Back to chapter

15.11:

שיבוט רבייתי

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Reproductive Cloning

Languages

Share

שיבוט מלאכותי הוא הייצור של העתק זהה מבחינה גנטית, שיבוט, של אורגניזם. דולי הכבשה, שנוצרה בשנת 1996, הייתה השיבוט הראשון של חיה מבוגרת. אבל מאז הושבטו כמה מינים אחרים, כולל כלבים וחתולים.השיטה הנפוצה ביותר של שיבוט חיות מבוגרות היא בהעברת גרעין תא סומטי. ראשית, הגרעין מוסר מתא ביצה. ואז תא סומטי כגון תא עור, נלקח מן החיה לצורך השיבוט.הגרעין, המכיל דנ”א כרומוזומלי, מוסר, ומוזרק לתוך הביצה. הביצה מגורה להתחלק על ידי טיפול כימיקלי או חשמלי, ויוצרת עובר, שבתורו מושתל לתוך הרחם של נקבה בוגרת, שם הוא ממשיך להתפתח עד הלידה. לשיבוט המתקבל יש דנ”א כרומוזומלי הזהה לחיה המקורית.אבל הדנ”א המיטוכונדריאלי הוא לעתים קרובות שונה, מאחר שהמיטוכונדריה באים מהציטופלזמה של הביצה, בדרך כלל מפרט אחר. כמו כן, הבדלים פנוטיפיים בין השיבוט לבין המקור יכולים להתרחש עקב גורמים סביבתיים ואפיגנטיים במהלך התפתחות, בדיוק בדומה לתאומים זהים הנבדלים במקצת ביניהם למרות הדנ”א הזהה בשניהם.

15.11:

שיבוט רבייתי

Reproductive cloning is the process of producing a genetically identical copy—a clone—of an entire organism. While clones can be produced by splitting an early embryo—similar to what happens naturally with identical twins—cloning of adult animals is usually done by a process called somatic cell nuclear transfer (SCNT).

Somatic Cell Nuclear Transfer

In SCNT, an egg cell is taken from an animal and its nucleus is removed, creating an enucleated egg. Then a somatic cell—any cell that is not a sex cell—is taken from the animal to be cloned. The nucleus of the somatic cell is then transferred into the enucleated egg—either by direct injection or by fusion of the somatic cell to the egg using an electrical current.

The egg now contains the nucleus, with the chromosomal DNA, of the animal to be cloned. It is stimulated to divide, forming an embryo, which is then implanted into the uterus of a surrogate mother. If all goes well, it develops normally and the clone is born.

Although this process has been used to successfully clone many different types of animals—including sheep, cows, mules, rabbits, and dogs—its success rate is low, with only a small percentage of embryos surviving to birth. Cloned animals that survive to birth also appear to age and die prematurely. This is because their DNA comes from adult cells that have undergone telomere shortening—loss of a small portion of the protective ends of chromosomes with each cell division—as part of the normal aging process.

While the chromosomal DNA of the clone is the same as that of the nucleus donor, it may have different mitochondrial DNA, since the mitochondria come from the cytoplasm of the egg cell, which is usually from a different animal. Also, phenotypic differences can occur between the clone and the original animal, due to environmental and epigenetic factors. For example, the first cloned cat, Cc, looked very different from the original cat, because the coat pattern is due to random X-chromosome inactivation in different cells.

Despite the technical challenges, reproductive cloning has many potential uses including the production of genetically identical research animals, livestock with desired traits, and offspring of endangered species. It even has potential applications in human infertility and disease, although cloning of humans has not yet been done, and would raise ethical concerns.

Suggested Reading

Ayala, Francisco J. “Cloning Humans? Biological, Ethical, and Social Considerations.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 112, no. 29 (July 21, 2015): 8879–86. [Source]

Keefer, Carol L. “Artificial Cloning of Domestic Animals.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 112, no. 29 (July 21, 2015): 8874–78. https://doi.org/10.1073/pnas.1501718112.