Възможно ли е да се съживят мамути и други изчезнали животни
разни / / May 13, 2023
Обяснява специалистът по древна ДНК Бет Шапиро.
Бет Шапиро изследва ДНК на мамути, додо и други изчезнали видове. В „Животът, който създадохме“ тя обяснява как хората са взаимодействали с животните през цялото си съществуване: ловували са ги, опитомявали ги и са ги защитавали от изчезване. С разрешението на Corpus публикуваме откъс от главата „Предвидени последствия“ за това как учените се опитват да възкресят мамути.
Повечето от нас, които работят в областта на древната ДНК, сме свикнали с въпросите за възкресяването на изчезнали видове - вероятно с помощта на биотехнологиите. Направихме ли вече това? Не? Колко близо са учените до това? Възможно ли е изобщо да се възкреси изчезнал вид? Как протича процесът на възстановяване? Отговарям едно и също през цялото време - не, още не, едва ли в близко бъдеще.
Създаването на точно копие на изчезнал вид е невъзможно и най-вероятно никога няма да бъде възможно.
Но има технологии, които някой ден вероятно ще ни позволят да съживим компонентите на изчезнали видове - техните изчезнали характеристики.
Да кажем, че учен може да модифицира слон, като добави част от ДНК, възникнала по време на еволюция мамутите и слоновете ще пораснат косми и ще развият дебел слой подкожна мазнина, в резултат на което ще могат да оцелеят при арктическите студове. Възможно е да се модифицира раираният гълъб, така че да прилича на пътнически гълъб по цвят на оперението и форма на опашка. Но дали тези модифицирани слонове и гълъби с раирани опашки ще бъдат истински мамути и пътнически гълъби? Не мисля така.
Защо не можем да върнем изчезнали видове? Има хиляди причини защо изчезнали видове трудни за съживяване: от чисто технически сложности до етични въпроси относно манипулирането на видове и екологични предизвикателства, свързани с необходимостта от освобождаване на възкресени видове в среда, където не са били, вероятно вече десетки хиляда години. Някои технически проблеми могат да бъдат преодолени (редактиране на зародишната линия на птици, трансплантиране на ембрион на слон в пленена майка), други е малко вероятно някога да бъдат разрешени (възстановяване на чревната микрофлора на изчезналия вълнест носорог, намиране на сурогатна майка на Steller's крава).
Вземете например мамутите. Знам за три изследователски групи, които в момента работят върху пресъздаването на мамути. Две от тях бяха ръководени от Hwang Woo-seok от Южнокорейската фондация за биотехнологични изследвания Suam и водени от Akira Iritani от Университет Киндай в Япония - стремят се да клонират мамути, тоест да ги съживят чрез процес, най-известният резултат от който е раждане Доли овцата.
Тъй като клонирането изисква живи клетки, Хуанг се надява да намери живи клетки от мамут, които са оцелели в замразени трупове, които сега (благодарение на глобалното затопляне) се размразяват във вечния Сибир вечна замръзналост. […] Недостатъкът на този метод е, че в замразените трупове на мамут не може да има живи клетки, тъй като процесът на разпадане на клетките започва веднага след смъртта. Работната група Iritani обаче признава, че е малко вероятно да бъдат открити живи клетки от мамут и се обръща към молекулярните биология, за да съживи мъртвите клетки на мамут или поне да постигне такова подобие на живот, че да могат да бъдат клонинг. Планът на Иритани е да изтласка протеините от яйцата мишкипредназначени за възстановяване на увредена ДНК, възстановяване на счупена ДНК в клетки на мамут.
През 2019 г. Иритани и колеги публикуваха документ, описващ как се опитаха да направят това с клетки от особено добре запазен труп на мамут на име Юка. Тази статия веднага беше приветствана в популярната преса като предвестник на предстоящото възкресение на мамута, но доказателствата изглежда показват друго. Въпреки че клетките на Юка бяха забележително добре запазени в сравнение с тези на други мумифицирани мамути, мишите протеини не бяха много успешни при възстановяването на ДНК на клетката.
Невъзможно е да се клонират мамути, защото всички клетки на мамут са мъртви.
Трета група, която се надява да съживи мамутите, се ръководи от Джордж Чърч от Института за биологично инженерство Wyss към Харвардския университет. Учените признават, че няма да е възможно да се намерят живи клетки на мамути, като се има предвид, че последните мамути са умрели преди повече от три хиляди години. Чърч обаче не е съгласна, че това изключва възможността съживявам мамути. Той подчертава, че имаме на наше разположение безкраен запас от живи клетки, почти като мамутите - индийските слонове - които може да се отглежда в лаборатория и да се трансформира от почти мамут в напълно мамут със синтетични инструменти биология. За тази цел Чърч стартира програма за използване на CRISPR за вмъкване на ДНК в клетки на индийски слон. малки промени (една по една), докато геномът на клетката съвпадне точно с генома мамут.
завой геном слон в генома на мамута е задача с плашещи размери. Линиите, водещи до индийските слонове и вълнестите мамути, се разминават преди повече от пет милиона години. Тъй като останките на мамут са добре запазени, учените, работещи с древна ДНК, са успели да реконструират няколко генома от тези останки в тяхната цялост. Когато ги сравниха с геномите на индийските слонове, се оказа, че те имат около милион генетични разлики.
Днес е невъзможно да се направят милион модификации на ДНК на една клетка наведнъж - нито един от наличните методи за редактиране на генома не позволява това. За да се направят толкова много промени, ще трябва физически да се разбие геномът на много фрагменти едновременно, потенциална катастрофа, от която клетката едва ли ще се възстанови. В допълнение, всяка модификация (или набор от модификации) изисква собствен механизъм за редактиране и опитите да бъдат доставени всички в клетката наведнъж очевидно няма да завършат с нищо добро.
Досега групата на Чърч прави една или повече модификации наведнъж, като се уверява, че са готови. правилно и след това взема клетките с правилната модификация и ги подлага на следващия кръг редактиране. Последният път, когато попитах Чърч как се справят, той каза, че екипът му е добавил около 50 модификации, заменяйки някои от гените с варианти на мамут, което според проучванията кара мамута да прилича повече на мамут, отколкото на слон. Днес екипът на Чърч разполага с живи клетки, които, ако бъдат клонирани, ще съдържат генетичните инструкции, които възстановяват някои от чертите на мамута. Това не са клетки на мамут, а по-скоро подобни на мамут.
Възможно ли е да се клонират мамутски клетки на Църквата? Технологиите за клониране, особено за домашни животни като овце и крави, се подобриха значително от 2003 г., когато се роди овцата Доли. При други видове обаче се отделя много време за изясняване на всички необходими подробности: как и кога да вземете яйца, как да създадем идеална култура за ранно развитие на ембриони, кога да ги имплантираме със сурогат майка. И основната пречка е етапът на препрограмиране, при който соматичната клетка забравя как да бъде клетка от своя тип и се превръща в клетка от типа, който може да стане цяло животно. Тази стъпка рядко се извършва правилно – толкова рядко, че успеваемостта на опитите за клониране едва надхвърля 20%, дори за видове, които учените клонират през цялото време.
Слоновете никога не са били клонирани, отчасти защото няма пазарна ниша за клонирани слонове.
Нашият пазар за клонинги домашни животните растат. Биотехнологичната компания Boyalife Genomics изгражда фабрика за клониране на едър рогат добитък в Тиендзин и твърди, че тя ще може да отглежда милион клонирани крави wagyu годишно, за да отговори на нарастващото търсене на китайско говеждо месо. пазар.
Компанията на Hwang Sooam Biotech е готова да клонира вашия кученце, а във ViaGen Pets, базирана в Тексас, имат куче, котка и дори любим кон. Но по някаква причина малко хора се стремят да клонират любимия си слон.
Вероятно е невъзможно да се клонира слон. Слоновете са огромни животни със съответно огромна репродуктивна система. Това усложнява критичните стъпки в процеса на клониране, като събирането на яйцеклетка за ядрен трансфер. и въвеждането на развиващ се ембрион в матката на сурогатна майка, тъй като хименът при слоновете е между бременности регенерира (има малка дупчица, в която влиза мъжката сперма, но за ембриона на слон това е значителна и вероятно непреодолима пречка). Индийските слонове също са застрашен вид, което означава, че ако тази технология все още не е извън възможностите на науката, би било най-добре да се приложи в отглеждането на слонове.
Дори ако клонирането на слонове стане технически (и етично) осъществимо, не е напълно ясно дали една майка слон може да роди бебе мамут.
Пет милиона години са дълго еволюционно време, а милион разлики между ДНК са много. По същество еволюционната разлика между мамутите и индийските слонове е приблизително същата като между хората и шимпанзе. Трудно е да си представим майка шимпанзе да носи човешко бебе (и обратното).
Случвало се е сурогатни майки успешно да създадат малки от различен вид, така че еволюционната дистанция може да не е присъда. Домашни кучета родиха клонирани вълчета, домашни котки - здрави степни котки, а една домашна крава роди здраво клонирано гаурче.
Тези експерименти доказаха това, което учените подозираха от самото начало: колкото по-голяма е връзката между два вида, участващи в междувидово клониране, толкова по-малка е вероятността за успех на всеки етап от процеса клониране. Към днешна дата най-далечните роднини, участващи в успешен експеримент за междувидово клониране, са едногърби и двугърби камили (дромедар и бактриан), чиито еволюционни пътища са се разделили преди около четири милиона години.
Въпреки толкова дългия еволюционен период, през 2017 г. домашна едногърба камила роди клонирана двугърба камила. Това е много обещаващо както за двугърбите камили (те са почти първите в списъка на едрите бозайници, застрашени от изчезване), така и за опазването им. природата като цяло, тъй като самото това събитие подчертава колко напреднали технологии за клониране са напреднали и как гамата от видове, които могат да бъдат спасени чрез такива методи.
През 2003 г. женски иберийски козирог се роди три години след изчезването на вида му. Четири години по-рано група, ръководена от Алберто Фернандес-Ариас, който сега е ръководител на Министерството на лова, риболова и влажни зони на испанската автономия Арагон, събра клетките на Селия, последният индивид от пиренейския козирог, и ги подложи на моментално замразяванеза да не се увреди ДНК. След това Фернандес-Ариас и колегите му прекарват няколко години в разработването на стратегия за възраждането на планинската коза. Те се опитаха да вземат яйца, за да клонират клетките на Силия от други диви планински кози, но дивите животни не са свикнали с хората и са страхотни в бягството, така че експеримент се провали.
За щастие беше по-лесно да се събират яйца от домашни кози. Вместо ДНК на домашна коза, учените въведоха в яйцеклетките ДНК на замразени соматични клетки на Силия, след което 57 трансформирани яйцеклетки бяха имплантирани в сурогатни майки. Тези клетки са били хибриди на домашна коза и пиренейски козирог. Седем ембриона са присадени и едно женско е родено живо. Уви, клонираната женска имаше вродена белодробна аномалия, вероятно причинена от сложността на процеса на клониране, и тя почина за минути. Опитите за съживяване на иберийския козирог от клетките на Силия са спрени, но клетките все още се съхраняват замразени.
Вероятно някой ден учените ще могат да прекодират генома на слона в генома на мамута и да го клонират клетка, като я засадите с нейната майка слон, но самият процес може да попречи на съживяването на мамут развитие.
Клониран мамут, роден от майка слон (или изкуствената утроба, предпочитана от Джордж Чърч като решение на проблема с клонирането на слонове), вероятно ще изглежда като мамут.
Почти всички от нашите познати имаме еднояйчни близнаци, така че си представяме колко много ДНК влияе на външния вид. Но нашите приятели близнаци не са взаимозаменяеми. Те имат различен житейски опит, различни стресори, различни диети и различна среда… накратко, те са напълно различни хора. Ще има ли мамут, преминал през слонския път на вътрематочно развитие, отгледан от слонове, хранен със слонска храна и притежаващ слонска микрофлора червата, се държи като мамут - или все пак е като слон?
Няма значение, разбира се, дали нашата крайна цел е да създадем слон с някои черти на мамут, което вероятно е това, което искаме. Но ако искаме да създадем мамут, ние също трябва да пресъздадем цялото местообитание на мамута, от зачеването до смъртта. И тази среда, уви, също замря.
Книгата "Животът, който създадохме" развенчава и митовете за генното инженерство. Бет Шапиро говори за това как тази тенденция засяга животновъдството и помага за защитата на застрашените видове от изчезване.
Купете книгаПрочетете също🐍
- Продължава ли еволюцията? Как хората са се променили след Дарвин
- „Оцеляване на най-силния“: 10 най-известни мита за еволюцията
- „Основното нещо за живота е смъртта“: интервю с епигенетика Сергей Киселев