Lehetséges-e újjáéleszteni a mamutokat és más kihalt állatokat
Vegyes Cikkek / / May 13, 2023
Magyarázza az ősi DNS-specialista Beth Shapiro.
Beth Shapiro mamutok, dodók és más kihalt fajok DNS-ét kutatja. A The Life We Created című könyvében elmagyarázza, hogyan léptek kapcsolatba az emberek az állatokkal egész létezésük során: vadászták őket, háziasították és megvédték őket a kihalástól. A Corpus engedélyével a "Szándékos következmények" című fejezetből egy részletet közölünk arról, hogyan próbálják a tudósok feltámasztani a mamutokat.
A legtöbben, akik az ősi DNS területén dolgozunk, hozzászoktunk a kihalt fajok feltámasztásával kapcsolatos kérdésekhez – feltehetően a biotechnológia segítségével. Megtettük már ezt? Nem? Tehát milyen közel állnak a tudósok ehhez? Egyáltalán fel lehet támasztani egy kihalt fajt? Hogyan zajlik a helyreállítási folyamat? Mindig ugyanazt válaszolom – nem, még nem, aligha a közeljövőben.
Egy kihalt faj pontos másolatának elkészítése lehetetlen, és valószínűleg soha nem is lesz lehetséges.
De vannak olyan technológiák, amelyek egy nap valószínűleg lehetővé teszik számunkra, hogy újraélesztjük a kihalt fajok összetevőit – azok kihalt tulajdonságait.
Tegyük fel, hogy egy tudós úgy módosíthat egy elefántot, hogy hozzáad egy DNS-darabot, amely során keletkezett evolúció a mamutoknak és az elefántoknak szőrt növesztenek, és vastag bőr alatti zsírréteg alakul ki, aminek eredményeként képes lesz túlélni a sarkvidéki fagyokat. A csíkos farkú galambot módosítani lehet úgy, hogy tollazatszínében és farka alakjában utasgalambra hasonlítson. De vajon ezek a módosított elefántok és csíkos farkú galambok valódi mamutok és utasgalambok lesznek? Nem hiszem.
Miért nem tudjuk visszahozni a kihalt fajokat? Ezer oka van ennek kihalt fajok nehéz újraéleszteni: a tisztán technikai bonyolultságtól a fajok manipulálásával kapcsolatos etikai kérdésekig és környezeti kihívások, amelyek azzal kapcsolatosak, hogy a feltámasztott fajokat olyan környezetbe kell engedni, ahol nem voltak, valószínűleg már több tucat Ezer év. Néhány technikai probléma megoldható (madarak csíravonalának szerkesztése, elefánt embrió átültetése fogságban lévő anyába), másokat nem valószínű, hogy valaha is megoldanak (helyreállítják a kihalt gyapjas orrszarvú bélmikroflóráját, megtalálják Steller pótanyját tehén).
Vegyük például a mamutokat. Három kutatócsoportról tudok, amelyek jelenleg a mamutok újrateremtésén dolgoznak. Ezek közül kettőt Hwang Woo-seok, a dél-koreai Suam Biotechnológiai Kutatási Alapítvány, Akira Iritani vezetett. Kindai Egyetem Japánban - a mamutok klónozására, azaz újjáélesztésére törekszik egy olyan eljárással, amelynek leghíresebb eredménye az volt. születés dolly a bárány.
Mivel a klónozáshoz élő sejtekre van szükség, Hwang reméli, hogy megtalálja a túlélő mamutsejteket fagyasztott tetemekben, amelyek most (a globális felmelegedésnek köszönhetően) olvadnak a szibériai örökké örök fagy. […] Ennek a módszernek az a hátránya, hogy a fagyasztott mamuttetemekben nem lehetnek élő sejtek, mivel a sejtpusztulási folyamat azonnal megindul. a halál után. Az Iritani munkacsoport azonban elismeri, hogy nem valószínű, hogy élő mamutsejteket találunk, és a molekuláris sejtek felé fordul. biológia az elhalt mamutsejtek felélesztésére, vagy legalább olyan életszerűség elérésére, hogy klón. Iritani terve az, hogy kikényszerítse a fehérjéket a tojásból egerekA sérült DNS helyreállítására, a törött DNS helyreállítására tervezték mamutsejtekben.
2019-ben Iritani és munkatársai publikáltak egy tanulmányt, amelyben leírják, hogyan próbálták ezt megtenni egy Yuka nevű, különösen jól megőrzött mamuttetemből származó sejtekkel. Ezt a cikket a népszerű sajtó azonnal a mamut közelgő feltámadásának előhírnökeként emlegette, de a bizonyítékok mást sugallnak. Noha Yuka sejtjei feltűnően jól konzerváltak más mumifikált mamutokhoz képest, az egérfehérjék nem voltak túl sikeresek a sejt DNS-ének javításában.
A mamutokat lehetetlen klónozni, mert minden mamutsejt elhalt.
A harmadik csoportot, amely a mamutok újjáélesztését reméli, George Church, a Harvard Egyetem Wyss Biológiai Mérnöki Intézetének munkatársa vezeti. A tudósok elismerik, hogy a mamutok élő sejtjeit nem lehet megtalálni, mivel az utolsó mamutok több mint háromezer éve pusztultak el. Church azonban nem ért egyet azzal, hogy ez kizárja a lehetőséget feléleszt mamutok. Hangsúlyozza, hogy végtelen mennyiségű élő sejt áll rendelkezésünkre, szinte mamutokhoz - indiai elefántokhoz -, laboratóriumban termeszthető, és szintetikus eszközökkel szinte mamutból teljesen mamutmá alakítható biológia. Ebből a célból Church elindított egy programot a CRISPR segítségével DNS beillesztésére indiai elefántsejtekbe. apró változtatások (egyenként), amíg a sejt genomja pontosan megegyezik a genommal mamut.
fordulat genom elefántnak a mamut genomjába ijesztő méretű feladat. Az indiai elefántokhoz és a gyapjas mamutokhoz vezető vonalak több mint ötmillió évvel ezelőtt váltak el egymástól. Mivel a mamutmaradványok jól megőrződnek, az ősi DNS-sel dolgozó tudósok több genomot is képesek voltak rekonstruálni ezekből a maradványokból. Amikor összehasonlították őket az indiai elefántok genomjával, kiderült, hogy körülbelül egymillió genetikai különbségük van.
Ma már lehetetlen egyszerre millió módosítást végrehajtani egy sejt DNS-én – ezt a genomszerkesztésre rendelkezésre álló módszerek egyike sem teszi lehetővé. Ennyi változtatáshoz a genomot fizikailag egyszerre több töredékre kell bontani, ami egy potenciális katasztrófa, amelyből a sejt valószínűleg nem fog felépülni. Ráadásul minden módosításhoz (vagy módosításkészlethez) saját szerkesztési mechanizmus szükséges, és az összeset egyszerre a ketrecbe juttató kísérletek egyértelműen semmi jóra nem vezetnek.
Eddig a Church csoportja egy vagy több módosítást végez egyszerre, ügyelve arra, hogy azok elkészüljenek. helyesen, majd a megfelelő módosítással rendelkező cellákat veszi és a következő körnek veti alá szerkesztés. Amikor legutóbb megkérdeztem Church-től, hogy vannak, azt mondta, hogy a csapata hozzávetőleg 50-et vett fel módosítások, egyes géneket mamutvariánsokkal helyettesít, amelyek a vizsgálatok szerint a mamut inkább mamuthoz, mint elefánthoz hasonlít. Ma Church csapatának vannak élő sejtjei, amelyek klónozása esetén tartalmazzák azokat a genetikai utasításokat, amelyek visszaállítják a mamut egyes tulajdonságait. Ezek nem mamutsejtek, inkább mamutszerűek.
Lehetséges-e klónozni a mamut Church sejteket? A klónozási technológiák, különösen a háziállatok, például a juhok és a tehenek esetében, jelentősen javultak 2003 óta, amikor Dolly, a bárány megszületett. Más típusok esetében azonban sok időt fordítanak az összes szükséges részlet tisztázására: hogyan és mikor kell átvenni tojás, hogyan lehet ideális kultúrát létrehozni az embriók korai fejlődéséhez, mikor kell beültetni őket helyettesítővel anya. A fő akadály pedig az újraprogramozás szakasza, amikor a szomatikus sejt elfelejti, hogyan lehet a maga típusú sejt, és olyan típusú sejtté válik, amelyből egész állat lehet. Ezt a lépést ritkán hajtják végre helyesen – olyan ritka, hogy a klónozási kísérletek sikeressége alig haladja meg a 20%-ot még azon fajok esetében is, amelyeket a tudósok folyamatosan klónoznak.
Az elefántokat soha nem klónozták, részben azért, mert a klónozott elefántoknak nincs piaci rése.
A klónpiacunk belföldi állatok nőnek. A Boyalife Genomics biotechnológiai vállalat szarvasmarha klónozó gyárat épít Tiencsinben, és azt állítja évi egymillió klónozott wagyu tehenet tud majd felnevelni, hogy kielégítse a kínai marhahús iránti növekvő keresletet. piac.
Hwang cége, a Sooam Biotech készen áll az Ön klónozására kutyaszerűés a texasi ViaGen Petsben van egy kutyájuk, egy macskájuk és még egy szeretettjük is. ló. De valamiért kevesen próbálják klónozni szeretett elefántjukat.
Valószínűleg lehetetlen elefántot klónozni. Az elefántok hatalmas állatok, ennek megfelelően hatalmas szaporodási rendszerrel. Ez bonyolítja a klónozási folyamat kritikus lépéseit, például a tojás begyűjtését a nukleáris transzferhez. valamint egy fejlődő embrió bejuttatása egy béranya méhébe, mivel az elefántok szűzhártyája terhességek regenerálódik (van egy pici lyuk, amelybe a hím spermiumok bejutnak, de egy elefánt embrió számára ez jelentős és valószínűleg leküzdhetetlen akadály). Az indiai elefántok is veszélyeztetett fajok, ami azt jelenti, hogy ha ez a technológia még mindig nem haladja meg a tudomány lehetőségeit, akkor a legjobb az elefánttenyésztésben alkalmazni.
Még ha az elefántok klónozása technikailag (és etikailag) megvalósíthatóvá is válik, nem teljesen világos, hogy egy anyaelefánt ki tudja-e viselni a mamutbébiket.
Ötmillió év hosszú evolúciós idő, és a DNS közötti millió különbség sok. Lényegében az evolúciós különbség a mamutok és az indiai elefántok között nagyjából ugyanaz, mint az emberek és az indiai elefántok között. csimpánz. Nehéz elképzelni, hogy egy csimpánz anya embercsecsemőt hordjon (és fordítva).
Megtörtént, hogy a béranyák más-más fajhoz tartozó kölyköket hoztak létre, így az evolúciós távolság nem biztos, hogy ítéletet jelent. A házikutyák klónozott farkaskölyköket szültek, házi macskák - egészséges sztyeppei macskakölykök, és egy házi tehénnek egészséges klónozott gaur kölyök született.
Ezek a kísérletek bebizonyították azt, amit a tudósok a kezdetektől fogva gyanítottak: minél tovább fejlődött két faj kapcsolata, részt vesz a fajok közötti klónozásban, annál kisebb a siker valószínűsége a folyamat egyes szakaszaiban klónozás. A mai napig a legtávolabbi rokonok vesznek részt egy sikeres fajok közötti klónozási kísérletben egypúpú és kétpúpú tevék (dromedár és baktria), amelyek evolúciós útja körülbelül négymillió évvel ezelőtt vált el egymástól.
Az ilyen hosszú fejlődési időszak ellenére 2017-ben egy házi dromedár teve klónozott kettős púpos tevének adott életet. Ez nagyon ígéretes mind a baktriai tevék (ők szinte az elsők a veszélyeztetett nagyemlősök listáján), mind a természetvédelem szempontjából. a természet egésze, mert ez az esemény maga is rávilágít arra, hogy a fejlett klónozási technológiák hogyan fejlődtek, és hogy milyen fajok menthetők meg mód.
2003-ban egy nőstény ibériai kőszáli kecske született három évvel azután, hogy faja kihalt. Négy évvel korábban Alberto Fernandez-Arias által vezetett csoport, aki jelenleg a Vadászati, Halászati és az aragóniai spanyol autonómia vizes élőhelyein, összegyűjtötte Celia, a pireneusi kőszál utolsó egyedének sejtjeit, és alávetette őket. azonnali fagyasztóhogy ne sértse meg a DNS-t. Ezután Fernandez-Arias és kollégái több évet töltöttek a hegyi kecske újjáélesztésének stratégiájának kidolgozásával. Megpróbáltak tojásokat szedni, hogy klónozzák Celia sejtjeit más vadon élő hegyi kecskékből, de a vadon élő állatok nincsenek hozzászokva az emberekhez, és remekül tudnak menekülni, így kísérlet nem sikerült.
Szerencsére a házikecskéktől könnyebb volt tojást gyűjteni. A tudósok egy házikecske DNS-e helyett Celia fagyasztott szomatikus sejtjeinek DNS-ét juttatták be a tojásokba, majd 57 transzformált tojást ültettek be béranyába. Ezek a sejtek egy házikecske és egy pireneusi kőszál hibridei voltak. Hét embriót oltottak be, és egy nőstény élve született. Sajnos a klónozott nősténynek veleszületett tüdőrendellenessége volt, amelyet valószínűleg a klónozási folyamat bonyolultsága okozott, és perceken belül meghalt. Az ibériai kőszálak Celia sejtjéből való újraélesztésére irányuló kísérleteket felfüggesztették, de a sejteket továbbra is fagyasztva tárolják.
Valószínű, hogy egy nap a tudósok képesek lesznek átkódolni az elefánt genomját a mamut genomjába, és klónozni ezt egy ketrec azáltal, hogy anyelefántjával ülteti be, de maga a folyamat megakadályozhatja a mamut újjáéledését fejlesztés.
Egy elefánt anyától született klónozott mamut (vagy a George Church által az elefántklónozási probléma megoldásaként kedvelt mesterséges méh) valószínűleg mamutnak fog kinézni.
Ismerőseink közül szinte mindannyiunknak vannak egypetéjű ikrei, így elképzeljük, hogy a DNS mennyire befolyásolja a megjelenést. De az ikerbarátaink nem cserélhetők fel. Különböző élettapasztalatokkal, különböző stresszorokkal, eltérő étrenddel és más környezettel rendelkeznek… egyszóval teljesen más emberek. Lesz-e olyan mamut, amely bejárta az elefánt méhen belüli fejlődésének útját, elefántok nevelték fel, elefánttáppal táplálkoztak és elefánt mikroflórával rendelkeznek belek, viselkedj úgy, mint egy mamut – vagy mégis olyan, mint egy elefánt?
Természetesen nem számít, ha a végcélunk egy mamut tulajdonságokkal rendelkező elefánt létrehozása, valószínűleg ezt akarjuk. De ha mamutot akarunk létrehozni, akkor a mamut teljes élőhelyét is újra kell teremtenünk, a fogantatástól a halálig. És sajnos ez a környezet is kihalt.
A "The Life We Created" című könyv a géntechnológiával kapcsolatos mítoszokat is eloszlatja. Beth Shapiro arról beszél, hogy ez a tendencia hogyan befolyásolja az állattenyésztést, és hogyan segít megvédeni a veszélyeztetett fajokat a kihalástól.
Vegyél egy könyvetOlvassa el is🐍
- Folyik az evolúció? Hogyan változtak az emberek Darwin óta
- "A legalkalmasabbak túlélése": 10 leghíresebb mítosz az evolúcióról
- „Az élet fő dolga a halál”: interjú Szergej Kiselev epigenetikussal