Teadlased lootsid aastakümneid, et loomariigi paremaid esindajaid saab teaduslaboris lõputult kopeerida. Alguses sujus 2005. aastal alanud hiirekatse hästi. Kloonitud hiired elasid sama kaua kui tavalised närilised. Lõpuks tõmbas loodus aga ootamatult pidurit. Uurijad avastasid, et ilma sugulise paljunemiseta jookseb imetajate geneetiline süsteem lihtsalt kokku, vahendab Nature News.

Tulemused annavad hoobi põllumajandusele ja eliitloomade aretajatele. Paljud ettevõtted soovisid luua täiuslike omadustega kariloomi ja neid seejärel piiramatult paljundada. Kui genoomi ei õnnestu kloonides veatult kopeerida, variseb kogu senine aretusmudel kokku. Uuringuga mitte seotud evolutsioonibioloog Michael Lynchi sõnul laieneb tulemus ilmselt mis tahes selgroogsete kloonimisele: sellel on aga tohutu mõju põllumajandusele.

Lisaks jahutab värske avastus tõenäoliselt looduskaitsjate entusiasmi. Kloonimist on sageli peetud võluvitsaks, mis aitaks päästa väljasuremisohus liike või äratada neid lausa tagasi elule. Tehnoloogia pakub liikide asurkondi kasvatades aga vaid ajutist leevendust. Hiirte näide osutab ees ootavale tupikteele: ilma sugulise paljunemiseta kaob pikas plaanis liigi elujõud ja puruneb unistus igavesest elust.

Vead kuhjuvad

Teruhiko Wakayama ja kolleegid alustasid oma katseseeriat ühestainsast doonorhiirest. Nad võtsid looma munasarjast keharaku ja siirdasid raku tuuma tühjendatud munarakku, luues nii esimese klooni. Kuigi esimestel aastatel kloonimise edukus kasvas, muutus see 27. põlvkonna järel üha raskemaks. Viimane ehk 58. põlvkonna hiir sündis pärast kümneid tuhandeid kloonimiskatseid, kuid see loom enam ellu ei jäänud. 

RIKEN-i bioloogiaressursside keskuse paljunemisbioloog Atsuo Ogura sõnul tõestab uuring esimest korda, et kui imetajaid mittesuguliselt paljunevad, kuhjuvad mutatsioonid üle põlvkondade. Lõpuks viivad need pärilusliini katkemiseni.

Töörühm analüüsis nüüd loomade geneetilist materjali põhjalikult ja leidis, et igas kloonitud põlvkonnas tekkis üha uusi DNA kahjustusi. Uurijad järjestasid hiirte genoomi ja tuvastasid, et iga tsükkel viis keskmiselt 70 uue üksiku nukleotiidi muutuseni. 

Lõpuks muutusid vead nii suureks, et loomadel kadusid terved kromosoomiosad või lausa kogu X-kromosoom. Kloonitud hiirte geenivigade tekkimiskiirus oli võrreldes tavapäraselt paljunevate hiirtega kolm korda suurem. Need pöördumatud struktuursed muutused muutsid näriliste edasise paljundamise bioloogiliselt võimatuks. 

Mutatsioonid kuhjuvad, sest ilma sugulise paljunemiseta ei saa genoomid omavahel seguneda. Töörühm leidis, et rakud ei suuda sellises suletud süsteemis vigast pärilikku infot ise välja praakida. 

Michael Lynch kinnitas, et mutatsioon jääb pärilusliini sisenedes sinna igaveseks ja tagasitee puudub. See nähtus toetab pikaajalist evolutsiooniteooriat, mille järgi koonduvad vead süsteemi ja viivad liigi paratamatu hääbumiseni.

Sarikloonimine ei toimi

Uuringul on siiski omad tehnilised piirangud. Pikaajalist katset ei tehtud täpselt samades tingimustes. Samuti kasutasid teadlased rakkude ümberprogrammeerimiseks erilist keemilist ainet, mis võis teoreetiliselt mutatsioonide tekkele kaasa aidata. Siiski on uurijate hinnangul ebatõenäoline, et pärilusliini hukuni viisid just need tegurid. Kontrollkatsed tavaliste hiirtega ei näidanud sarnast mutatsioonide plahvatuslikku kasvu.

Tulevikus peavad teadlased haruldaste loomaliikide säilitamisel muutma oma senist strateegiat. Iga uue klooni loomiseks tuleb uute kahjustuste vältimiseks minna tagasi esialgse doonori juurde. Atsuo Ogura sõnul tuleks eliitloomade säilitamisel varuda suur hulk keharakke ja vältida sarikloonimist. 

Teadustöö avaldati ajakirjas Nature Communications.