Onko mahdollista elvyttää mammutteja ja muita sukupuuttoon kuolleita eläimiä

Beth Shapiro tutkii mammuttien, dodojen ja muiden sukupuuttoon kuolleiden lajien DNA: ta. Kirjassa The Life We Created hän selittää, kuinka ihmiset ovat olleet vuorovaikutuksessa eläinten kanssa koko olemassaolonsa ajan: metsästäneet niitä, kesyttäneet niitä ja suojelleet niitä sukupuuttoon. Julkaisemme Corpuksen luvalla otteen luvusta "Tarkotetut seuraukset" siitä, kuinka tiedemiehet yrittävät herättää henkiin mammutteja.

Suurin osa meistä muinaisen DNA: n parissa työskentelevistä on tottunut kysymyksiin sukupuuttoon kuolleiden lajien ylösnousemuksesta - oletettavasti biotekniikan avulla. Olemmeko jo tehneet tämän? Ei? Kuinka lähellä tiedemiehet ovat sen tekemisessä? Onko sukupuuttoon kuollutta lajia edes mahdollista herättää henkiin? Miten toipumisprosessi sujuu? Vastaan ​​koko ajan samaan - ei, en vielä, tuskin lähitulevaisuudessa.

Tarkan kopion luominen sukupuuttoon kuolleesta lajista on mahdotonta eikä todennäköisesti koskaan tule olemaan mahdollista.

Mutta on tekniikoita, joiden avulla voimme jonakin päivänä herättää henkiin sukupuuttoon kuolleiden lajien komponentit – niiden sukupuuttoon kuolleet piirteet.

Oletetaan, että tiedemies voi muokata norsua lisäämällä DNA-palan, joka syntyi aikanaan evoluutio mammutit ja norsut kasvattavat hiuksia ja kehittävät paksun kerroksen ihonalaista rasvaa, minkä seurauksena ne selviytyvät arktisen pakkasen aikana. Raitahäntäkyyhkystä on mahdollista muokata höyhenvärillään ja hännänmuodoltaan matkustajakyyhkyä muistuttamaan. Mutta ovatko nämä muunnetut norsut ja raidapyrstökyyhkyset todellisia mammutteja ja matkustajakyyhkysiä? En usko.

Miksi emme voi palauttaa sukupuuttoon kuolleita lajeja? Syitä siihen on tuhat sukupuuttoon kuolleet lajit vaikea elvyttää: puhtaasti teknisistä monimutkaisuuksista lajien manipulointia koskeviin eettisiin kysymyksiin ja ympäristöhaasteet, jotka liittyvät tarpeeseen päästää eloon nousseet lajit ympäristöön, jossa niitä ei ollut, luultavasti jo kymmeniä Tuhat vuotta. Jotkut tekniset ongelmat voidaan voittaa (lintujen sukusolujen muokkaaminen, norsun alkion siirtäminen vankeudessa olevaksi emäksi), muita tuskin koskaan ratkaistaan ​​(palauttaa sukupuuttoon kuolleen villasarvikuonon suoliston mikrofloora, löytää Stellerin sijaisäiti lehmä).

Otetaan esimerkiksi mammutit. Tiedän kolmesta tutkimusryhmästä, jotka työskentelevät parhaillaan mammuttien uudelleenluomiseksi. Näistä kahta johti Hwang Woo-seok Etelä-Korean Suam Biotechnology Research Foundationista ja Akira Iritani. Kindain yliopisto Japanissa - pyrkiä kloonaamaan mammutteja eli elvyttämään niitä prosessilla, jonka kuuluisin tulos oli syntymästä nukke lammas.

Koska kloonaus vaatii eläviä soluja, Hwang toivoo löytävänsä eläviä mammuttisoluja, jotka ovat selvinneet jäädytetyissä ruhoissa, jotka nyt (ilmaston lämpenemisen ansiosta) sulavat Siperiassa ikuisesti ikirouta. […] Tämän menetelmän haittana on, että jäätyneissä mammutinruhoissa ei voi olla eläviä soluja, koska solujen hajoamisprosessi alkaa välittömästi kuoleman jälkeen. Iritani-työryhmä kuitenkin myöntää, että eläviä mammuttisoluja ei todennäköisesti löydy, ja siirtyy molekyyliin. biologiaa kuolleiden mammuttisolujen elvyttämiseksi tai ainakin sellaisen elämän vaikutelman saavuttamiseksi, että ne voidaan klooni. Iritanin suunnitelma on pakottaa proteiinit munista hiiretsuunniteltu korjaamaan vaurioitunut DNA, rekonstruoimaan rikkoutunut DNA mammuttisoluissa.

Vuonna 2019 Iritani ja kollegat julkaisivat paperin, jossa kuvattiin, kuinka he yrittivät tehdä tämän erityisen hyvin säilyneen Yuka-nimisen mammutinruhon soluilla. Tätä artikkelia ylistettiin välittömästi suositussa lehdistössä mammutin välittömän ylösnousemuksen ennakkoedustajana, mutta todisteet näyttävät viittaavan toisin. Vaikka Yukan solut säilyivät huomattavan hyvin verrattuna muiden muumioituneiden mammuttien soluihin, hiiren proteiinit eivät olleet kovin onnistuneita korjaamaan solun DNA: ta.

Mammutteja on mahdotonta kloonata, koska kaikki mammuttisolut ovat kuolleita.

Kolmatta ryhmää, joka toivoo elvyttävänsä mammutteja, johtaa George Church Wyss Institute for Biological Engineering -instituutista Harvardin yliopistossa. Tutkijat myöntävät, että mammuttien eläviä soluja ei ole mahdollista löytää, koska viimeiset mammutit kuolivat yli kolme tuhatta vuotta sitten. Kirkko ei kuitenkaan ole samaa mieltä siitä, että tämä sulkee pois mahdollisuuden elvyttää mammutteja. Hän korostaa, että meillä on käytettävissämme loputon määrä eläviä soluja melkein kuin mammutteja - intialaisia ​​norsuja - jotka voidaan kasvattaa laboratoriossa ja muuttaa lähes mammutista täysin mammutiksi synteettisten työkalujen avulla biologia. Tätä tarkoitusta varten Church käynnisti ohjelman CRISPR: n avulla DNA: n lisäämiseksi intialaisen norsun soluihin. pieniä muutoksia (yksi kerrallaan), kunnes solun genomi täsmää genomin kanssa mammutti.

vuoro perimä elefantin siirtäminen mammutin genomiin on mittasuhteiltaan pelottava tehtävä. Intiaaninorsuihin ja villamammutteihin johtavat linjat erosivat yli viisi miljoonaa vuotta sitten. Koska mammutin jäännökset ovat hyvin säilyneet, muinaisen DNA: n kanssa työskentelevät tutkijat ovat pystyneet rekonstruoimaan useita genomeja näistä jäännöksistä kokonaisuudessaan. Kun niitä verrattiin intialaisten norsujen genomiin, kävi ilmi, että niillä on noin miljoona geneettistä eroa.

Nykyään on mahdotonta tehdä miljoona modifikaatiota solun DNA: han kerralla - mikään genomin muokkaamiseen käytettävissä olevista menetelmistä ei salli sitä. Näin monien muutosten tekeminen edellyttäisi, että genomi hajoaa fyysisesti useiksi fragmenteiksi samanaikaisesti, mikä on mahdollinen katastrofi, josta solu ei todennäköisesti toipuisi. Lisäksi jokainen muokkaus (tai muutossarja) vaatii oman editointimekanisminsa, ja yritykset viedä ne kaikki kerralla häkkiin ei selvästikään pääty mihinkään hyvään.

Toistaiseksi kirkon ryhmä tekee yhtä tai useampaa muutosta kerrallaan varmistaakseen, että ne on tehty. oikein ja ottaa sitten solut oikealla modifikaatiolla ja siirtää ne seuraavalle kierrokselle editointi. Kun viimeksi kysyin Churchilta, kuinka he voivat, hän sanoi, että hänen tiiminsä oli lisännyt noin 50 henkilöä muutoksia, korvaa jotkin geenit mammuttivarianteilla, mikä tutkimusten mukaan saa mammutin näyttämään enemmän mammutilta kuin norsulta. Nykyään Churchin tiimillä on eläviä soluja, jotka kloonattaessa sisältävät geneettiset ohjeet, jotka palauttavat osan mammutin piirteistä. Nämä eivät ole mammuttisoluja, vaan pikemminkin mammutin kaltaisia.

Onko mahdollista kloonata mammuttikirkon soluja? Kloonausteknologiat, erityisesti kotieläimille, kuten lampaille ja lehmille, ovat parantuneet merkittävästi vuodesta 2003, jolloin Dolly-lammas syntyi. Muiden tyyppien tapauksessa kuluu kuitenkin paljon aikaa kaikkien tarvittavien yksityiskohtien selvittämiseen: miten ja milloin noutaa munat, kuinka luoda ihanteellinen kulttuuri alkioiden varhaiselle kehitykselle, milloin istuttaa niille korvike äiti. Ja suurin este on uudelleenohjelmoinnin vaihe, jossa somaattinen solu unohtaa, kuinka olla tyyppinsä solu, ja muuttuu sen tyyppiseksi soluksi, josta voi tulla kokonainen eläin. Tämä vaihe onnistuu harvoin oikein – niin harvinainen, että kloonausyritysten onnistumisprosentti ylittää tuskin 20 %, jopa niiden lajien kohdalla, joita tutkijat kloonaavat jatkuvasti.

Norsuja ei ole koskaan kloonattu, osittain siksi, että kloonatuille norsuille ei ole markkinarakoa.

Kloonimarkkinamme kotimainen eläimet kasvavat. Bioteknologiayritys Boyalife Genomics rakentaa karjan kloonaustehdasta Tianjiniin ja väittää rakentavansa se pystyy kasvattamaan miljoona kloonattua wagyu-lehmää vuodessa vastatakseen kiinalaisen naudanlihan kasvavaan kysyntään. markkinoida.

Hwangin yritys Sooam Biotech on valmis kloonaamaan sinun koiraja ViaGen Petsissä, joka sijaitsee Texasissa, heillä on koira, kissa ja jopa rakastettu hevonen. Mutta jostain syystä harvat ihmiset yrittävät kloonata rakkaan norsunsa.

On luultavasti mahdotonta kloonata norsua. Norsut ovat valtavia eläimiä, joilla on vastaava valtava lisääntymisjärjestelmä. Tämä mutkistaa kriittisiä vaiheita kloonausprosessissa, kuten munan keräämistä tumansiirtoa varten. ja kehittyvän alkion vieminen sijaisäidin kohtuun, koska norsujen hymen on välillä raskaudet uusiutuu (sissä on pieni reikä, johon uros siittiöt tulevat, mutta norsun alkiolle tämä on merkittävä ja todennäköisesti ylitsepääsemätön este). Intiannorsut ovat myös uhanalainen laji, mikä tarkoittaa, että jos tämä tekniikka ei vieläkään ole tieteen kykyjen ulkopuolella, sitä olisi parasta soveltaa norsujen jalostukseen.

Vaikka norsujen kloonauksesta tulee teknisesti (ja eettisesti) mahdollista, ei ole täysin selvää, voiko norsuemo kantaa mammutinpoikaa.

Viisi miljoonaa vuotta on pitkä evoluution aika, ja miljoona eroa DNA: n välillä on paljon. Pohjimmiltaan mammuttien ja intialaisten norsujen välinen evoluutioero on suunnilleen sama kuin ihmisten ja intialaisten norsujen välillä. simpanssi. On vaikea kuvitella simpanssin äitiä kantavan ihmisvauvaa (ja päinvastoin).

On käynyt niin, että sijaisäidit ovat onnistuneet synnyttämään eri lajien pentuja, joten evoluutionaalinen etäisyys ei välttämättä ole tuomio. Kotikoirat synnyttivät kloonattuja sudenpentuja, kotimaisia kissat - terveitä arokissapentuja, ja yksi kotilehmä synnytti terveen kloonatun gaurinpenun.

Nämä kokeet osoittivat sen, mitä tiedemiehet epäilivät alusta asti: mitä pidemmälle kahden lajin välinen suhde, osallistuvat lajien väliseen kloonaukseen, sitä pienempi on onnistumisen todennäköisyys prosessin jokaisessa vaiheessa kloonaus. Tähän mennessä onnistuneeseen lajienväliseen kloonauskokeeseen osallistuneet kaukaisimmat sukulaiset ovat yksi- ja kaksikypäräiset kamelit (dromedaarit ja baktriaanit), joiden evoluutiopolut erosivat noin neljä miljoonaa vuotta sitten.

Näin pitkästä evoluutiojaksosta huolimatta kotimainen dromedaarikameli synnytti vuonna 2017 kloonatun kaksoiskamelin. Tämä on erittäin lupaavaa sekä baktrian kamelien (ne ovat lähes ensimmäisiä uhanalaisten suurten nisäkkäiden luettelossa) että suojelun kannalta. koko luonto, koska tämä tapahtuma itsessään korostaa kuinka edistyneet kloonaustekniikat ovat kehittyneet ja kuinka laaja valikoima lajeja voidaan pelastaa menetelmiä.

Vuonna 2003 naaras iberian ibex syntyi kolme vuotta sen jälkeen, kun hänen lajinsa kuoli sukupuuttoon. Neljä vuotta aiemmin ryhmä, jota johti Alberto Fernandez-Arias, joka on nyt metsästys-, kalastus- ja ministeriön päällikkö. Espanjan Aragonian autonomian kosteikot, keräsivät Celian, Pyreneiden metsäkurin viimeisen yksilön, solut ja alistivat ne välitön jäätymistäjotta DNA ei vahingoitu. Sitten Fernandez-Arias ja hänen kollegansa käyttivät useita vuosia kehittämässä strategiaa vuorivuohen elvyttämiseksi. He yrittivät ottaa munia kloonatakseen Celian soluja muista luonnonvaraisista vuoristovuohista, mutta villieläimet eivät ole tottuneet ihmisiin ja ovat hyviä pakenemaan, joten koe epäonnistunut.

Onneksi kotivuohien munien kerääminen oli helpompaa. Kotivuohen DNA: n sijasta tutkijat lisäsivät Celian jäädytettyjen somaattisten solujen DNA: n muniin, minkä jälkeen 57 muunnettua munaa istutettiin sijaisemoille. Nämä solut olivat kotivuohen ja Pyreneiden metsävuohen hybridejä. Seitsemän alkiota istutettiin ja yksi naaras syntyi elävänä. Valitettavasti kloonatulla naisella oli synnynnäinen keuhkopoikkeama, joka johtui todennäköisesti kloonausprosessin monimutkaisuudesta, ja hän kuoli muutamassa minuutissa. Yritykset elvyttää iberian hirven Celian soluista on jäädytetty, mutta soluja säilytetään edelleen pakastettuina.

On todennäköistä, että jonakin päivänä tiedemiehet pystyvät koodaamaan norsun genomin uudelleen mammuttigenomiksi ja kloonaamaan tämän häkin istuttamalla sen emonorsunsa kanssa, mutta itse prosessi voi estää mammutin elpymisen kehitystä.

Kloonattu mammutti, joka on syntynyt norsuäidille (tai George Churchin suosiman keinotekoisen kohtuun ratkaisuna norsujen kloonausongelmaan), näyttää todennäköisesti mammutilta.

Melkein kaikilla meistä tutuistamme on identtiset kaksoset, joten kuvittelemme kuinka paljon DNA vaikuttaa ulkonäköön. Mutta kaksosystävämme eivät ole keskenään vaihdettavissa. Heillä on erilaiset elämänkokemukset, erilaiset stressitekijät, erilaiset ruokavaliot ja erilaiset ympäristöt… lyhyesti sanottuna he ovat täysin erilaisia ​​ihmisiä. Tuleeko mammutti, joka on käynyt läpi elefantin kohdunsisäisen kehityksen polun, elefanttien kasvattamaa, norsunruoalla ruokittua ja elefantin mikroflooraa suolet, käyttäydy kuin mammutti - vai onko se silti kuin norsu?

Sillä ei tietenkään ole väliä, jos päämäärämme on luoda elefantti, jolla on joitain mammuttiominaisuuksia, mitä luultavasti haluamme. Mutta jos aiomme luoda mammutin, meidän on myös luotava uudelleen koko mammutin elinympäristö hedelmöityksestä kuolemaan. Ja tämä ympäristö valitettavasti myös kuoli.

Kirja "The Life We Created" kumoaa myös myyttejä geenitekniikasta. Beth Shapiro puhuu siitä, kuinka tämä suuntaus vaikuttaa kotieläintuotantoon ja auttaa suojelemaan uhanalaisia ​​lajeja sukupuuttoon.

Osta kirja