Dolly – první klonovaný savec, který kdy byl vytvořen z jediné buňky dospělého jedince. Kredit: University of Edinburgh.

Návod na savčí klon je v principu jednoduchý. Zralé vajíčko připravené na oplození spermií se zbaví jaderné dědičné informace a místo ní se do něj podstrčí jádro buňky odebrané z těla dospělého zvířete. Když se všechno dobře „narafičí“, nechá se jádro tělní buňky v cytoplasmě „vykuchaného“ vajíčka přesvědčit, aby se chovalo jako jádro jednobuněčného embrya čili zygoty. Nově vzniklý „útvar“ (někdy se označuje jako klonota) se začne vyvíjet jako embryo a po přenosu do dělohy náhradní matky se vyvine v nového jedince.

Sir Ian Wilmut. Jeho mladistvým přáním bylo stát se námořním důstojníkem. Kvůli své barvosleposti neprošel vstupními testy a cesty osudu jej zavedly na dráhu embryologa v Roslin Institute, University of Edinburgh. Kredit: Darwin College, Cambridge. CC BY-SA 4.0

Takhle přišla na svět slavná ovce Dolly a její četní klonovaní následníci. Vědci už naklonovali koně, psy, kočky, velbloudy, ale i laboratorní myši, potkany nebo fretky. Z volně žijících zvířat se podařilo naklonovat třeba divoké tury gaura a bantenga nebo antilopu dzeren. Po velkých trablech vědci zvládli i klonování primátů – opic makaků.

V roce 1997, když tým vedený Ianem Wilmutem publikoval naklonování ovce Dolly, se svět obával zástupů lidských klonů. Tyto vize se ale nenaplnily z jednoduchého důvodu. O klony lidí nikdo nestojí. Zájem není dokonce ani o tzv. terapeutické klonování, kdy by se z tělní buňky pacienta vytvořilo embryo, z něj by se vypěstovaly tzv. embryonální kmenové buňky a z těch by se následně pro pacienta vypěstoval typ buněk potřebný k jeho léčbě, např. srdeční svalovina pro kardiaky. Protože by to byly „rekvalifikované“ buňky pacienta, neměl by s nimi mít jeho imunitní systém problém. Pro takovou léčbu ale dnes upírá svět větší naděje k tzv. indukovaným pluripotentním kmenovým buňkám, za jejichž vynález získal japonský biolog Shinya Yamanaka v roce 2012 Nobelovu cenu.

Japonec Shinya Yamanaka z Kyoto University se stal pionýrem v technice získávání embryonálních kmenových buněk z buněk kůže. Kredit: ICEMS.

Při pohledu do „zpětného zrcátka“ tak vypadá klonování jako epizoda biologického výzkumu, která se pomalu, ale jistě uzavírá. Do tohoto obrazu klonování zapadá i nejnovější studie týmu vedeného Teruhikem Wakayamou, který v roce 1997 jako první naklonoval myš.

Schéma postupu získání embryonálních kmenových buněk "bez embrya" (Kredit: Nature)

Klony 58 generací

Teď zveřejnili Wakayama a spol. ve vědeckém časopise Nature Communications výsledky 20 let soustavné práce, při které provedli 30 000 přenosů jádra tělní myší buňky do „vykuchaného“ myšího vajíčka.

Celkem tak vytvořili sériovým klonováním 58 generací laboratorních myší. To znamená, že když naklonovali první myš, odebrali jí tělní buňku a tu použili pro další kolo klonování. Od narozeného klonu opět odebrali tělní buňku a použili ji k vytvoření další generace klonů. Tohle zopakovali osmapadesátkrát.

Sayaka Wakayama, první autorka studie. Centrum pokročilých biotechnologií: „Na rozdíl od rostlin, klonování savců doprovází nárůst anomálií. Inu, savci nejsou brambory.“ Kredit: University of Yamanashi, Japonsko.

V roce 2013 měl Wakayamův tým úspěšně naklonováno 25 generací a pochlubil se jimi ve studii publikované ve vědeckém časopise Cel Stem Cell. Tehdy vědci konstatovali, že klonovat lze zvířata do nekonečna. Jak ale vyplývá z jejich nejnovější studie zveřejněné v Nature Communications, už po 27 generacích se začaly u klonů projevovat vážné problémy.

Teruhiko Wakayama, vedoucí výzkumného týmu. Kredit: University of Yamanashi

Vzniklá embrya ztrácela na životaschopnosti a po přenosu náhradní matce už se z nich většinou nerodila mláďata.

Wakayama a jeho spolupracovníci se horko těžko dobrali 58 generací klonovaných myší a pak definitivně skončili. Vzniklá embrya byla neživotaschopná.

Vědci z toho nejprve podezírali epigenetické změny. Jádro tělní buňky musí při klonování zcela reprogramovat genom. Aktivita genů typická pro specializovanou tělní buňku se musí „vymazat“ a celý genom se musí „resetovat“ do stavu odpovídajícího zygotě. To neprobíhá vždy úplně dokonale a výsledkem jsou časté případy odumřelých zárodků nebo vrozené defekty klonů.

Míra úspěšnosti sériového klonování. Kredit: Sayaka Wakayama et al. Nature 2026.

Hromadění těžkých genetických defektů

Detailní pohled do dědičné informace klonů 58. generace ale odhalil ještě zásadnější problém – těžké poškození samotné DNA. Některé části DNA se přemístily na jiná místa genomu, další se otočily a jiné úplně zmizely. V některých embryích chyběly celé chromozomy. Vědci v tom vidí daň za sériové nepohlavní rozmnožování. Pokud v potomkovi při pohlavním rozmnožování kombinují své dědičné informace otec a matka, předává každý z nich potomkovi jen polovinu své dědičné informace. Je tu tedy nemalá šance, že pokud otec či matka nesou těžký genetický defekt, potomkovi ho nepředají. Při klonování ale není takový „únik“ možný. Jakmile se jednou objeví genetický defekt, zůstává v klonech po generace a k němu se postupně přidávají další a další. Nakonec je těch poškození tolik a jsou tak závažná, že s tím už klon nemůže žít.

Klonování se dnes využívá komerčně pro množení vynikajících plemenných zvířat např. u skotu. Argentinci klonují ve velkém vynikající koně pro pólo. Klonují se i zvířecí domácí mazlíčci, např. psi a kočky. Evropský parlament sice odhlasoval zákaz klonování, a dokonce i zákaz chovu přirozeně počatých potomků klonů už v roce 2015, ale ten se týká vlastně jen hospodářských zvířat. Pokud si chcete nechat naklonovat psa či kočku, nic vám v tom nebrání. Jen byste měli počítat s tím, že svého Punťu nebo Micku nemůžete klonovat do nekonečna. Platí tu železné pravidlo: osmapadesátkrát a dost!

Prameny:

Wakayama, S., et al. (2013). Successful serial recloning in the mouse over multiple generations. Cell Stem Cell, 12(3), 293-297.

Wakayama, S., et al. (2026). Limitations of serial cloning in mammals. Nature Communications,17, 2495.

Redakce si dovolila připojit autorův pokec na téma Početí, genetika a budoucnost lidstva