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WICHTIGSTEN WISSENSCHAFTLICHEN ENTDECKUNGEN
Klonen. Geschichte und Wesen der wissenschaftlichen Entdeckung
Verzeichnis / Die wichtigsten wissenschaftlichen Entdeckungen Die Geschichte des Klonens begann in den fernen vierziger Jahren in der UdSSR. Dann entwickelte der sowjetische Embryologe Georgy Viktorovich Lopashov eine Methode zum Transplantieren (Transplantieren) von Kernen in ein Froschei. Die Ergebnisse seiner Forschung schickte er im Juni 1948 an das Journal of General Biology. Der Wissenschaftler hat Pech. Im August 1948 fand die berüchtigte Sitzung von VASKhNIL statt, bei der die unbestreitbare Führung in der Biologie des berühmten Kämpfers gegen die Genetik T.D. Lysenko. Der Satz von Lopashovs Artikel war verstreut. Würde trotzdem! Dort wurde die führende Rolle des Zellkerns und der darin enthaltenen Chromosomen bei der individuellen Entwicklung von Organismen nachgewiesen. Wie so oft in der russischen Wissenschaftsgeschichte ging die Priorität auf die amerikanischen Embryologen Brigge und King über, die in den fünfziger Jahren ähnliche Experimente durchführten. Eine weitere Verbesserung der Methodik ist mit John Gurdon (Großbritannien) verbunden. Er begann, seinen eigenen Kern aus dem Froschei zu entfernen und ihm verschiedene Kerne zu transplantieren, die aus spezialisierten Zellen isoliert wurden. Später begann er, Zellkerne aus den Zellen eines erwachsenen Organismus zu transplantieren. In einigen Fällen entwickelten sich Gerdons Eier mit einem fremden Kern zu ziemlich späten Stadien. In einem oder zwei von hundert Fällen durchliefen Individuen das Stadium der Metamorphose und verwandelten sich in erwachsene Frösche. Allerdings sind sie so brüchig und mangelhaft, dass man kaum von absolut exakter Nachahmung sprechen kann. Um Gerdons Forschung entstand jedoch ein großes Aufhebens. Dann sprachen sie zum ersten Mal über das Klonen von Menschen. Wie Leonid Ivanovich Korochkin, Doktor der medizinischen Wissenschaften, schreibt, war das Problem des Klonens von Tieren auch in Russland von Interesse: „Das Programm „Klonen von Säugetieren“ war im Plan der gemeinsamen Arbeit zweier Labore – meines und des Akademikers D.K ism kam zu dem Schluss, dass diese Aufgabe sehr schwierig, aber grundsätzlich lösbar ist. Anfangs waren unsere Unternehmungen gut finanziert, aber bald verlor der Staat das Interesse an ihnen. Die wichtigste Schlussfolgerung, die wir auf der Grundlage der Ergebnisse zogen, die wir erhalten konnten, war die Erkenntnis der Sinnlosigkeit einer Kerntransplantation bei dem Versuch, einen Klon von Säugetieren zu erhalten. Diese Operation erwies sich als zu traumatisch. Es war vorzuziehen, die Methode der somatischen Hybridisierung anzuwenden, d. h. die Übertragung eines fremden Kerns durch Verschmelzung einer Eizelle mit einer somatischen Zelle Der Kern musste in das Ei gelegt werden. Diesen Ansatz verfolgte Jan Wilmuth später bei der Anschaffung des Schafes Dolly. Übrigens besuchte sein Mitarbeiter das Nowosibirsker Institut für Zytologie und Genetik der Akademie der Wissenschaften der UdSSR und sprach mit Mitarbeitern, die sich einst mit dem Problem des Klonens befassten (was natürlich nicht bedeutet, dass er ihre Ideen sicherlich ausgenutzt hat). Ende der 70er Jahre veröffentlichte der Schweizer Amerikaner Carl Illmensee einen Artikel, aus dem hervorging, dass es ihm gelungen war, einen Klon von drei Mäusen zu erhalten. Und wieder verdrängte der Klonboom alle anderen wissenschaftlichen Nachrichten, die Fanfaren erklangen erneut und verkündeten die Erfüllung des jahrhundertealten Menschheitstraums von Unsterblichkeit, der jedoch auf besondere Weise erreichbar war – durch die künstliche Herstellung ähnlicher Kopien seiner selbst. Die bittere Enttäuschung ließ nicht lange auf sich warten: In der wissenschaftlichen Gemeinschaft verbreiteten sich Gerüchte, dass in Illmensees Experimenten etwas unrein sei und dass niemand (selbst die geschicktesten Experimentatoren) sie reproduzieren könne. Am Ende wurde eine maßgebliche Kommission gebildet, die der Arbeit von Illmensee ein Ende setzte und sie als unzuverlässig erkannte. Damit wurde dem Problem selbst ein sehr schmerzhafter Schlag versetzt und seine Lösbarkeit in Frage gestellt. Für eine Weile herrschte Ruhe. Und plötzlich, wie Donner aus heiterem Himmel – Dolly, das Schaf! Im Februar 1997 erschien ein Bericht, dass im Labor von Jan Wilmuth im schottischen Edinburgh am Roslyn Institute ein Schaf geklont werden konnte. Wie später bekannt wurde, war nur eines von 236 Experimenten erfolgreich. So wurde das Schaf Dolly geboren, das das genetische Material eines vor drei Jahren verstorbenen erwachsenen Schafes enthält. Die entnommenen Eizellen wurden in einen künstlichen Nährboden unter Zusatz von fötalem Kälberserum bei einer Temperatur von 37 Grad Celsius gelegt und operativ entkernt. Verschiedene Spenderzellen wurden verwendet, um die Eizelle mit genetischen Informationen des geklonten Organismus zu versorgen. Am geeignetsten waren diploide Zellen der Milchdrüse eines erwachsenen trächtigen Schafs. „Der sich entwickelnde Embryo wurde 6 Tage lang in einer künstlichen chemischen Umgebung oder einem Schaf-Eileiter, der mit einer Ligatur näher am Uterushorn befestigt war, kultiviert“, bemerkt L. I. Korochkin. „Im Morula- oder Blastozystenstadium wurden Embryonen (eins bis drei) in die Gebärmutter der Adoptivmutter transplantiert, wo sie sich bis zur Geburt entwickeln konnten.“ Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Universität Honolulu unter der Leitung von Ryuzo Yanagimachi beschloss, die Wilmut-Methode zu verbessern. Sie erfanden eine Mikropipette, mit der es möglich war, den Kern einer Körperzelle schmerzlos zu entnehmen und in eine entkernte Eizelle zu verpflanzen. Ein weiteres „Know-how“ der Yanagimachi-Gruppe ist die Verwendung relativ wenig differenzierter Zellkerne, die die Eizellen umgeben, als Spender. Der nach einer bestimmten Richtung differenzierte transplantierte Kern und das Cytoplasma der Eizelle davor arbeiteten gleichsam auf verschiedene Weise. Um die natürlichen nuklear-zytoplasmatischen Beziehungen zwischen Zellkern und Zytoplasma zu gewährleisten, erreichten sie eine Synchronisation der Prozesse, die in der Eizelle und dem darin transplantierten Zellkern ablaufen. Die Forschungen von Wilmuth und Wissenschaftlern aus Honolulu führten zweifellos zu herausragenden Leistungen. Die Aussichten für ihre weitere Entwicklung sind jedoch mit Vorsicht zu bewerten. Es ist sehr schwierig, eine absolut exakte Kopie dieses speziellen Tieres zu erhalten. Zumindest viel schwieriger, als es auf den ersten Blick erscheinen mag, sich mit dem Problem vertraut zu machen. Das liegt vor allem daran, dass die strukturellen und funktionellen Veränderungen der Zellkerne im Laufe der individuellen Entwicklung der Tiere recht tiefgreifend sind. Wenn einige Gene aktiv arbeiten, sind andere deaktiviert und "stumm". Der Embryo selbst ist eine Art Mosaik von Verbreitungsgebieten solcher funktionell unterschiedlicher Gene. Je höher ein Tier auf der hierarchischen Evolutionsleiter steht, desto größer ist die Spezialisierung des Organismus, und die Veränderungen sind tiefer und schwieriger rückgängig zu machen. „Bei manchen Organismen“, schreibt Korochkin, „zum Beispiel beim bekannten Darmparasiten Ascaris bleibt das genetische Material in zukünftigen Keimzellen während der Entwicklung unverändert, während bei anderen somatischen Zellen ganze große DNA-Fragmente ausgeworfen werden – der Träger der Erbinformation. Bei der Fruchtfliege Drosophila kommen die anderen Organismen innewohnenden Prozesse besonders deutlich zum Ausdruck: selektive Vermehrung oder umgekehrt das Fehlen einiger DNA-Abschnitte, die sich in verschiedenen Geweben unterschiedlich manifestieren. Zuletzt wurde gezeigt, dass In somatischen Zellen werden Chromosomen während ihrer Entwicklung an ihren Enden sukzessive verkürzt, in Keimzellen vervollständigt und stellt ein spezielles Protein - die Telomerase - sie wieder her, d. Und daher stellt sich die Frage, ob die Kerne somatischer Zellen in der Lage sind, die Kerne von Keimzellen in ihrer Funktion, die normale Entwicklung des Embryos sicherzustellen, vollständig und gleichwertig zu ersetzen. Der bereits erwähnte Carl Illmensee untersuchte, wie differenzierte Drosophila-Kerne in der Lage sind, die normale Entwicklung dieses Tieres aus einem Ei sicherzustellen. Es stellte sich heraus, dass sich der Embryo vorerst normal entwickelt, aber bereits in den frühen Stadien der Embryogenese werden Abweichungen von der Norm beobachtet, es treten Missbildungen auf und ein solcher Embryo kann sich nicht einmal in eine Larve verwandeln, ganz zu schweigen von einer erwachsenen Fliege. Beim Frosch, einem im Vergleich zu Säugetieren weniger entwickelten Lebewesen, sind die Kernveränderungen weniger ausgeprägt. Und gleichzeitig ist die Erfolgsquote beim Klonen, wie bereits erwähnt, gering (1-2 Prozent) ... Aber Säugetiere sind in Bezug auf ihre Struktur und den Grad der Zelldifferenzierung viel komplizierter als Frösche. Natürlich wird ihre Erfolgsquote zumindest nicht höher sein." Darüber hinaus sollte man die Diskrepanz zwischen den Entwicklungsbedingungen im Uterus verschiedener Adoptivmütter nicht vergessen. Dies bedeutet, dass unter verschiedenen Entwicklungsbedingungen des Embryos dieselben Gene ihre Wirkung auf unterschiedliche Weise manifestieren. Da es Tausende solcher Gene gibt, wird die Wahrscheinlichkeit einer vollständigen Ähnlichkeit von "Klonen" nicht sehr hoch sein. Basierend auf dieser Schlussfolgerung halten Experten beispielsweise das vollständige Klonen von Menschen für unmöglich. "Viel Lärm um nichts", sagte Venter, Leiter des Humangenom-Sequenzierungsprojekts, über die Kontroverse um das Klonen. - Du kannst eine Person erschaffen, die wie dein Zwilling aussieht, aber die Wahrscheinlichkeit, dass sein Charakter und seine Interessen mit deinen identisch sind, geht gegen Null. „Es ist unmöglich, Menschen zu ‚kopieren‘“, sagt der Wissenschaftler. Autor: Samin D. K.
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