Selama tiga dekade terakhir, tak terhitung ilmuwan dan setidaknya selusin film komedi fiksi ilmiah berkonsep tinggi telah berspekulasi tentang efek degeneratif yang potensial dari mengkloning klon secara berulang tanpa henti. Pada tahun yang sama para peneliti pertama kali mengkloning domba Dolly, film komedi Michael Keaton *Multiplicity* (1996) menyamakannya dengan statis visual yang muncul ketika mesin fotokopi di kantor membuat salinan dari salinan yang sudah disalin.
Kini, para ahli biologi di Jepang telah menetukan apa yang mereka yakini sebagai batas keras mengenai berapa banyak klon yang sukses dan viable dapat dihasilkan dari generasi klon sebelumnya. Berdasarkan penelitian mereka sendiri selama 20 tahun dalam mengkloning tikus secara serial, tim semula berharap dapat menghasilkan klon dari klon secara tak terbatas dengan bantuan aditif reagen yang menjanjikan, trikostatin A, yang membantu menekan aktivitas mutasi genetik selama proses kloning.
“Awalnya kami menyimpulkan bahwa kloning serial dapat dilanjutkan tanpa batas,” catat Teruhiko Wakayama dan rekan-rekannya dalam studi baru mereka, yang diterbitkan Selasa di jurnal Nature Communications, “mengingat tingkat keberhasilan meningkat sedikit dengan setiap generasi berikutnya.”
Faktanya, semua berjalan lancar hingga para peneliti mulai mengkloning generasi tikus ke-25 hingga ke-27. Namun, menurut tim Wakayama, pada generasi ke-58, tikus-tikus tersebut bahkan tidak bertahan hidup lebih dari satu hari.
Ribuan klon yang sehat
Ilmuwan telah menggunakan trikostatin A sebagai antibiotik antijamur, tetapi ia juga dapat menghambat fungsi enzim tertentu pada mamalia, seperti tikus dan juga manusia. Namun, untuk tujuan Wakayama dan timnya, senyawa ini juga bertindak sebagai apa yang mereka sebut “reagen modifikasi epigenetik,” menekan faktor transkripsi DNA yang tidak diinginkan, atau protein enzimatis yang mengaktifkan potongan-potongan mutasi berpotensi berbahaya dalam kode genetik tikus selama kloning.
“Lebih dari 1200 tikus klon dihasilkan dari satu tikus donor asli,” menurut Wakayama, seorang ahli biologi perkembangan yang bekerja di Pusat Bioteknologi Lanjutan Universitas Yamanashi, dan rekan penulisnya. Dan, yang mengejutkan, sebagian besar berkembang dengan baik sebelum penurunan terjadi.
“Klon generasi akhir, kecuali generasi terakhir yang berhasil bertahan hidup hingga kelahiran, ternyata sangat sehat,” lapur tim tersebut, “dengan rentang hidup normal, meskipun membawa banyak mutasi yang merusak.”
Faktanya, para peneliti menemukan bahwa klon-klon yang dikloning ulang ini juga berkembang dengan sebagian besar organ reproduksinya sehat dan utuh, “memicu kemungkinan bahwa generasi berikutnya dapat dihasilkan melalui reproduksi seksual.”
Studi mereka menunjukkan bahwa eksperimen lebih lanjut dengan reagen seperti trikostatin A mungkin dapat memperpanjang kloning lebih dalam ke generasi-generasi selanjutnya. Mereka menemukan senyawa tersebut tetap efektif, bahkan ketika bekerja dengan generasi klon yang lebih akhir dan lebih sulit. Tingkat keberhasilan untuk implantasi inti sel donor klon ke dalam sel telur tiga kali lebih berhasil bahkan untuk tikus klon generasi ke-51 ketika trikostatin A digunakan (tingkat keberhasilan 5,4%), dibandingkan tanpa reagen (1,6%).
Penurunan yang tajam
Namun, tim Wakayama mengukur beberapa fakta keras mengenai jumlah mutasi alami yang muncul di antara setiap generasi klon mereka yang berurutan. Setiap putaran baru tikus klon memperoleh sekitar 70 “varian nukleotida tunggal” kecil dan sekitar 1,5 tambahan “varian struktural” yang lebih substansial pada kode genetik mereka. Meskipun laju ini tidak luar biasa, variasi struktural tersebut menumpuk selama beberapa putaran kloning ulang.
Seiring waktu, mereka menemukan bahwa “penumpukan varian berbahaya tampaknya telah melampaui efek adaptif,” tanpa efek rekombinasi kromosom dari reproduksi seksual untuk menyaring variasi genetik besar yang berpotensi merugikan.
Di sini juga, terdapat bukti bahwa bahkan sedikit perubahan kembali ke reproduksi seksual dapat mengoreksi masalah ini. Tikus klon generasi akhir para peneliti, misalnya, lahir dengan kelainan yang nyata pada plasentanya, tetapi ketika tikus-tikus tersebut kawin secara alami, plasenta anak-anak mereka kembali normal.
Banyak teori yang menjelaskan mengapa mamalia dan makhluk lain berevolusi untuk bereproduksi secara seksual, termasuk argumen bahwa hal itu membantu spesies awal melindungi diri dari parasit dengan menawarkan keragaman genetik yang kuat. Perjalanan Wakayama dan kelompoknya sendiri ke ujung terjauh rekayasa ulang genetik mungkin menunjukkan bahwa mamalia perlu kawin untuk melindungi genom mereka agar tidak menjadi basi seiring waktu.