos. Pero Wilmat se dio cuenta de que utilizando una técnica estándar de poner las células en estado latente, exponiéndolas a suero a una concentración reducida del 0,5%, no sólo podía hacer que las células "olvidaran" que eran células mamarias, sino también hacerlas " Recuerde "las instrucciones genéticas para convertirse en una oveja completa".
Este es un gran avance. Anteriormente, otros científicos no entendían la importancia de sincronizar el desarrollo del material genético de una célula y el óvulo que lo recibe. En el pasado, en otros laboratorios, los genes han avanzado demasiado en el proceso de desarrollo activado por los óvulos. Sin embargo, las células que Wilmat tomó de las ovejas de Finn Dorset no comenzaron a dividir el ADN y traducirlo en material de oveja. Los genes de las células mamarias inactivas pueden combinarse fácilmente con los óvulos. Luego, los científicos extrajeron óvulos de ovejas escocesas de cara negra más pequeñas y extirparon quirúrgicamente sus núcleos (portadores de ADN).
Wilmatt y su equipo de investigación colocaron células mamarias de oveja blanca en óvulos de oveja negra a los que se les extrajo el núcleo y, en una técnica estilo Frankenstein, utilizaron pulsos eléctricos para no solo unir las membranas de estas células. , pero las dos células instantáneamente se convierten en una.
El siguiente paso es utilizar técnicas estándar de reproducción artificial para implantar los óvulos sintetizados en una oveja de cara negra. Cuatro meses después nació el cordero que conmocionó al mundo. Se descubrió que era de color blanco, lo que sugiere que no era de la misma raza que la oveja de cara negra de la que nació. Fueron necesarias varios meses para que las pruebas de ADN confirmaran finalmente que Dolly era de hecho una copia biológica.
2. Desarrollo de la tecnología de clonación
Ya en la década de 1950, los científicos estadounidenses utilizaron anfibios y peces como sujetos de investigación y fueron pioneros en la tecnología de transferencia nuclear. potencial de diferenciación, la interacción entre el citoplasma y el núcleo.
Científicos de la Universidad de Oxford en el Reino Unido realizaron experimentos de clonación con un sapo de garras africano (Xenopus laevis) en 1960 y 1962. El método de prueba consiste en irradiar óvulos de Xenopus laevis con luz ultravioleta para destruir los núcleos y luego recurrir a procedimientos quirúrgicos sofisticados para extraer los núcleos de las células epiteliales intestinales, las células hepáticas y las células renales de los renacuajos de Xenopus laevis, y colocarlos con precisión. los núcleos de estas células en En los óvulos cuyos núcleos habían sido dañados por los rayos ultravioleta, después de un cuidado cuidadoso, algunos de estos óvulos nucleados finalmente se convirtieron en animados sapos Xenopus. Este tipo de sapo Xenopus no se produjo mediante la combinación de espermatozoides y. óvulos, por lo que era un sapo Xenopus clonado.
En 1986, el científico británico Willadsen clonó por primera vez una oveja mediante transferencia nuclear a partir de células embrionarias. Posteriormente, otros clonaron sucesivamente vacas, ovejas, ratones, conejos, monos y otros animales.
Estados Unidos ha logrado recientemente clonar monos y los científicos japoneses también afirman haber criado más de 200 "vacas clonadas". Todos los animales clonados mencionados anteriormente se lograron con éxito utilizando células embrionarias como células donantes para trasplantes nucleares. En la actualidad, la tecnología de clonación ha logrado nuevos avances en el Reino Unido. Se ha aplicado esta tecnología a la hematopoyesis humana. "Gracias al estudio de Dolly, sabemos que podemos utilizar un bloque de construcción basado en células, que es el plasma", dijo el Dr. Ross James, director de PPL, el patrocinador financiero del Reino Unido para la tecnología de clonación. Trabajan con el Instituto Roslin en colaboración con una raza. de ganado vacuno y ovino con genes humanos. Primero extraen el plasma de los animales y luego lo reemplazan con plasma humano. Los bovinos y ovinos genéticamente modificados contienen componentes importantes del plasma humano. Al criar, clonar o criar estos animales, pueden obtener productos estables y fiables. Según las estadísticas, los recursos naturales valen hasta 1,5 millones de libras al año en el Reino Unido. Se puede decir que es de gran beneficio.
2 Tecnología de clonación
La tecnología de clonación de mi país no es inferior. En la década de 1960, el biólogo Tong Dizhou realizó un trasplante nuclear de células en peces de colores y carpas crucianas. En 1978, realizó con éxito un experimento de clonación en la rana de manchas negras. Trasplantó los núcleos de los glóbulos rojos de la rana de manchas negras. Los huevos de la rana con manchas negras, a los que se les había quitado el núcleo previamente, acaban convirtiéndose en renacuajos que pueden nadar libremente en el agua. En la primavera de 1979, científicos del Instituto de Hidrobiología de Wuhan de la Academia de Ciencias de China cultivaron artificialmente células en etapa de blastocisto de carpa cruciana después de 385 días y 59 generaciones de subcultivo continuo, utilizaron un tubo de vidrio con un diámetro de aproximadamente 10 micrones. para succionar los núcleos de las células cultivadas bajo un microscopio, al mismo tiempo, retire el núcleo del óvulo de la carpa cruciana, dejando espacio para que el óvulo se prepare para recibir el núcleo del blastocisto. núcleo succionado por el tubo de vidrio en el óvulo de carpa cruciana desocupado, y obtener el blastocisto. La mayoría de los óvulos con núcleos embrionarios murieron en cultivo artificial. Entre los 189 óvulos nucleados, solo dos eclosionaron y 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 centímetros de largo. Este tipo de carpa cruciana no ha pasado por la combinación de células masculinas y femeninas. Solo reemplaza el óvulo con el núcleo de una célula de blastocisto. En realidad, se produce a partir de un óvulo transnucleado, por lo que también es un pez clonado.
La madurez de la tecnología de nucleación de peces y el éxito de la nucleación de anfibios han entusiasmado mucho a un grupo de científicos dedicados a la cría de especies mejoradas, ya que el núcleo del blastocisto del color de la carpa cruciana se puede clonar después de reemplazar al cruciano. pez con núcleo de huevo de carpa, entonces, ¿podemos obtener nuevos peces híbridos reemplazando el núcleo de peces heterogéneos? Los científicos chinos fueron los primeros en plantear y resolver este problema. Consiguieron sustituir el núcleo de los óvulos de la carpa cruciana por el núcleo de las células embrionarias de la carpa. El núcleo de la célula de la carpa y el citoplasma del huevo de la carpa cruciana pudieron vivir en armonía y comenzó un proceso similar a la división y desarrollo de un huevo fertilizado. Finalmente, creció la "carpa" con "barba". Este tipo de pez tiene "barba", crece rápidamente y se parece exactamente a una carpa, pero su número de escamas laterales y vértebras es el mismo que el de la carpa cruciana, y su sabor a pescado no es menos delicioso que el de la carpa cruciana. . La aparición de esta nueva especie de pez clonada artificialmente ha abierto nuevas vías para la cría de peces.
En mayo de 1990, el Instituto de Ganadería de la Universidad Agrícola del Noroeste clonó una cabra. En 1992, la Academia de Ciencias Agrícolas de Jiangsu clonó un conejo. En 1993, el Instituto de Biología del Desarrollo de la Academia de Ciencias de China cooperó con la Escuela de Agricultura de la Universidad de Yangzhou para clonar una cabra. En julio de 1995, la Universidad Normal del Sur de China cooperó con la Universidad Agrícola de Guangxi para clonar un híbrido de vaca y ganado. En octubre de 1995, la Universidad Agrícola del Noroeste clonó 6 cerdos. En diciembre de 1996, la Universidad Médica de Hunan clonó 6 ratones. Ese mismo año, el Instituto de Ganadería de la Academia China de Ciencias Agrícolas clonó un ternero macho. En marzo de 1997, Chen Dayuan, investigador del Instituto de Zoología de la Academia de Ciencias de China, tomó la iniciativa al proponer la idea de clonar pandas gigantes. En 1999, un equipo dirigido por Chen Dayuan implantó células somáticas de panda gigante en óvulos de conejo enucleados y cultivó con éxito embriones tempranos de panda gigante. Se ha resuelto uno de los dos problemas clave que enfrenta la clonación de pandas gigantes.
3. El impacto de la tecnología de clonación
La oveja Dolly es el primer animal del mundo clonado con éxito utilizando células somáticas. El éxito de la clonación de Dolly demuestra teóricamente que las células altamente diferenciadas pueden volver a la función cigótica del óvulo fertilizado después de ser tratadas con ciertos medios; también demuestra que durante el proceso de desarrollo, el citoplasma tiene un efecto regulador sobre el desarrollo de núcleos celulares heterólogos; . Proporciona una vía importante para el tratamiento de enfermedades genéticas biológicas, el cultivo y expansión de variedades excelentes, etc., y juega un papel determinado en la optimización de especies y la expansión de animales genéticamente modificados.
Además, la tecnología de clonación se puede utilizar para copiar animales raros en grandes cantidades, salvar especies en peligro de extinción, regular el equilibrio ecológico de la naturaleza y beneficiar a la humanidad.
Desde la exitosa clonación de la oveja Dolly, países de todo el mundo han suscitado fuertes reacciones, hasta el punto de que el Vaticano y el presidente estadounidense Clinton se han pronunciado al respecto. Algunas personas lo ven como una bendición, mientras que otras lo ven como una maldición. Los avances en la tecnología de clonación han traído grandes beneficios a la humanidad. El mayor beneficio es cultivar una gran cantidad de ganado de alta calidad, enriquecer la vida material de las personas, reducir el costo y mejorar la eficiencia de la cría de animales, y también proporcionar ciertas materias primas farmacéuticas. mejorar la función inmune humana, etc. Antes de la oveja Dolly, el Instituto Roslin del Reino Unido había criado una oveja genéticamente modificada cuya leche contenía ingredientes farmacológicos para el tratamiento de la hemofilia, y una empresa la compró por el elevado precio de 500.000 libras. Si se utilizan células somáticas para "replicar" esta oveja en grandes cantidades, se podrán salvar las vidas de más pacientes. La empresa británica PPL ha criado ovejas cuya leche contiene alfa-1 antitripsina para el tratamiento del enfisema. Esta leche de cabra se vende a 6.000 dólares el litro, y una oveja es como una fábrica farmacéutica. ¿Cuál es la forma más eficaz y cómoda de ampliar la cría de este tipo de ovejas? La mejor manera es "clonar". De manera similar, la empresa holandesa PHP ha criado ganado que puede 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 es, por supuesto, "clonar". Al cruzar una yegua con un burro, se obtiene un animal con un vigor híbrido particularmente fuerte: una mula. Sin embargo, una mula no puede reproducirse. Entonces, ¿cómo se puede ampliar la cría de mulas excelentes? La mejor manera es también "clonar". Los pandas gigantes de mi país son tesoros nacionales, pero la tasa de éxito del apareamiento natural es baja, por lo que están al borde de la extinción. Cómo salvar la "clonación" de animales tan raros es una forma práctica para los humanos. Además, no se puede subestimar el papel de los animales clonados en el estudio de la biología del cáncer, la inmunología y la esperanza de vida humana.
Es innegable que la llegada de la "clonación de ovejas" también ha despertado el interés de muchas personas por la "clonación humana". Por ejemplo, algunas personas se plantean si pueden utilizar sus propias células para clonar un embrión antes que éste. se forma congelación. Un día en el futuro, si hay un problema con uno de sus propios órganos, podrá extraer este órgano del embrión para cultivarlo y luego reemplazar el órgano enfermo. Esto es para utilizar tecnología de clonación para proporcionarse "accesorios". . Las últimas noticias han inquietado seriamente al mundo, especialmente a los especialistas en ética. Un proyecto de "clonación" con el objetivo de "tratar enfermedades y utilizarlos para el trasplante de órganos" ha copiado embriones humanos por primera vez. Es realmente impredecible si esto será una bendición o una maldición para la humanidad. La historia biológica contemporánea demuestra que la tecnología de clonación sólo puede copiar criaturas con la misma apariencia y características, pero no puede clonar los talentos originales de la persona copiada. El pensamiento humano está sujeto a limitaciones adquiridas. Por lo tanto, incluso si alguien puede clonar una figura que se parece exactamente a un gran líder o un gran científico de la historia, él o ella solo será el mismo en apariencia pero carecerá de los pensamientos, el temperamento y los talentos de un gran líder o un gran científico. Cuál es la importancia de tal clonación?
La discusión sobre la "clonación humana" recuerda a la gente que el progreso científico y tecnológico es una marcha de tristeza y alegría. Cuanto más se desarrolla la tecnología y más amplia y profundamente penetra en la sociedad, más probable es que cause muchos problemas éticos, morales y legales relevantes. El ganador del Premio Nobel y famoso biólogo molecular J.D. Watson dijo: "Podemos esperar que muchos biólogos, especialmente aquellos que trabajan en la reproducción asexual, consideren seriamente sus implicaciones e inicien debates científicos. Para educar a la gente del mundo". Actualmente, la empresa estadounidense Geron invirtió 28 millones de dólares para comprar Roslin Biomedical Company, una filial del Instituto Roslin, y obtuvo la tecnología de transferencia nuclear utilizada en la clonación de la oveja Dolly. El objetivo principal de esta transacción es promover la investigación sobre la tecnología de clonación de células madre humanas para trasplante de órganos. Sin embargo, esta investigación innovadora plantea muchas cuestiones éticas. Bioeticistas y líderes religiosos de diferentes sectas han condenado esto severamente, pero el Washington Post dijo que el gobierno de Estados Unidos prohíbe el uso de fondos oficiales para realizar investigaciones con embriones humanos, pero la financiación privada es legal. A algunos estudiosos de la ética les preocupa que los planes para cultivar células embrionarias humanas conduzcan en última instancia a la clonación masiva de humanos. Cuando la reproducción humana no depende del apareamiento natural, sino de una reproducción estereotipada al estilo de una línea de montaje de alta tecnología, ¿se puede seguir llamando a los humanos humanos naturales? ¿Cómo debería aceptar la Tierra estas réplicas de humanos?