ΚΟΣΜΟΣ

Αγελάδα – κλώνος για γάλα χωρίς λακτόζη

Σημαντικό επίτευγμα Ρώσων επιστημόνων ανοίγει νέους δρόμους στην αγροτική παραγωγή και στην ειδική διατροφή

agelada-klonos-gia-gala-choris-laktozi-561429415

Ερευνητές στη Ρωσία ανακοίνωσαν ότι παρήγαγαν την πρώτη βιώσιμη κλωνοποιημένη αγελάδα της χώρας, αφού επεξεργάστηκαν τα γονίδιά της με την ελπίδα να παραγάγουν υποαλλεργικό γάλα. Σύμφωνα με την εφημερίδα The Daily Mail, το μοσχάρι ζύγιζε περίπου 64 κιλά όταν γεννήθηκε τον Απρίλιο του 2020. Τώρα είναι 14 μηνών, ζυγίζει περίπου μισό τόνο και είναι υγιές, με κανονικό αναπαραγωγικό κύκλο. Η επιστημονική ομάδα από το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας Skoltech, στη Μόσχα, κατάφερε να κλωνοποιήσει το μοσχάρι χρησιμοποιώντας την τεχνική της πυρηνικής μεταφοράς σωματικών κυττάρων (SCNT), καθώς μετέφεραν τον πυρήνα από ένα κανονικό κύτταρο ενός δότη σε ένα ωάριο του οποίου ο πυρήνας είχε αφαιρεθεί. Στη συνέχεια, το έμβρυο που προέκυψε εμφυτεύθηκε στη μήτρα μιας αγελάδας. Το πείραμα αποτέλεσε διπλή επιτυχία, καθώς, σύμφωνα με την έκθεση του ινστιτούτου, οι ερευνητές κατάφεραν επίσης να τροποποιήσουν τα γονίδια της αγελάδας ώστε να μην παράγει την πρωτεΐνη που προκαλεί δυσανεξία στη λακτόζη. 

Η ερευνήτρια και συγγραφέας της μελέτης στο περιοδικό Doklady Biochemistry and Biophysics, Γκαλίνα Σινγκίνα, συνεργάστηκε με τους συναδέλφους της για να «εξαφανίσει» τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για την παραγωγή της β-λακτοσφαιρίνης, της πρωτεΐνης που προκαλεί στους ανθρώπους τη δυσαπορρόφηση της λακτόζης. Η απομάκρυνση της β-λακτοσφαιρίνης δεν είναι εύκολη υπόθεση. «Στην πραγματικότητα υπάρχουν τέσσερα αντίγραφα των γονιδίων στο γονιδίωμα μιας αγελάδας (δύο από κάθε γονίδιο) που πρέπει να απενεργοποιηθούν», σύμφωνα με την έκθεση του Ινστιτούτου Skoltech. Για το πείραμά τους, οι επιστήμονες κατάφεραν να απενεργοποιήσουν με επιτυχία τρία από τα τέσσερα αντίγραφα. 

Η κλωνοποίηση περιλαμβάνει πολλές διαφορετικές τεχνικές, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή γενετικώς πανομοιότυπων αντιγράφων ενός φυτού ή ενός ζώου. Στην πιο βασική μορφή της, λειτουργεί λαμβάνοντας το DNA ενός οργανισμού και αντιγράφοντάς το σε άλλο μέρος. Υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τύποι τεχνητής κλωνοποίησης. Στην κλωνοποίηση γονιδίων, οι ερευνητές δημιουργούν αντίγραφα γονιδίων ή τμημάτων του DNA. Στην αναπαραγωγική κλωνοποίηση, δημιουργούνται αντίγραφα ολόκληρων των ζώων, ενώ στη θεραπευτική κλωνοποίηση παράγονται εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα για έρευνες που στοχεύουν στη δημιουργία ιστών για την αντικατάσταση τραυματισμένων ή ασθενών ιστών. 

Σύμφωνα με τον καθηγητή Πετρ Σεργκιέβ του Ινστιτούτου Skoltech, ενώ τα γενετικώς τροποποιημένα ποντίκια είναι μια αρκετά κοινή επιστημονική πρακτική, η γενετική τροποποίηση άλλων ειδών από το ζωικό βασίλειο είναι πολύ δυσκολότερη λόγω του υψηλότερου κόστους και των δυσκολιών αναπαραγωγής και εκτροφής των κλωνοποιημένων ζώων. Το γεγονός αυτό, κατά τον Σεργκιέβ, υποδηλώνει τόσο τη σημασία της μελέτης για το μέλλον της αγροτικής παραγωγής όσο και τη μοναδικότητά της. Σχεδόν το 70% του παγκόσμιου πληθυσμού έχει κάποια μορφή δυσαπορρόφησης λακτόζης, σύμφωνα με το Εθνικό Ινστιτούτο Διαβήτη και Πεπτικών και Νεφρικών Νόσων, καθιστώντας δύσκολη την αφομοίωσή της. Η κλωνοποίηση μιας μόνο αγελάδας είναι η πρώτη δοκιμή για τον τελικό στόχο της δημιουργίας μιας ομάδας αγελάδων που παράγουν φυσικό υποαλλεργικό γάλα, κατά τον Σεργκιέβ.

Σε άλλα μέρη του κόσμου οι ερευνητές κλωνοποιούν αγελάδες για να βοηθήσουν τις ίδιες να ξεπεράσουν ορισμένα προβλήματα υγείας, όπως στη Νέα Ζηλανδία όπου χρησιμοποιούν την τεχνική επεξεργασίας γονιδιώματος CRISPR για να δημιουργήσουν αγελάδες με γκρίζες αντί για μαύρες πιτσιλιές στο δέρμα τους, για να μειώσουν την ποσότητα της θερμότητας που απορροφά το ζώο όσο βόσκει στα λιβάδια. Σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύθηκε στον ιστότοπο biorxiv, σε σχέση με τις πιο ανοιχτές αποχρώσεις, το μαύρο χρώμα απορροφά περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία, η οποία μεταφράζεται σε αύξηση της θερμότητας και είναι ένας παράγοντας που συμβάλλει στο θερμικό στρες στα βοοειδή, επηρεάζοντας αρνητικά τα επίπεδα παραγωγής, τη γονιμότητα και την ευημερία τους. Για τον λόγο αυτόν, οι επιστήμονες θεωρούν πως η έρευνά τους είναι μια προσπάθεια προσαρμογής των βοοειδών στην κλιματική αλλαγή μέσω της επεξεργασίας του γονιδιώματός τους για να αντέχουν περισσότερο στις υψηλές θερμοκρασίες. Το θερμικό στρες στις αγελάδες γαλακτοπαραγωγής είναι μία από τις κύριες αιτίες της μειωμένης γονιμότητας και της παραγωγής γάλακτος τους καλοκαιρινούς μήνες, καθώς τα βοοειδή ευδοκιμούν μεταξύ -3,8 και 19 βαθμών Κελσίου, αλλά σε αυξημένες θερμοκρασίες αρχίζουν να μειώνουν την πρόσληψη τροφής τους, με συνέπεια να παράγουν λιγότερο γάλα.

Αραίωση χρώματος

Tον Οκτώβριο του 2020, η συρραφή των γονιδίων πραγματοποιήθηκε σε εμβρυϊκά δερματικά κύτταρα ενός ταύρου Holstein Friesian. Οι ερευνητές απέκλεισαν επιτυχώς το γονίδιο προμελανοσωμικής πρωτεΐνης 17, το οποίο προκαλεί το μαύρο χρώμα, και κατάφεραν να παραγάγουν «ένα ισχυρό αποτέλεσμα αραίωσης του χρώματος» σε απόχρωση του γκρίζου. Σύμφωνα με το New Scientist, η ομάδα της Νέας Ζηλανδίας χρησιμοποίησε μια μέθοδο κλωνοποίησης για να δημιουργήσει έμβρυα που θα τροποποιηθούν γενετικώς και εφάρμοσε τη βραβευμένη με Νομπέλ τεχνική CRISPR/Cas9, για τη μετάλλαξη του προμελανοσωμικού γονιδίου (PMEL). Η ομάδα επιβεβαίωσε τις γκρίζες πιτσιλιές, με τις λευκές περιοχές να παραμένουν ανεπηρέαστες σε δύο μοσχάρια που γεννήθηκαν από το πείραμα. Ωστόσο, ενώ τα νεαρά ζώα δεν έδειξαν σημάδια πιθανών μεταλλάξεων που δεν είχαν προγραμματιστεί κατά τη γέννησή τους, και τα δύο πέθαναν ύστερα από λίγες εβδομάδες, καθώς το ένα έπρεπε να θανατωθεί και το άλλο πέθανε από μόλυνση λόγω της διαδικασίας κλωνοποίησης.

Οι Ρώσοι ερευνητές ετοιμάζονται για το επόμενο στάδιο του πειράματός τους, δημιουργώντας ένα κοπάδι αρκετών αγελάδων που θα καταφέρουν να φέρουν στον κόσμο υγιή τα κλωνοποιημένα μοσχάρια. «Μια μεθοδολογία που οδηγεί σε βοοειδή που παράγουν υποαλλεργικό γάλα δεν είναι μόνο αναγκαία για την κτηνοτροφία του μέλλοντος, αλλά είναι και ένα πολύ ενδιαφέρον έργο», δήλωσε ο Σεργκιέβ. «Νομίζω ότι αυτή η μελέτη θα θέσει τα μεθοδολογικά θεμέλια για την επεξεργασία γονιδίων σε βοοειδή στη Ρωσία, η οποία στη συνέχεια θα οδηγήσει σε πιο περίπλοκες προκλήσεις για την έρευνα».