Dossier DNA

Nieuws

DNA-bank

Klonen

Humane Genoom

Chromosomen

Wondere Dolly; Gekloond schaap wijkt genetisch toch af van donor-ooi

Schaap Dolly baant de weg naar dierlijke en menselijke klonen. Maar er resteren nog veel ethische en wetenschappelijke vragen.

Wim Köhler
Schaap Dolly, kloon van een lichaamscel uit borstweefsel van een zes jaar oude zwangere ooi, is vernoemd naar de rondborstige country and western zangeres Dolly Parton. Omdat, aldus Dolly's maker dr. I. Wilmut van het Schotse Roslin Institute op een persconferentie in Edinburgh “er geen imposantere set met borstklieren bestaat dan die van Dolly Parton”. Zo haalden deze week ook de broeierige gedachten van de mannen-onderzoekers op het semi-overheidsinstituut waar Dolly is geproduceerd het wereldnieuws. De verbazing over hun platvloersheid valt in het niet bij de hoeveelheid ethische en wetenschappelijke vragen die oprijzen na het nieuws over de productie, geboorte en voorspoedig verlopen jeugd van Dolly. De Dolly-techniek opent de mogelijkheid om alle grote zoogdieren te klonen. Inclusief mensen en zeldzamer beesten als panda's, witte neushoorns, monniksrobben, Indische olifanten en Siberische tijgers.

Joseph Rotblat, winnaar van de Nobelprijs voor de vrede omdat hij de Pugwash-beweging stichtte, en enkele andere commentatoren vinden de kloon-doorbraak net zo belangrijk als de ontdekking van de kernsplitsing die de productie van de atoombom inleidde. Nature, het blad dat het wetenschappelijke verslag van het experiment afgelopen donderdag publiceerde, ontving vlak voor het ter perse gaan van het nummer het advies het artikel niet te publiceren omdat het “het misbruik door onwettige en vreemde groeperingen bijna onomkoombaar maakt.” Voor de productie van een atoombom zijn forse installaties nodig. Maar klonen kan in de garage.

Dolly is een schaap met drie moeders, misschien zelfs vier. Het begon met epitheelcellen uit uierweefsel van een zes jaar oude zwangere ooi. Die werden in een speciaal medium in celkweek gebracht. Een uiercel werd vervolgens gefuseerd (membraanfusie onder invloed van een elektrisch veld) met een veel grotere eicel waar de kern uit was verwijderd. De eicel is van de Dolly's tweede moeder. Het weghalen van zo'n kern gebeurt onder de microscoop met een naald en pipet. Het gereconstrueerde embryo lieten de onderzoekers zeven dagen in een afgebonden eileider van een vruchtbare ooi (moeder 3?) groeien. De embryo's die zich hadden ontwikkeld tot een morula- of blastocystenstadium, werden daarna in een draagmoeder (laatste moeder) geplaatst. Uitgaande van 277 gefuseerde cellen en 247 uit de eileiders teruggewonnen cellen ontstonden 29 bruikbare blastocysten. Die werden met één tot drie tegelijk in de baarmoeders van 13 hormonaal geschikt gemaakte draagmoeders gebracht. Daaruit bleef alleen Dolly over.

Het is onduidelijk waardoor de mislukkingen worden veroorzaakt. Het kan komen doordat de cellen te veel worden gemanipuleerd. Maar het kan ook liggen aan de heterogeniteit van de donorcellen. De onderzoekers weten niet precies welke cellen in de kweek van borstkliercellen aanwezig waren. Het waren voornamelijk epitheelcellen, maar er kan een enkele tamelijk ongedifferentieerde stamcel (een uit bloed afkomstige beenmergcel) in verzeild zijn geraakt die het uiteindelijk tot Dolly heeft geschopt. Was het belangrijk dat de donor-ooi zwanger was? Wilmut en zijn vier mede-onderzoekers stippen slechts aan dat de borstkliercellen regenereerden en dus waarschijnlijk vitaal waren. Veel crucialer is hun methode om de celdelingscyclus van de donorcel stop te zetten. Cellen waarvan het DNA zich voorbereidt op een celdeling zijn niet geschikt als donor. De celcyclus kwam tot rust (G0-fase) door de cellen vijf dagen te bewaren in kweekvloeistof waarin de concentratie bloedserum in stapjes werd teruggebracht van 10 tot 0,5%.

Wonderlijk is dat een onbevruchte eicel in staat is om kern-DNA van een lichaamscel op te nemen en dan tot een embryo kan uitgroeien. Een eicel is een geslachtscel en die bevat traditioneel een half pakket chromosomen, die van de moeder. De chromosomen van de spermacel moeten er immers nog aan worden toegevoegd. Het kern-DNA van een lichaamscel bevat al wel het complete pakket. Toch lukt het klonen na kerntransplantatie alleen met een ontkernde eicel (oocyt), niet met een bevruchte eicel (zygoot).

Een volgend biologisch wonder is dat een eicel in staat is het aan strenge regulering onderworpen 'oude' DNA in een gespecialiseerde lichaamscel weer omnipotent te maken. Al Dolly's genen lijken beschikbaar, terwijl in de donorcel de meeste genen voorgoed leken uitgeschakeld. Waarschijnlijk wordt het DNA weer 'naïef' gemaakt tijdens de eerste celdelingen van het embryo. Verantwoordelijk daarvoor zijn enzymen in het celvocht van de eicel.

Hieruit blijkt hoe bepalend de inhoud van de kernloze eicel is. Die bevat niet alleen regulerende enzymen maar ook nog een klein beetje DNA: het mitochondriaal DNA. Het in de maternale lijn overgeërfde mitochondriaal DNA codeert voor een tiental eiwitten. Mitochondriën zijn de energieleveranciers van de cel. Ze verwerken zuurstof en leveren energie. Schaap Dolly heeft het mitochondriaal DNA van haar moeder die de eicel leverde. Op dat punt wijkt Dolly genetisch dus toch af van haar donor-ooi.

Een van de prangendste wetenschappelijke vragen is die naar het aantal celdelingen dat een cel met oud kern-DNA nog kan meemaken. De uiteinden van alle chromosomen (de telomeren) worden na iedere celdeling iets korter. Na ongeveer 50 celdelingen zijn de telomeren zo kort dat een cel niet meer wil delen. De telomeerverkorting is een van de processen die tot veroudering leidt. Hoe zit het met de telomeren van Dolly? Waren die bij de geboorte al korter? En heeft dat consequenties voor de levensduur van het dier? Misschien wordt een gekloonde panda wel net zo oud als zijn donor.