Je li moguće oživjeti mamute i druge izumrle životinje

Beth Shapiro istražuje DNK mamuta, dodoa i drugih izumrlih vrsta. U Životu koji smo stvorili, ona objašnjava kako su ljudi komunicirali sa životinjama tijekom svog postojanja: lovili ih, pripitomljavali i štitili od izumiranja. Uz dopuštenje Corpusa, objavljujemo izvadak iz poglavlja "Predviđene posljedice" o tome kako znanstvenici pokušavaju oživjeti mamute.

Većina nas koji radimo na području drevne DNK navikli smo na pitanja o uskrsnuću izumrlih vrsta - vjerojatno uz pomoć biotehnologije. Jesmo li to već učinili? Ne? Dakle, koliko su znanstvenici blizu tome da to učine? Je li uopće moguće oživjeti izumrlu vrstu? Kako teče proces oporavka? Stalno odgovaram isto - ne, ne još, jedva u skoroj budućnosti.

Stvaranje točne kopije izumrle vrste nemoguće je i najvjerojatnije nikada neće biti moguće.

Ali postoje tehnologije koje će nam jednog dana vjerojatno omogućiti da oživimo komponente izumrlih vrsta - njihove izumrle značajke.

Recimo da znanstvenik može modificirati slona dodavanjem dijela DNK koji je nastao tijekom

evolucija mamutima i slonovima će izrasti dlaka i razviti debeli sloj potkožnog masnog tkiva, zbog čega će moći preživjeti arktičke mrazeve. Moguće je modificirati prugastog goluba tako da bojom perja i oblikom repa podsjeća na goluba putnika. Ali hoće li ovi modificirani slonovi i golubovi s prugastim repom biti pravi mamuti i golubovi putnici? Ja ne mislim tako.

Zašto ne možemo vratiti izumrle vrste? Postoji tisuću razloga zašto izumrle vrste teško oživjeti: od čisto tehničkih složenosti do etičkih pitanja o manipulaciji vrstama i ekološki izazovi povezani s potrebom puštanja uskrslih vrsta u okoliš u kojem nisu bili, vjerojatno već deseci tisuću godina. Neki tehnički problemi mogu se prevladati (uređivanje germinativne linije ptica, presađivanje embrija slona u majku u zatočeništvu), drugi vjerojatno nikada neće biti riješeni (obnoviti crijevnu mikrofloru izumrlog vunastog nosoroga, pronaći Stellerovu surogat majku krava).

Uzmimo, na primjer, mamute. Znam za tri istraživačke grupe koje trenutno rade na ponovnom stvaranju mamuta. Od njih, dva je vodio Hwang Woo-seok iz južnokorejske Zaklade za biotehnološka istraživanja Suam, a predvodio ih je Akira Iritani iz Sveučilište Kindai u Japanu - pokušavaju klonirati mamute, odnosno oživjeti ih kroz proces čiji je najpoznatiji rezultat bio rođenje lutka ovca.

Budući da kloniranje zahtijeva žive stanice, Hwang se nada da će pronaći žive stanice mamuta koje su preživjele u smrznutim lešinama, koje se sada (zahvaljujući globalnom zatopljenju) otapaju u sibirskom vječnom permafrost. […] Nedostatak ove metode je što u smrznutim lešinama mamuta ne može biti živih stanica, budući da proces propadanja stanica počinje odmah nakon smrti. Radna skupina Iritani, međutim, shvaća da je malo vjerojatno da će se pronaći žive stanice mamuta i okreće se molekularnim biologije kako bi oživjeli mrtve stanice mamuta, ili barem postigli takav privid života da se mogu klon. Iritanijev plan je izbaciti proteine ​​iz jaja miševidizajniran za popravak oštećene DNK, rekonstrukciju oštećene DNK u stanicama mamuta.

Godine 2019. Iritani i kolege objavili su rad u kojem su opisali kako su to pokušali učiniti sa stanicama iz posebno dobro očuvane lešine mamuta po imenu Yuka. Ovaj je članak odmah pozdravljen u popularnom tisku kao vjesnik skorog uskrsnuća mamuta, ali čini se da dokazi govore suprotno. Iako su Yukine stanice bile izvanredno dobro očuvane u usporedbi s onima drugih mumificiranih mamuta, mišji proteini nisu bili baš uspješni u popravljanju DNK stanice.

Mamute je nemoguće klonirati jer su sve stanice mamuta mrtve.

Treću skupinu koja se nada oživjeti mamute vodi George Church s Instituta za biološki inženjering Wyss na Sveučilištu Harvard. Znanstvenici priznaju da neće biti moguće pronaći žive stanice mamuta, s obzirom da su posljednji mamuti umrli prije više od tri tisuće godina. No Crkva se ne slaže da to isključuje tu mogućnost oživjeti mamuti. Naglašava da imamo na raspolaganju nepreglednu zalihu živih stanica gotovo poput mamuta – indijskih slonova – koji može se uzgajati u laboratoriju i sintetičkim alatima transformirati iz gotovo mamutskog u potpuno mamutskog biologija. U tu je svrhu Church pokrenuo program za korištenje CRISPR-a za umetanje DNK u stanice indijskog slona. male promjene (jedna po jedna) dok se genom stanice točno ne podudara s genomom Mamut.

skretanje genom slona u genom mamuta zadatak je zastrašujućih razmjera. Linije koje vode do indijskih slonova i vunastih mamuta razdvojile su se prije više od pet milijuna godina. Budući da su ostaci mamuta dobro očuvani, znanstvenici koji rade s drevnom DNK uspjeli su rekonstruirati nekoliko genoma iz tih ostataka u cijelosti. Kada su ih usporedili s genomima indijskih slonova, pokazalo se da imaju oko milijun genetskih razlika.

Danas je nemoguće napraviti milijun modifikacija DNK stanice odjednom – nijedna od dostupnih metoda za uređivanje genoma to ne dopušta. Da bi se izvršile tolike promjene, genom bi se morao fizički razbiti u mnogo fragmenata u isto vrijeme, što je potencijalna katastrofa od koje se stanica vjerojatno neće oporaviti. Osim toga, svaka izmjena (ili skup izmjena) zahtijeva vlastiti mehanizam za uređivanje, a pokušaji da se sve isporuče u kavez odjednom neće završiti ničim dobrim.

Do sada, Churchova grupa radi jednu ili više izmjena istovremeno, osiguravajući da su gotove. ispravno, a zatim uzima ćelije s ispravnom modifikacijom i podvrgava ih sljedećem krugu uređivanje. Zadnji put kad sam pitao Churcha kako im ide, rekao je da je njegov tim dodao oko 50 preinake, zamjenjujući neke od gena varijantama mamuta, za koje studije pokazuju da mamut više nalikuje mamutu nego slonu. Danas Churchov tim ima žive stanice koje će, ako se kloniraju, sadržavati genetske upute koje obnavljaju neke osobine mamuta. To nisu mamutske stanice, nego mamutske.

Je li moguće klonirati mamutske crkvene stanice? Tehnologije kloniranja, posebno za domaće životinje poput ovaca i krava, znatno su se poboljšale od 2003. godine, kada je rođena ovca Dolly. Međutim, u slučaju drugih vrsta, puno vremena se troši na razjašnjavanje svih potrebnih detalja: kako i kada preuzeti jajašca, kako stvoriti idealnu kulturu za rani razvoj embrija, kada u njih usaditi surogat majka. A glavna prepreka je faza reprogramiranja, u kojoj somatska stanica zaboravlja da je stanica svog tipa, i pretvara se u stanicu tipa koja može postati cijela životinja. Ovaj se korak rijetko dobro izvede - toliko je rijedak da stopa uspjeha pokušaja kloniranja jedva prelazi 20%, čak i za vrste koje znanstvenici stalno kloniraju.

Slonovi nikada nisu bili klonirani, djelomično zato što ne postoji tržišna niša za klonirane slonove.

Naše tržište klonova domaći životinje rastu. Biotehnološka tvrtka Boyalife Genomics gradi tvornicu za kloniranje goveda u Tianjinu i tvrdi da moći će uzgajati milijun kloniranih wagyu krava godišnje kako bi zadovoljila rastuću potražnju za kineskom govedinom. tržište.

Hwangova tvrtka Sooam Biotech spremna je klonirati vaš psić, a u ViaGen Pets, sa sjedištem u Teksasu, imaju psa, mačku, pa čak i voljenu konj. Ali iz nekog razloga, malo ljudi želi klonirati svog voljenog slona.

Vjerojatno je nemoguće klonirati slona. Slonovi su ogromne životinje s odgovarajućim ogromnim reproduktivnim sustavom. To komplicira kritične korake u procesu kloniranja, kao što je žetva jajašca za prijenos jezgre. i uvođenje embrija u razvoju u maternicu surogat majke, budući da je himen kod slonova između trudnoće regenerira (ima sićušnu rupicu u koju ulazi muški spermij, ali za embrij slona to je značajna i vjerojatno nepremostiva prepreka). Indijski slonovi također su ugrožena vrsta, što znači da ako ova tehnologija još uvijek nije izvan mogućnosti znanosti, bilo bi najbolje primijeniti je u uzgoju slonova.

Čak i ako kloniranje slona postane tehnički (i etički) izvedivo, nije sasvim jasno može li majka slonica nositi mladunče mamuta.

Pet milijuna godina je dugo evolucijsko vrijeme, a milijun razlika između DNK je puno. U biti, evolucijska razlika između mamuta i indijskih slonova otprilike je ista kao između ljudi i čimpanza. Teško je zamisliti majku čimpanzu koja nosi ljudsko dijete (i obrnuto).

Događalo se da su surogat majke uspješno rodile mladunce druge vrste, pa evolucijska udaljenost možda nije presuda. Domaći psi okotili su klonirane vučice, domaće mačke - zdrave mladunce stepske mačke, a jedna domaća krava okotila je zdravo klonirano mladunče gaura.

Ovi pokusi dokazali su ono što su znanstvenici sumnjali od samog početka: što je odnos između dviju vrsta veći, uključeni u međuvrstsko kloniranje, manja je vjerojatnost uspjeha u svakoj fazi procesa kloniranje. Do danas, najudaljeniji rođaci uključeni u uspješan eksperiment kloniranja među vrstama su jednogrbe i dvogrbe deve (dromadar i baktrijan), čiji su se evolucijski putevi razišli prije otprilike četiri milijuna godina.

Unatoč tako dugom evolucijskom razdoblju, 2017. godine domaća dromedarna deva okotila je kloniranu dvogrbu devu. Ovo je vrlo obećavajuće kako za baktrijske deve (one su gotovo prve na popisu ugroženih velikih sisavaca), tako i za očuvanje. prirode u cjelini, jer sam ovaj događaj naglašava koliko su napredne tehnologije kloniranja napredovale i koliko je raspon vrsta koje se mogu spasiti takvim metode.

Godine 2003. ženka iberijskog kozoroga rođena je tri godine nakon što je njezina vrsta izumrla. Četiri godine ranije, skupina koju je vodio Alberto Fernandez-Arias, koji je sada šef Ministarstva lova, ribolova i močvarama španjolske autonomije Aragona, sakupio stanice Celije, posljednje jedinke pirenejskog kozoroga, i podvrgnuo ih trenutak smrzavanjekako ne bi oštetili DNK. Tada su Fernandez-Arias i njegovi kolege proveli nekoliko godina razvijajući strategiju za oživljavanje planinske koze. Pokušali su uzeti jajašca za kloniranje Celijinih stanica od drugih divljih planinskih koza, ali divlje životinje nisu navikle na ljude i sjajne su u bijegu, pa eksperiment neuspjeh.

Srećom, bilo je lakše skupljati jaja od domaćih koza. Umjesto DNK domaće koze, znanstvenici su u jajne stanice unijeli DNK Celijinih zamrznutih somatskih stanica, nakon čega je 57 transformiranih jajnih stanica usađeno u surogat majke. Te su stanice bile hibridi domaće koze i pirenejskog kozoroga. Usađeno je sedam embrija i jedna je ženka rođena živa. Nažalost, klonirana ženka imala je urođenu anomaliju pluća, vjerojatno uzrokovanu složenošću procesa kloniranja, i umrla je za nekoliko minuta. Pokušaji oživljavanja iberijskog kozoroga iz Celijinih stanica stavljeni su na čekanje, no stanice se još uvijek čuvaju zamrznute.

Vjerojatno će jednog dana znanstvenici moći rekodirati genom slona u genom mamuta i klonirati ga kavez sa svojom majkom slonicom, no sam proces može spriječiti oživljavanje mamuta razvoj.

Klonirani mamut kojeg je rodila majka slonica (ili umjetna maternica koju je preferirao George Church kao rješenje problema kloniranja slona) vjerojatno će izgledati poput mamuta.

Gotovo svi među našim poznanicima imamo jednojajčane blizance, pa zamislimo koliko DNK utječe na izgled. Ali naši prijatelji blizanci nisu zamjenjivi. Imaju različita životna iskustva, različite stresore, različitu prehranu i drugačija okruženja… ukratko, potpuno su različiti ljudi. Hoće li postojati mamut koji je prošao slonovski put intrauterinog razvoja, odgajan od strane slonova, hranjen hranom za slonove i koji posjeduje mikrofloru slonova crijeva, ponašati se kao mamut - ili je ipak kao slon?

Nije bitno, naravno, ako je naš krajnji cilj stvoriti slona s nekim osobinama mamuta, što je vjerojatno ono što želimo. Ali ako želimo stvoriti mamuta, također moramo ponovno stvoriti cijelo stanište mamuta, od začeća do smrti. I ova je sredina, nažalost, također izumrla.

Knjiga “Život koji smo stvorili” također razbija mitove o genetskom inženjeringu. Beth Shapiro govori o tome kako ovaj trend utječe na stočarsku proizvodnju i pomaže u zaštiti ugroženih vrsta od izumiranja.

Kupite knjigu