Este posibil să reînvie mamuții și alte animale dispărute

Beth Shapiro cercetează ADN-ul mamuților, dodoșilor și altor specii dispărute. În Viața pe care am creat-o, ea explică modul în care oamenii au interacționat cu animalele de-a lungul existenței lor: le-au vânat, le-au domesticit și le-au protejat de dispariție. Cu permisiunea Corpus, publicăm un extras din capitolul „Consecințele intenționate” despre modul în care oamenii de știință încearcă să resuscite mamuții.

Cei mai mulți dintre noi, cei care lucrăm în domeniul ADN-ului antic, suntem obișnuiți cu întrebări despre învierea speciilor dispărute - probabil cu ajutorul biotehnologiei. Am făcut deja asta? Nu? Deci, cât de aproape sunt oamenii de știință să o facă? Este chiar posibil să reînvie o specie dispărută? Cum este procesul de recuperare? Răspund la același lucru tot timpul - nu, nu încă, cu greu în viitorul apropiat.

Crearea unei copii exacte a unei specii dispărute este imposibilă și cel mai probabil nu va fi niciodată posibilă.

Dar există tehnologii care probabil ne vor permite într-o zi să reînvie componentele speciilor dispărute - caracteristicile lor dispărute.

Să presupunem că un om de știință poate modifica un elefant adăugând o bucată de ADN care a apărut în timpul evoluţie mamuții și elefanții vor crește părul și vor dezvolta un strat gros de grăsime subcutanată, ca urmare a căruia va putea supraviețui înghețurilor arctice. Este posibil să se modifice porumbelul cu coadă dungat, astfel încât să semene cu un porumbel pasager în culoarea penajului și forma cozii. Dar acești elefanți modificați și porumbei cu coadă dungă vor fi adevărați mamuți și porumbei pasageri? Eu nu cred acest lucru.

De ce nu putem aduce înapoi specii dispărute? Există o mie de motive pentru care specii dispărute greu de reînviat: de la complexităţi pur tehnice la întrebări etice despre manipularea speciilor şi provocările de mediu asociate cu nevoia de a elibera speciile reînviate într-un mediu în care nu erau, probabil deja zeci o mie de ani. Unele probleme tehnice pot fi depășite (editarea liniei germinale a păsărilor, transplantarea unui embrion de elefant într-o mamă captivă), este puțin probabil ca altele să fie rezolvate vreodată (restaurează microflora intestinală a rinocerului lânos dispărut, găsește o mamă surogat a lui Steller vacă).

Luați, de exemplu, mamuții. Cunosc trei grupuri de cercetare care lucrează în prezent la recrearea mamuților. Dintre acestea, două au fost conduse de Hwang Woo-seok de la Fundația de Cercetare în Biotehnologie Suam din Coreea de Sud și conduse de Akira Iritani de la Universitatea Kindai din Japonia - caută să clonezi mamuți, adică să-i reînvie printr-un proces, cel mai faimos rezultat al căruia a fost naștere dolly oaia.

Deoarece clonarea necesită celule vii, Hwang speră să găsească celule de mamut vii care au supraviețuit în carcase înghețate, care acum (datorită încălzirii globale) se dezgheță în veșnicia Siberiei permafrost. […] Dezavantajul acestei metode este că nu pot exista celule vii în carcasele de mamut congelate, deoarece procesul de degradare celulară începe imediat dupa moarte. Grupul de lucru Iritani, totuși, recunoaște că celulele vii de mamut este puțin probabil să fie găsite și apelează la biologie pentru a reînvia celulele de mamut moarte, sau cel puțin pentru a obține o astfel de aparență de viață încât să poată fi clonare. Planul lui Iritani este să forțeze proteinele din ouă soareciconceput pentru a repara ADN-ul deteriorat, pentru a reconstrui ADN-ul rupt în celulele mamut.

În 2019, Iritani și colegii au publicat o lucrare în care descrie modul în care au încercat să facă acest lucru cu celule dintr-o carcasă de mamut deosebit de bine conservată, numită Yuka. Acest articol a fost imediat salutat în presa populară ca un prevestitor al învierii iminene a mamutului, dar dovezile par să sugereze contrariul. Deși celulele lui Yuka au fost remarcabil de bine conservate în comparație cu cele ale altor mamuți mumificați, proteinele de șoarece nu au avut mare succes la repararea ADN-ului celulei.

Este imposibil să clonezi mamuți deoarece toate celulele mamuților sunt moarte.

Un al treilea grup care speră să revigoreze mamuții este condus de George Church de la Institutul Wyss pentru Inginerie Biologică de la Universitatea Harvard. Oamenii de știință admit că nu va fi posibil să se găsească celule vii ale mamuților, având în vedere că ultimii mamuți au murit în urmă cu mai bine de trei mii de ani. Cu toate acestea, Church nu este de acord că acest lucru exclude posibilitatea reînvie mamuți. El subliniază că avem la dispoziție o cantitate nesfârșită de celule vii aproape ca mamuții - elefanții indieni - care poate fi cultivat în laborator și transformat din aproape mamut în complet mamut cu instrumente sintetice biologie. În acest scop, Church a lansat un program de utilizare a CRISPR pentru a introduce ADN în celulele de elefant indian. mici modificări (una câte una) până când genomul celulei se potrivește exact cu genomul mamut.

întoarce genomului elefant în genomul mamutului este o sarcină de proporții descurajante. Liniile care conduc la elefanții indieni și mamuții lânoși s-au separat cu peste cinci milioane de ani în urmă. Deoarece rămășițele de mamut sunt bine conservate, oamenii de știință care lucrează cu ADN-ul antic au reușit să reconstruiască mai multe genomi din aceste rămășițe în întregime. Când au fost comparați cu genomul elefanților indieni, s-a dovedit că au aproximativ un milion de diferențe genetice.

Astăzi, este imposibil să faci un milion de modificări simultan la ADN-ul unei celule - niciuna dintre metodele disponibile pentru editarea genomului nu permite acest lucru. Pentru a face atât de multe schimbări ar trebui să spargeți fizic genomul în mai multe fragmente în același timp, o potențială catastrofă din care celula este puțin probabil să se recupereze. În plus, fiecare modificare (sau set de modificări) necesită propriul mecanism de editare, iar încercările de a le livra pe toate în cușcă deodată se vor sfârși în mod clar cu nimic bun.

Până acum, grupul Bisericii face una sau mai multe modificări la un moment dat, asigurându-se că au fost făcute. corect și apoi ia celulele cu modificarea corectă și le supune rundei următoare editare. Ultima dată când l-am întrebat pe Church cum se descurcă, el a spus că echipa lui a adăugat aproximativ 50 modificări, înlocuind unele dintre gene cu variante de mamut, despre care studiile arată că mamutul arată mai mult ca un mamut decât cu un elefant. Astăzi, echipa lui Church are celule vii care, dacă sunt clonate, vor conține instrucțiunile genetice care restabilesc unele dintre trăsăturile mamutului. Acestea nu sunt celule de mamut, ci mai degrabă asemănătoare mamutului.

Este posibil să clonăm celule mamut ale Bisericii? Tehnologiile de clonare, în special pentru animale domestice precum oile și vacile, s-au îmbunătățit semnificativ din 2003, când s-a născut oaia Dolly. Cu toate acestea, în cazul altor tipuri, se petrece mult timp pentru a clarifica toate detaliile necesare: cum și când să ridicați ouă, cum să creați o cultură ideală pentru dezvoltarea timpurie a embrionilor, când să le implantați cu un surogat mamă. Iar obstacolul principal este etapa de reprogramare, la care celula somatică uită cum să fie o celulă de tipul ei și se transformă într-o celulă de tipul care poate deveni un animal întreg. Acest pas rareori se face corect – atât de rar încât rata de succes a încercărilor de clonare abia depășește 20%, chiar și pentru speciile pe care oamenii de știință le clonează tot timpul.

Elefanții nu au fost niciodată clonați, în parte pentru că nu există o piață de nișă pentru elefanții clonați.

Piața noastră de clone intern animalele cresc. Compania de biotehnologie Boyalife Genomics construiește o fabrică de clonare a vitelor în Tianjin și susține că va putea crește un milion de vaci wagyu clonate pe an pentru a satisface cererea în creștere de carne de vită chinezească. piaţă.

Compania lui Hwang Sooam Biotech este gata să vă cloneze căţeluş, iar în ViaGen Pets, cu sediul în Texas, au un câine, o pisică și chiar o persoană iubită cal. Dar din anumite motive, puțini oameni caută să-și cloneze elefantul iubit.

Probabil că este imposibil să clonezi un elefant. Elefanții sunt animale uriașe cu un sistem de reproducere imens corespunzător. Acest lucru complică pașii critici în procesul de clonare, cum ar fi recoltarea unui ou pentru transfer nuclear. și introducerea unui embrion în curs de dezvoltare în uterul unei mame surogat, deoarece himenul la elefanți este între sarcinile se regenerează (are o gaură minusculă în care intră spermatozoizii masculini, dar pentru un embrion de elefant acesta este un obstacol semnificativ și probabil de netrecut). Elefanții indieni sunt, de asemenea, o specie pe cale de dispariție, ceea ce înseamnă că, dacă această tehnologie nu depășește încă capacitățile științei, cel mai bine ar fi să o aplici la creșterea elefanților.

Chiar dacă clonarea elefanților devine fezabilă din punct de vedere tehnic (și etic), nu este în întregime clar dacă o mamă elefant poate purta un pui de mamut.

Cinci milioane de ani reprezintă un timp evolutiv lung, iar un milion de diferențe între ADN este mult. În esență, diferența evolutivă dintre mamuți și elefanții indieni este aproximativ aceeași ca între oameni și cimpanzeu. Este greu de imaginat o mamă cimpanzeu purtând un copil uman (și invers).

S-a întâmplat ca mamele surogat să fi produs cu succes pui de altă specie, așa că distanța evolutivă poate să nu fie un verdict. Câinii domestici au dat naștere pui de lup clonați, domestici pisici - pui sănătoși de pisică de stepă, iar o vacă domestică a dat naștere unui pui de gaur clonat sănătos.

Aceste experimente au demonstrat ceea ce oamenii de știință au bănuit de la bun început: cu cât relația dintre două specii este mai mare, implicate în clonarea între specii, cu atât probabilitatea de succes în fiecare etapă a procesului este mai mică clonarea. Până în prezent, rudele cele mai îndepărtate implicate într-un experiment de clonare interspecie de succes sunt cămile cu o cocoașă și două cămile (dromedare și bactriane), ale căror căi evolutive s-au separat cu aproximativ patru milioane de ani în urmă.

În ciuda unei perioade de evoluție atât de lungă, în 2017, o cămilă dromedară domestică a dat naștere unei cămile clonate cu dublu cocoaș. Acest lucru este foarte promițător atât pentru cămilele bactriane (acestea sunt aproape primele în lista mamiferelor mari pe cale de dispariție), cât și pentru conservare. natura în ansamblu, deoarece acest eveniment în sine subliniază modul în care tehnologiile avansate de clonare au avansat și modul în care gama de specii care pot fi salvate de astfel de metode.

În 2003, o femelă de ibex iberic s-a născut la trei ani după ce specia ei a dispărut. Cu patru ani mai devreme, un grup condus de Alberto Fernandez-Arias, care este acum șeful Ministerului Vânătoarei, Pescuitului și zonele umede ale autonomiei spaniole din Aragon, au colectat celulele Celiei, ultimul individ al ibexului din Pirinei, și le-au supus instant congelarepentru a nu deteriora ADN-ul. Apoi, Fernandez-Arias și colegii săi au petrecut câțiva ani elaborând o strategie pentru renașterea caprei de munte. Au încercat să ia ouă pentru a clona celulele Celiei de la alte capre sălbatice de munte, dar animalele sălbatice nu sunt obișnuite cu oamenii și sunt grozave la evadare, așa că experiment a eșuat.

Din fericire, a fost mai ușor să colectezi ouă de la caprele domestice. În loc de ADN-ul unei capre domestice, oamenii de știință au introdus în ouă ADN-ul celulelor somatice înghețate ale Celiei, după care 57 de ouă transformate au fost implantate în mame surogat. Aceste celule erau hibrizi dintre o capră domestică și un ibex din Pirinei. Șapte embrioni au fost grefați și o femelă s-a născut în viață. Din păcate, femela donată a avut o anomalie pulmonară congenitală, cauzată probabil de complexitatea procesului de clonare și a murit în câteva minute. Încercările de a resuscita ibexul iberic din celulele Celiei au fost suspendate, dar celulele sunt încă depozitate înghețate.

Este probabil ca într-o zi oamenii de știință să poată recodifica genomul elefantului în genomul mamutului și să cloneze acest lucru. o cușcă plantând-o cu mama ei elefant, cu toate acestea, procesul în sine poate împiedica renașterea unui mamut dezvoltare.

Un mamut clonat născut dintr-o mamă elefant (sau uterul artificial favorizat de George Church ca soluție la problema clonării elefanților) va arăta probabil ca un mamut.

Aproape toți dintre cunoscuții noștri avem gemeni identici, așa că ne imaginăm cât de mult afectează ADN-ul aspectul. Dar prietenii noștri gemeni nu sunt interschimbabili. Au experiențe de viață diferite, factori de stres diferiți, diete și medii diferite... pe scurt, sunt oameni complet diferiți. Va exista un mamut care a parcurs calea elefantului de dezvoltare intrauterină, crescut de elefanți, hrănit cu hrană pentru elefanți și care posedă microfloră a elefanților intestine, comportă-te ca un mamut - sau mai este ca un elefant?

Nu contează, desigur, dacă scopul nostru final este să creăm un elefant cu niște trăsături de mamut, care este probabil ceea ce ne dorim. Dar dacă vom crea un mamut, trebuie să recreăm și întregul habitat al mamutului, de la concepție până la moarte. Și acest mediu, din păcate, s-a stins și el.

Cartea „Viața pe care am creat-o” risipește și miturile despre ingineria genetică. Beth Shapiro vorbește despre modul în care această tendință afectează producția de animale și ajută la protejarea speciilor pe cale de dispariție de dispariție.

Cumpără o carte