Je možné oživiť mamuty a iné vyhynuté zvieratá
Rôzne / / May 13, 2023
Vysvetľuje starodávnu DNA špecialistku Beth Shapiro.
Beth Shapiro skúma DNA mamutov, dodo a iných vyhynutých druhov. V knihe The Life We Created vysvetľuje, ako ľudia počas svojej existencie komunikovali so zvieratami: lovili ich, domestikovali ich a chránili ich pred vyhynutím. So súhlasom Corpusu zverejňujeme úryvok z kapitoly „Zamýšľané dôsledky“ o tom, ako sa vedci snažia vzkriesiť mamuty.
Väčšina z nás, ktorí pracujeme v oblasti prastarej DNA, je zvyknutá na otázky o vzkriesení vyhynutých druhov – pravdepodobne s pomocou biotechnológie. Už sme to urobili? nie? Ako blízko sú teda vedci k tomu? Je vôbec možné vzkriesiť vyhynutý druh? Ako prebieha proces obnovy? Stále odpovedám to isté – nie, zatiaľ nie, v blízkej budúcnosti sotva.
Vytvorenie presnej kópie vyhynutého druhu je nemožné a s najväčšou pravdepodobnosťou ani nikdy nebude možné.
Existujú však technológie, ktoré nám jedného dňa pravdepodobne umožnia oživiť zložky vyhynutých druhov – ich vyhynuté znaky.
Povedzme, že vedec môže upraviť slona pridaním kúska DNA, ktorá vznikla počas
evolúcie mamutom a slonom narastú chlpy a vytvorí sa im hrubá vrstva podkožného tuku, v dôsledku čoho bude schopný prežiť arktické mrazy. Pruhovaného holuba je možné upraviť tak, aby farbou peria a tvarom chvosta pripomínal osobného holuba. Budú však tieto upravené slony a pruhované holuby skutočnými mamutmi a osobnými holubmi? Nemyslím si.Prečo nemôžeme vrátiť vyhynuté druhy? Existuje tisíc dôvodov prečo vyhynutý druh ťažké oživiť: od čisto technických zložitostí až po etické otázky o manipulácii s druhmi a environmentálne výzvy spojené s potrebou vypustiť vzkriesené druhy do prostredia, kde neboli, pravdepodobne už desiatky tisíc rokov. Niektoré technické problémy sa dajú prekonať (úprava zárodočnej línie vtákov, transplantácia embrya slona do matky v zajatí), iné sa pravdepodobne nikdy nevyriešia (obnovte črevnú mikroflóru vyhynutého nosorožca srstnatého, nájdite náhradnú matku Stellera krava).
Vezmite si napríklad mamutov. Viem o troch výskumných skupinách, ktoré v súčasnosti pracujú na obnove mamutov. Dva z nich viedol Hwang Woo-seok z Juhokórejskej nadácie Suam Biotechnology Research Foundation a viedol Akira Iritani z Univerzita Kindai v Japonsku – snaží sa klonovať mamuty, teda oživiť ich procesom, ktorého najznámejším výsledkom bolo narodenia ovca dolly.
Pretože klonovanie vyžaduje živé bunky, Hwang dúfa, že nájde živé mamutie bunky, ktoré prežili v zamrznutých zdochlinách, ktoré sa teraz (vďaka globálnemu otepľovaniu) rozmrazujú v sibírskej večnosti permafrost. […] Nevýhodou tejto metódy je, že v zmrazených jatočných telách mamuta nemôžu byť žiadne živé bunky, pretože proces rozpadu buniek začína okamžite po smrti. Pracovná skupina Iritani však uznáva, že je nepravdepodobné, že by sa našli živé mamutie bunky, a obracia sa na molekulárne biológie s cieľom oživiť mŕtve mamutie bunky, alebo aspoň dosiahnuť také zdanie života, aby mohli byť klonovať. Iritaniho plán je vytlačiť bielkoviny z vajec myšiurčené na opravu poškodenej DNA, rekonštrukciu zlomenej DNA v mamutích bunkách.
V roku 2019 Iritani a kolegovia publikovali dokument, v ktorom popisovali, ako sa to pokúsili urobiť s bunkami z obzvlášť dobre zachovaného jatočného tela mamuta menom Yuka. Tento článok bol okamžite vítaný v populárnej tlači ako predzvesť bezprostredného vzkriesenia mamuta, ale zdá sa, že dôkazy naznačujú opak. Hoci bunky Yuky boli pozoruhodne dobre zachované v porovnaní s bunkami iných mumifikovaných mamutov, myšie proteíny neboli veľmi úspešné pri oprave bunkovej DNA.
Je nemožné klonovať mamuty, pretože všetky mamutie bunky sú mŕtve.
Tretiu skupinu, ktorá dúfa, že oživí mamuty, vedie George Church z Wyss Institute for Biological Engineering na Harvardskej univerzite. Vedci pripúšťajú, že nebude možné nájsť živé bunky mamutov, keďže posledné mamuty uhynuli pred viac ako tromi tisíckami rokov. Cirkev však nesúhlasí s tým, že to vylučuje možnosť oživiť mamutov. Zdôrazňuje, že máme k dispozícii nekonečnú zásobu živých buniek takmer ako mamuty – indické slony – ktoré môžu byť pestované v laboratóriu a premenené z takmer mamutej na úplne mamutovú pomocou syntetických nástrojov biológia. Za týmto účelom Church spustil program na použitie CRISPR na vloženie DNA do buniek indických slonov. malé zmeny (po jednej), kým sa genóm bunky presne nezhoduje s genómom mamut.
otočiť genóm slona do genómu mamuta je úloha skľučujúcich rozmerov. Línie vedúce k indickým slonom a mamutom sa rozišli pred viac ako piatimi miliónmi rokov. Keďže pozostatky mamuta sú dobre zachované, vedci pracujúci so starodávnou DNA dokázali z týchto pozostatkov zrekonštruovať niekoľko genómov v ich celistvosti. Keď ich porovnali s genómami indických slonov, ukázalo sa, že majú asi milión genetických rozdielov.
Dnes je nemožné urobiť milión úprav DNA bunky naraz – žiadna z dostupných metód na úpravu genómu to neumožňuje. Urobiť toľko zmien by muselo fyzicky rozbiť genóm na mnoho fragmentov súčasne, čo je potenciálna katastrofa, z ktorej sa bunka pravdepodobne nezotaví. Každá modifikácia (alebo súbor úprav) si navyše vyžaduje svoj vlastný editačný mechanizmus a pokusy dostať ich všetky naraz do klietky sa jednoznačne neskončia ničím dobrým.
Zatiaľ cirkevná skupina robí jednu alebo viac úprav naraz, aby sa uistila, že sú hotové. správne a potom vezme bunky so správnou úpravou a podrobí ich ďalšiemu kolu editovanie. Naposledy, keď som sa Churcha pýtal, ako sa im darí, povedal, že jeho tím pridal asi 50 modifikácií, nahradenie niektorých génov variantmi mamuta, ktoré štúdie ukazujú, že mamut vyzerá skôr ako mamut ako slon. Dnes má Churchov tím živé bunky, ktoré, ak sa naklonujú, budú obsahovať genetické inštrukcie, ktoré obnovia niektoré vlastnosti mamuta. Nie sú to bunky mamuta, ale skôr podobné mamutovi.
Je možné naklonovať mamutie cirkevné bunky? Technológie klonovania, najmä pre domáce zvieratá, ako sú ovce a kravy, sa od roku 2003, keď sa narodila ovečka Dolly, výrazne zlepšili. V prípade iných typov sa však veľa času strávi objasnením všetkých potrebných podrobností: ako a kedy vyzdvihnúť vajíčka, ako vytvoriť ideálnu kultúru pre skorý vývoj embryí, kedy im implantovať náhradné matka. A hlavnou prekážkou je štádium preprogramovania, v ktorom somatická bunka zabudne, ako byť bunkou svojho typu, a zmení sa na bunku typu, ktorý sa môže stať celým živočíchom. Tento krok sa zriedka vykoná správne – je taký zriedkavý, že úspešnosť pokusov o klonovanie sotva presahuje 20 %, a to aj v prípade druhov, ktoré vedci neustále klonujú.
Slony neboli nikdy klonované, čiastočne preto, že pre klonované slony neexistuje medzera na trhu.
Náš klonový trh domáci zvieratá rastú. Biotechnologická spoločnosť Boyalife Genomics stavia továreň na klonovanie dobytka v Tianjine a tvrdí bude schopný chovať milión klonovaných kráv wagyu ročne, aby uspokojil rastúci dopyt po čínskom hovädzom mäse. trhu.
Hwangova spoločnosť Sooam Biotech je pripravená naklonovať vaše psíkaa vo ViaGen Pets so sídlom v Texase majú psa, mačku a dokonca aj milovaného kôň. Ale z nejakého dôvodu sa len málo ľudí snaží klonovať svojho milovaného slona.
Naklonovať slona je asi nemožné. Slony sú obrovské zvieratá so zodpovedajúcim obrovským reprodukčným systémom. To komplikuje kritické kroky v procese klonovania, ako je zber vajíčka na prenos jadra. a zavedenie vyvíjajúceho sa embrya do maternice náhradnej matky, keďže panenská blana u slonov je medzi tehotenstva regeneruje (má maličký otvor, do ktorého vstupuje mužská spermia, ale pre slonie embryo je to významná a pravdepodobne neprekonateľná prekážka). Slony indické sú tiež ohrozeným druhom, čo znamená, že ak táto technológia stále nie je nad možnosti vedy, bolo by najlepšie ju aplikovať na chov slonov.
Aj keď sa klonovanie slonov stane technicky (a eticky) uskutočniteľným, nie je úplne jasné, či matka slona znesie mamutie mláďa.
Päť miliónov rokov je dlhý evolučný čas a milión rozdielov medzi DNA je veľa. V podstate je evolučný rozdiel medzi mamutmi a indickými slonmi približne rovnaký ako medzi ľuďmi a šimpanz. Je ťažké si predstaviť, že šimpanzia matka nosí ľudské dieťa (a naopak).
Stalo sa, že náhradné matky úspešne splodili mláďatá iného druhu, takže evolučná vzdialenosť nemusí byť verdikt. Domáce psy porodili klonované vlčiaky, domáce mačky - zdravé mláďatá stepnej mačky a jednej domácej krave sa narodilo zdravé klonované mláďa gaura.
Tieto experimenty dokázali to, čo vedci predpokladali od samého začiatku: čím ďalej je vzťah medzi dvoma druhmi, zapojené do medzidruhového klonovania, tým nižšia je pravdepodobnosť úspechu v každej fáze procesu klonovanie. K dnešnému dňu sú najvzdialenejšími príbuznými zapojenými do úspešného medzidruhového klonovacieho experimentu jednohrbé a dvojhrbé ťavy (dromedár a dvojhrbé), ktorých vývojové cesty sa rozišli asi pred štyrmi miliónmi rokov.
Napriek takému dlhému vývojovému obdobiu sa v roku 2017 z domácej ťavy dromedárovej narodila klonovaná ťava dvojhrbá. To je veľmi sľubné pre ťavy dvojhrbé (sú takmer prvé v zozname ohrozených veľkých cicavcov), ako aj pre ochranu. Príroda ako celok, pretože toto podujatie samo o sebe zdôrazňuje, ako pokročili pokročilé technológie klonovania a aký rozsah druhov, ktoré je možné zachrániť metódy.
V roku 2003 sa narodila samica kozorožca iberského tri roky po vyhynutí jej druhu. O štyri roky skôr skupina vedená Albertom Fernandez-Ariasom, ktorý je teraz šéfom ministerstva poľovníctva, rybolovu a mokrade španielskej autonómie Aragónska, zhromaždili bunky Celie, posledného jedinca pyrenejského kozorožca, a podrobili ich okamžite zmrazenieaby nedošlo k poškodeniu DNA. Potom Fernandez-Arias a jeho kolegovia strávili niekoľko rokov vývojom stratégie na oživenie horskej kozy. Pokúsili sa vziať vajíčka, aby naklonovali bunky Celie od iných divokých horských kôz, ale divé zvieratá nie sú zvyknuté na ľudí a sú skvelé na útek, takže experimentovať nepodarilo.
Našťastie bolo jednoduchšie zbierať vajíčka od domácich kôz. Vedci namiesto DNA kozy domácej vniesli do vajíčok DNA zmrazených somatických buniek Celie, následne sa náhradným matkám implantovalo 57 transformovaných vajíčok. Tieto bunky boli hybridmi domácej kozy a pyrenejského kozorožca. Uštepilo sa sedem embryí a jedna samica sa narodila živá. Bohužiaľ, klonovaná žena mala vrodenú pľúcnu anomáliu, pravdepodobne spôsobenú zložitosťou procesu klonovania, a v priebehu niekoľkých minút zomrela. Pokusy oživiť kozorožca iberského z buniek Celie boli pozastavené, ale bunky sú stále uložené zmrazené.
Je pravdepodobné, že jedného dňa budú vedci schopní prekódovať genóm slona na genóm mamuta a naklonovať ho. klietku osadením so slonicou matkou, samotný proces však môže zabrániť oživeniu mamuta rozvoj.
Klonovaný mamut narodený slonej matke (alebo umelá maternica, ktorú uprednostňuje George Church ako riešenie problému klonovania slonov) bude pravdepodobne vyzerať ako mamut.
Takmer všetci medzi svojimi známymi máme jednovaječné dvojčatá, a tak si predstavujeme, ako veľmi DNA ovplyvňuje vzhľad. Ale naše kamarátky dvojičky nie sú zameniteľné. Majú iné životné skúsenosti, iné stresory, iné stravovanie a iné prostredie... skrátka sú to úplne iní ľudia. Bude existovať mamut, ktorý prešiel slonou cestou vnútromaternicového vývoja, vychovaný slonmi, živený sloňou potravou a vlastniaci sloniu mikroflóru črevá, správať sa ako mamut - alebo je to stále ako slon?
Nezáleží na tom, samozrejme, ak je naším konečným cieľom vytvoriť slona s nejakými mamutími vlastnosťami, čo je pravdepodobne to, čo chceme. Ale ak chceme vytvoriť mamuta, musíme tiež obnoviť celý biotop mamuta, od počatia až po smrť. A toto prostredie, žiaľ, tiež vymrelo.
Kniha „The Life We Created“ búra aj mýty o genetickom inžinierstve. Beth Shapiro hovorí o tom, ako tento trend ovplyvňuje živočíšnu výrobu a pomáha chrániť ohrozené druhy pred vyhynutím.
Kúpte si knihuPrečítajte si tiež🐍
- Prebieha evolúcia? Ako sa ľudia zmenili od Darwina
- "Prežitie najschopnejších": 10 najznámejších mýtov o evolúcii
- „Hlavná vec pre život je smrť“: rozhovor s epigenetikom Sergejom Kiselevom