¿Cómo se produjeron ovejas clonadas en China?
Peng Peng, de baja estatura y pelaje amarillo, ha reunido dos esfuerzos de investigadores científicos chinos: la tecnología de clonación artificial reduce el costo y la dificultad de la clonación, lo que favorece una mayor popularización de las ovejas transgénicas; No solo se puede producir carne, la leche y el cabello también pueden sintetizar Omega-3, un ácido graso insaturado rico en aceite de pescado de aguas profundas.
Si todo va bien, el propio Peng Peng también se volverá más saludable gracias a este gen especial; en el futuro, los humanos también podrán comer cordero en lugar del costoso aceite de pescado de aguas profundas.
"Este es un estudio que mata dos pájaros de un tiro", dijo Ma Runlin, líder del proyecto e investigador del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia de Ciencias de China.
Los estudiantes de secundaria pueden hacer tecnología de clonación.
Antes de nacer Peng Peng, tenía algunos amigos con "experiencias de vida" similares. Un profesor chino de la Facultad de Medicina de Harvard obtuvo ratones y cerdos genéticamente modificados en 2004 y 2006, respectivamente. En 2008, la Academia China de Ciencias Agrícolas creó un cerdo clonado genéticamente modificado y, dos años más tarde, un profesor de Mongolia Interior también creó una vaca clonada genéticamente.
Esta vez, los investigadores centraron su atención en las ovejas.
Para seleccionar objetos clonados adecuados, los investigadores fueron a una granja de ovejas en Xinjiang. Allí, seleccionaron un carnero con "buena carne y mucho pelo" basándose en los registros del desempeño de cada oveja y las condiciones diarias en la granja ovina. El personal extrajo células del borde de la oreja para que sirvieran como "semillas" para la clonación. Zhang Peng dijo que esto se debe a que las células en el borde de la oreja son fáciles de recolectar y "son menos dañinas para las ovejas".
En el proceso normal de cría, el nacimiento de una oveja debe requerir del esfuerzo de ambos padres. Los espermatozoides y los óvulos que proporcionan contienen la mitad de los cromosomas de cada padre, y los genomas se fusionan durante la fertilización. De esta manera, cuando el cordero nazca, se parecerá a su padre en algunos lugares y a su madre en algunos lugares.
El cordero clonado Peng Peng no tiene padre ni madre en el sentido tradicional. Su proceso de producción es como hacer un "óvulo" nuevo: los investigadores primero preparan un óvulo y extraen su núcleo que contiene información genética, como "sacar la yema de un huevo". Luego, la "yema" o núcleo de las células somáticas de la oveja se vuelve a introducir en la cáscara del ovocito. Aunque el nuevo "óvulo" proviene de dos individuos diferentes, toda su genética proviene de la misma oveja.
En 1996, científicos británicos utilizaron este método para crear la primera oveja clonada del mundo, Dolly. Durante mucho tiempo, la "clonación" fue una tecnología muy compleja. La fuente de la dificultad es la "cáscara de huevo" fuera de la célula.
En el exterior del ovocito hay una zona pelúcida dura. Esta "cáscara de huevo" similar a un gel rodea al ovocito para protegerlo de daños durante la fertilización y el desarrollo. Sin embargo, durante el proceso de clonación, la "cáscara de huevo" aumentó considerablemente la dificultad operativa para los investigadores científicos. Los investigadores primero deben reparar el ovocito, luego insertar una aguja delgada en la "cáscara del huevo" del ovocito para extraer el núcleo del interior y luego insertar el núcleo de la célula donante nuevamente a través del mismo orificio.
Para completar esta serie de delicadas operaciones, los investigadores necesitan costosos micromanipuladores para ampliar los óvulos más de 100 veces, y también necesitan entrenamiento y práctica a largo plazo. Sin embargo, el tamaño de los óvulos es realmente "mini". En el proceso de penetrar la "cáscara del huevo", si no se tiene cuidado, se perforará toda la célula.
En 2003, Du Yutao, que estaba estudiando un doctorado en la Universidad de Aarhus en Dinamarca, fue repentinamente invitado a participar en un estudio de clonación de cerdos en el laboratorio. Ella estaba muy sorprendida.
“No sé nada sobre clonación”, le dijo a su mentor en ese momento.
Lo que el laboratorio está probando es una nueva tecnología de clonación. Los investigadores ya no se comprometen a penetrar con precisión la "cáscara del huevo", sino que han cambiado su forma de pensar: ¿qué pasa con la eliminación de la cáscara del huevo?
Después de repetidos experimentos, Du y sus colegas utilizaron una enzima especial para disolver esta problemática "cáscara de huevo". El "óvulo" sólido tiene sólo un citoplasma blando y un núcleo. Si quieres quitar la "yema", ya no necesitas una aguja precisa, solo una hoja de afeitar.
Hoy en día, en esta tecnología llamada "clonación manual", los costosos micromanipuladores son reemplazados por microscopios comunes que cuestan sólo 1/10. Con una lente de aumento de 40 a 50 veces, los investigadores pueden encontrar fácilmente el área donde se encuentra el núcleo. Simplemente use una cuchilla pequeña y estará bien, y el trabajo de "descorazonar" estará hecho.
El siguiente paso es ponerle otra “yema de huevo”. Los investigadores colocaron juntos el núcleo de la célula donante y la "clara de huevo" del ovocito y utilizaron biopegamento para mantenerlos unidos. Luego use una descarga eléctrica para mezclarlos realmente.
"Si esta tecnología se puede aplicar con madurez, la clonación se convertirá en algo muy simple". Dijo Du Dui: En 2007, después de regresar de Dinamarca y unirse a BGI, Du traerá esta tecnología de regreso a China. En los últimos años, ella y sus colegas han clonado con éxito casi 100 cerdos y vacas utilizando este método. De hecho, en el laboratorio de BGI, algunos estudiantes de secundaria que han participado en el campamento de verano pueden probar la operación tras un breve entrenamiento.
Comer carne tiene el mismo efecto que comer pescado.
Por supuesto, el nacimiento de Peng Peng todavía no es un asunto sencillo. El problema más inmediato es que las ovejas sólo entran en celo en primavera y otoño, por lo que sólo en estas dos estaciones los investigadores pueden aprovechar el tiempo y obtener ovocitos de alta calidad.
En octubre de 2010, el Dr. Zhang Peng del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia de Ciencias de China, vino al laboratorio de Xinjiang por primera vez. El laboratorio temporalmente dividido no tiene sistema de filtración ni monitoreo de aire. Guardaron el equipo, dejando sólo tres o cuatro metros cuadrados de espacio para actividades.
Es más, aunque todavía es un fresco día de otoño en Beijing el 1 de octubre, en Xinjiang el clima ya es muy frío y las ovejas ya no están en celo. Zhang Peng y sus colegas lucharon allí durante dos meses pero no lograron extraer los ovocitos adecuados.
“No tenemos más remedio que cruzar el río palpando las piedras”, dijo Zhang Peng.
La primavera siguiente, regresaron a Xinjiang. Esta vez, el clima mejoró y finalmente encontraron los ovocitos adecuados. Cuando se introdujeron células somáticas de oveja en los ovocitos, los investigadores también hicieron un nuevo intento: "collage" un gen en el núcleo celular, con la esperanza de que Peng Peng pudiera sintetizar un ácido graso insaturado, omega-3.
Omega-3 es un ácido graso esencial para el cuerpo humano. Experimentos científicos han confirmado que si la ingesta de omega-3 es insuficiente, aumentará la incidencia de enfermedades cardíacas, diabetes, artritis, reumatoide y algunos cánceres. Desde hace mucho tiempo, el ser humano complementa su propio omega-3 con alimentos como el aceite de pescado de aguas profundas. Esta vez, investigadores en China esperan encontrar otra forma para que otros organismos sinteticen el escaso ingrediente.
Zhang Peng dijo que aunque el aceite de pescado de aguas profundas es rico en omega-3, los peces no pueden sintetizarlo. Simplemente comen muchas algas que contienen omega-3. De hecho, los animales superiores no pueden sintetizar omega-3 por sí solos: el gen se ha perdido durante la evolución.
Ahora, los investigadores esperan recuperar esta función en ovejas mediante ingeniería genética. Los investigadores obtuvieron fragmentos de genes que sintetizan Omega-3 mediante la clonación de nematodos de animales inferiores y los convirtieron en expresión adecuada para mamíferos. Luego fueron transferidos al genoma de la oveja.
Ma Runlin describe su trabajo como "a medida": "Utilizamos enzimas herramienta para cortar genes en fragmentos, luego los recombinamos e insertamos en el genoma objetivo".
De hecho, Este no es el primer intento de los científicos chinos en este campo. Ya en 2008, los investigadores comenzaron a intentar clonar cerdos para que portaran genes para sintetizar Omega-3, y lo lograron en 2010. Hoy en día, estos lechones todavía viven en granjas de cerdos en Huidong, Guangdong. Los investigadores confirmaron que, en comparación con los cerdos comunes, el contenido de ácidos grasos de la carne ha cambiado, con niveles más altos de omega-3 y niveles más bajos de omega-6, que son perjudiciales para la salud.
Ma Runlin espera que esta tecnología permita a las personas ya no depender del costoso aceite de pescado de aguas profundas, sino que solo puedan complementar el omega-3 originalmente escaso comiendo carne y bebiendo leche. "Esto puede reducir el daño a los peces de aguas profundas y permitir que los recursos genéticos desempeñen su papel", dijo.
Los animales genéticamente modificados tardarán mucho en entrar en el mercado.
Después de sintetizar los embriones clonados, Zhang Peng y sus colegas los observaron en el laboratorio todos los días, con la esperanza de encontrar embriones que se desarrollaran en blastocistos, porque solo después de que se forman los blastocistos los embriones clonados pueden convertirse en embriones completos. . vida. Sin embargo, durante mucho tiempo, Zhang Peng sólo podía regresar decepcionado cada vez.
Más tarde incluso perdió la esperanza.
El verano ya está aquí y por fin se han producido cambios. Zhang Peng descubrió repentinamente un blastocisto en el laboratorio. Llamó inmediatamente con entusiasmo e informó los resultados a sus colegas.
“Estamos muy contentos”. Zhang Peng dijo: “Este es un éxito simbólico: las células individuales tienen la capacidad de convertirse en individuos. Este es un proceso desde cero”.
Cinco meses después de su embarazo, Zhang Peng y sus colegas regresaron a Xinjiang cuando llegó la fecha prevista de parto. Sin embargo, el proceso de parto no transcurrió tan bien como se esperaba. Debido a que no hubo tiempo para dar a luz, los investigadores finalmente realizaron una cesárea a la oveja "sustituta".
Cuando sacaron a Pumba del vientre de la oveja, ya estaba muerta. El personal "nervioso y asustado" le dio unas palmaditas y le limpió el líquido amniótico de la nariz. Después de unos minutos, se movió lentamente.
Hoy en día, Peng Peng continúa creciendo en una granja experimental de ovejas. Zhang Peng dijo que es necesario realizar más pruebas para determinar si Peng Peng puede sintetizar omega-3 por sí solo, pero sí es portador del gen transferido.
"Es un animal 100% modificado genéticamente", dijo Zhang Peng.
De hecho, Peng Peng no es sólo producto de la investigación científica, sino también parte del "proyecto de reserva estratégica" para el desarrollo agrícola de China. El departamento nacional de agricultura ha invertido fondos para apoyar el cultivo de nuevas variedades animales y reservas estratégicas de biotecnología. Como responsable de este proyecto de cría de nuevas razas animales, Ma Runlin dijo que el desarrollo de la biotecnología moderna tiene dos direcciones de aplicación: una es ayudar a resolver los productos alimenticios humanos y la otra es ayudar a resolver la salud de las personas. La oveja clonada genéticamente modificada Peng Peng tiene dos usos al mismo tiempo: por un lado, puede mejorar la calidad y el rendimiento de los productos ganaderos y, por otro, puede mejorar la salud y la resistencia humana.
Sin embargo, esta oveja no puede evitar la polémica sobre su "originalidad". Tanto la clonación como la modificación genética pasan por alto el proceso reproductivo normal y el público ha cuestionado su seguridad.
“Entendemos esta controversia”. Ma Runlin dijo: “La vida transgénica puede servir a nuestros objetivos humanos específicos, pero no reemplazará los procesos naturales. No tenemos muchas posibilidades de derrotar a la naturaleza debido a la selección natural. Es perfecto”.
En China, la investigación y el desarrollo de animales clonados genéticamente modificados todavía están en curso. Du dijo que habían utilizado métodos de modificación genética para hacer que la leche secretada por vacas y ovejas también contuviera proteínas séricas y proteínas del cuerpo lácteo de la leche humana. De esta forma, las glándulas mamarias del ganado vacuno y ovino son como un "pequeño taller" de síntesis de proteínas. Mientras produzcan leche, seguirán produciendo esta proteína.
Una aplicación más importante es la clonación de cerdos. Los investigadores transfirieron genes específicos a cerdos clonados que los hicieron más susceptibles a la diabetes. De esta manera, las empresas farmacéuticas pueden realizar más fácilmente ensayos de medicamentos y promover el desarrollo de fármacos para tratar la diabetes.
“Este es el valor de la clonación artificial”. Du Dui dijo:
En cuanto a Peng Peng, que está a punto de celebrar la luna llena, los investigadores necesitan más pruebas. Por un lado, debemos comprobar estrictamente si nuestro propio Omega-3 y otras sustancias son seguros. Por otro lado, también debemos comprobar si el nuevo gen le provocará algún cambio negativo, como por ejemplo hacerlo más susceptible a enfermedades.
“Las cosas que comemos se digerirán en diversos nutrientes como grasas, proteínas, azúcar, etc., y no se expresarán como genes en el cuerpo”, dijo Ma Runlin, “si la sustancia en sí”. No es tóxico, no será perjudicial para el medio ambiente ni para los organismos. No es tóxico en sí mismo, por lo que es seguro para la gente comerlo”.
Sin embargo, estas tecnologías aún están lejos de ser comunes. la vida de las personas. Du cree que las capacidades del laboratorio no son suficientes para emprender una producción industrial a gran escala. Desde la perspectiva de la seguridad, Ma Runlin y Zhang Peng creen que llevará mucho tiempo observar si los alimentos elaborados con animales genéticamente modificados no tienen efectos secundarios o impactos negativos.
“Personalmente creo que los animales genéticamente modificados tardarán mucho en entrar en el mercado”, afirmó Zhang Peng.