kloning

Genkloning er en grunnleggende metode i molekylærbiologi for å lage mange kopier av et gen eller en annen DNA-sekvens.

DNA-sekvensen av interesse settes inn i en vektor, ofte et plasmid, som så settes inn i en levende vertscelle. Når vertscellene deler seg, kopieres plasmidet og den innsatte DNA-sekvensen. Genkloning brukes blant annet i arbeidet med å analysere gener, studere genfunksjon og å produsere proteiner til forskning, diagnostikk og legemidler.

Ved reproduktiv kloning er målet å lage et nytt individ som er en genetisk kopi av et annet individ, eller en celle.

Den viktigste metoden er kjerneoverføring. Metoden bygger på at det aller meste av en celles arvemateriale finnes i cellekjernen. Cellekjernen fjernes fra en eggcelle, og erstattes med cellekjernen fra en celle fra individet man ønsker å kopiere. Et lite elektrisk støt får eggcellen og den nye cellekjernen til å smelte sammen og starte utvikling til et embryo som kan settes inn en surrogat for videre utvikling frem til fødselen av et nytt individ.

Dersom cellekjernen kommer fra en kroppscelle (somatisk celle) fra et voksent individ kalles metoden somatisk kjerneoverføring, og kan brukes til å lage en genetisk kopi av et eksisterende individ. Sauen Dolly, født i 1996, var det første pattedyret som ble klonet ved somatisk kjerneoverføring.

Kloner laget ved somatisk kjerneoverføring vil bli genetisk svært like individet de er klonet fra, men likevel ikke helt identiske genetiske kopier. Eggcellen som brukes ved kloningen inneholder mitokondrier, små celleorganeller med eget DNA og noen få gener. Klonen vil derfor ha kjerne-DNA fra donorindividet, men mitokondrie-DNA fra individet eggcellen kom fra.

Reproduktiv kloning ved kjerneoverføring brukes også som en del av prosessen når man skal lage et genmodifisert dyr.

Først gjøres de ønskede genetiske endringene i celler som dyrkes i laboratoriet. Cellekjernen fra en genetisk endret celle overføres deretter til en kjerneløs eggcelle, som utvikles til et embryo og settes inn i en surrogat. Under embryo- og fosterutviklingen kopieres det genetisk endrede arvematerialet til alle nye celler som dannes, slik at alle cellene i det nye individet får de samme genetiske endringene.

Terapeutisk kloning er en metode for å lage persontilpassede stamceller for en pasient for bruk i medisinsk behandling (derav «terapeutisk») og forskning.

I terapeutisk kloning brukes somatisk kjerneoverføring på samme måte som ved reproduktiv kloning. Men i stedet for å sette embryoet inn i en livmor, brukes det som utgangspunkt for å høste embryonale stamceller med samme kjernegenom som pasienten.

Metoden har ikke fått medisinsk anvendelse på grunn av tekniske utfordringer, risiko for genetiske og epigenetiske feil i stamcellene, og etiske utfordringer knyttet til bruk av donoregg og embryo. I forskning er terapeutisk kloning i stor grad erstattet av en enklere metode for å lage persontilpassede stamceller, induserte pluripotente stamceller (iPSC). Da omprogrammeres vanlige kroppsceller til stamceller, uten bruk av embryo. Forskeren bak iPSC-metoden, Shinya Yamanaka, ble tildelt Nobelprisen i fysiologi og medisin i 2012, delt med John B. Gurdon.

Sauen Dolly, født 5. juli 1996 ved Roslin Institute i Skottland, var det første pattedyret som ble klonet fra et voksent individ. Hennes fødsel fikk stor internasjonal oppmerksomhet og regnes som et viktig bioteknologisk gjennombrudd.

For å lage Dolly overførte forskerne cellekjernen fra en jurcelle fra en søye og til en kjerneløs eggcelle. Det resulterende embryoet ble satt inn i en surrogatsau, som bar Dolly frem til fødsel. Fordi Dolly var laget med utgangspunkt i en jurcelle, kalte forskerne henne opp etter countryartisten Dolly Parton som har vært åpen om sine brystkirurgier.

Å klone frem Dolly krevde mange forsøk. Av 277 kjerneoverføringer resulterte bare 29 i levende embryoer som kunne settes inn i surrogater, og bare ett levende lam, Dolly, ble født.

Dolly levde hele livet ved Roslin Institute. Hun fikk selv seks lam og viste at klonede pattedyr kan være fruktbare og få normalt avkom. Dolly utviklet senere leddgikt. Det førte til spekulasjoner om hvorvidt klonede dyr aldres raskere enn andre dyr, men årsaken til leddgikten ble aldri sikkert avklart. Flere sauekloner senere utviklet fra de samme cellene som Dolly utviklet ikke tilsvarende helseproblemer. Dolly ble avlivet i 2003, seks år gammel, etter å ha utviklet alvorlig lungesykdom forårsaket av en virusinfeksjon. Etter sin død ble Dolly utstoppet og donert til National Museums of Scotland, der hun fortsatt er utstilt.

Reproduktiv kloning kan brukes til å videreføre genetikken til individer med en særlig gunstig kombinasjon av egenskaper, som avlsdyr med høy produksjonsevne, god helse og andre ønskede trekk. Metoden har blant annet vært brukt til å klone storfe og bøfler med høy melkeproduksjon og individer med høy økonomisk eller praktisk verdi innen sport og konkurranser, som rodeookser, polohester, dressurhester og kameler brukt i skjønnhetskonkurranser. Det har også vært interesse for å klone særlig dyktige tjenestedyr som fører-, narkotika- eller redningshunder.

Kommersielle selskaper i flere land tilbyr reproduktiv kloning av kjæledyr som hunder og katter for privatpersoner mot betaling.

Klonen får samme kjernegenomet som det opprinnelige kjæledyret og vil dele mange av dets egenskaper, men blir ikke nødvendigvis en helt identisk kopi. Forskjeller i mitokondrie-DNA, miljøpåvirkning i fosterlivet og etter fødsel bidrar til at klonene ikke blir helt like kjæledyret de er klonet fra, men blir sine egne individer, med egen livshistorie, personlighet og adferd. Kloning av kjæledyr er ikke tillatt i Norge.

Reproduktiv kloning kan brukes i bevaringsarbeid for truede dyrearter. I små bestander har ofte mye genetisk variasjonen gått tapt. Det gjør bestanden sårbar for sykdommer og miljøendringer. Dersom levende celler fra tidligere individer er frosset ned og bevart, kan de brukes til å klone frem nye individer med genetisk variasjon som ellers ville vært tapt.

I 2024 ble kloner for første gang brukt i et avlsprogram for en truet art. Målet var å øke det genetiske mangfoldet i en sterkt innavlet bestand av svartfotilder i Nord-Amerika. Hele bestanden på rundt 500 svartfotildere stammet da fra bare syv individer. Kloner ble laget fra nedfryste celler fra en hunnilder, Willa, som døde i 1988, og som representerte genetisk variasjon som ikke lenger fantes i bestanden. En av disse klonene har siden fått avkom som tilfører bestanden noe av den genetiske variasjonen Willa representerte.

Ett lignende eksempel er Przewalskihesten. Alle nålevende individer antas å stamme fra kun 12 hester. To føll, klonet fra celler frosset ned på 1980-tallet, ble født i 2020 og 2023 i håp om å bedre den genetiske variasjonen i populasjonen.

Reproduktiv kloning har også vært brukt i forsøk på å gjenskape individer fra allerede utdødde arter. Det er kun mulig dersom det finnes levende bevarte celler fra arten. For nylig utdødde arter kan slike celler finnes. San Diego Frozen Zoo i USA oppbevarer for eksempel nedfryste celler fra mer enn 1300 arter og underarter, mange truede, og noen i dag utdødde.

• Les mer om biobanker

Det eneste eksempelet på at et individ av en utdødd art er klonet frem er bucardo, en underart av pyreneisk steinbukk. Det siste individet døde i 2000, men i 2003 ble en klon født etter somatisk kjerneoverføring, med en tamgeit som surrogat. Geiteklonen ble født med en misdannelse i lungene og levde bare noen få minutter.

For arter som døde ut for lang tid siden, finnes ikke levende celler som kan brukes til kloning. Prosjekter med mål å «gjenskape» forhistoriske arter som mammut og skrekkulv bygger derfor ikke på kloning av de utdødde artene, men på genmodifisering av nålevende slektninger ved hjelp av genetisk informasjon fra fossile levninger.

I 2025 kunngjorde Colossal Biosciences at de hadde «gjenopplivet» skrekkulven, en art som døde ut for 12000 år siden. Dyrene var imidlertid ikke klonede skrekkulver, men genmodifiserte gråulver med et lite antall genetiske endringer, gjort for å gi ulvevalpene enkelte utseendemessige trekk man tror skrekkulven hadde, som lys pels og kraftig hodeskalle. Kloningsteknologi ble brukt som et ledd i fremstillingen av de genmodifiserte dyrene, men ikke til å kopiere utdødde skrekkulver. Mange forskere understreker at slike dyr ikke bør omtales som gjenskapte utdødde arter, men genmodifiserte individer av nålevende arter.

Reproduktiv kloning kan også brukes til å utvikle genetisk like forsøksdyr (dyremodeller) til biologisk og medisinsk forskning. At dyrene er genetisk like gjør det lettere å avgjøre om observerte forskjeller skyldes behandlingen som undersøkes eller andre faktorer. Kloning kan også kombineres med genteknologiske metoder for å utvikle genmodifiserte dyremodeller med bestemte genetiske egenskaper, eller sykdomsrelaterte genvarianter for forskning.

Reproduktiv kloning av mennesker har ikke funnet sted, og det er sterke etiske grunner til ikke å klone menneske. Erfaring fra kloning av andre pattedyr viser at mange egg og embryoer går tapt underveis og at risikoen for utviklingsforstyrrelser og død i fosterlivet eller kort tid etter fødselen, er betydelig høyere enn ved naturlig reproduksjon. Selv om kloner som overlever nyfødtperioden ofte kan ha normal helse, levealder og reproduksjonsevne, gjør risiko for skade hos et framtidig barn reproduktiv kloning av mennesker uakseptabel.

Kloning av mennesker reiser også grunnleggende etiske spørsmål om menneskeverd, identitet og selvbestemmelse. Det er bred internasjonal enighet om at reproduktiv kloning av mennesker ikke bør tillates. UNESCOs erklæring om det menneskelige genom og menneskerettigheter (1997), Europarådets tilleggsprotokoll til Konvensjonen om menneskerettigheter og biomedisin (1998) og en erklæring vedtatt av FNs generalforsamling i 2005 slår alle fast at reproduktiv kloning av mennesker er uforenlig med menneskeverd og ikke bør tillates. Reproduktiv kloning av mennesker er forbudt ved lov i Norge og mange andre land.

• Les mer om bioteknologi – lovgivning