Vai ir iespējams atdzīvināt mamutus un citus izmirušos dzīvniekus

Beta Šapiro pēta mamutu, dodo un citu izmirušu sugu DNS. Grāmatā The Life We Created viņa skaidro, kā cilvēki ir mijiedarbojušies ar dzīvniekiem visu to pastāvēšanas laiku: tos medījuši, pieradinājuši un pasargājuši no izzušanas. Ar Corpus atļauju publicējam fragmentu no nodaļas "Paredzētās sekas" par to, kā zinātnieki mēģina augšāmcelt mamutus.

Lielākā daļa no mums, kas strādājam senās DNS jomā, ir pieraduši pie jautājumiem par izmirušo sugu augšāmcelšanos – domājams, ar biotehnoloģiju palīdzību. Vai mēs to jau esam izdarījuši? Nē? Tātad, cik tuvu tam ir zinātnieki? Vai vispār ir iespējams augšāmcelt izmirušu sugu? Kā notiek atveseļošanās process? Es visu laiku atbildu vienu un to pašu - nē, pagaidām nē, diez vai tuvākajā laikā.

Izveidot precīzu izmirušas sugas kopiju nav iespējams un, visticamāk, arī nekad nebūs iespējams.

Taču ir tehnoloģijas, kas, iespējams, kādreiz ļaus mums atdzīvināt izmirušo sugu sastāvdaļas – to izmirušās pazīmes.

Pieņemsim, ka zinātnieks var pārveidot ziloni, pievienojot DNS gabalu, kas radās laikā

evolūcija mamutiem un ziloņiem ataugs mati un izveidosies biezs zemādas tauku slānis, kā rezultātā tas spēs pārdzīvot arktiskos sals. Svītraino balodi iespējams modificēt tā, lai tas pēc apspalvojuma krāsas un astes formas atgādinātu pasažiera balodi. Bet vai šie pārveidotie ziloņi un svītrainie baloži būs īsti mamuti un pasažieru baloži? ES tā nedomāju.

Kāpēc mēs nevaram atgriezt izmirušās sugas? Ir tūkstoš iemeslu, kāpēc izmirušas sugas grūti atdzīvināt: no tīri tehniskas sarežģītības līdz ētiskiem jautājumiem par manipulācijām ar sugām un vides izaicinājumi, kas saistīti ar nepieciešamību atbrīvot augšāmceltas sugas vidē, kur tās nebija, iespējams, jau desmitiem tūkstoš gadus. Dažas tehniskas problēmas var pārvarēt (putnu dīgļu līnijas rediģēšana, ziloņa embrija pārstādīšana nebrīvē turētā mātē), citi diez vai kādreiz tiks atrisināti (atjaunot izmirušā vilnas degunradžu zarnu mikrofloru, atrast Stellera surogātmāti govs).

Ņemiet, piemēram, mamutus. Es zinu trīs pētniecības grupas, kas šobrīd strādā pie mamutu atjaunošanas. Divus no tiem vadīja Hvangs Vū-soks no Dienvidkorejas Suamas Biotehnoloģijas pētniecības fonda un Akira Iritani no Dienvidkorejas. Kindai universitāte Japānā - mēģiniet klonēt mamutus, tas ir, atdzīvināt tos, izmantojot procesu, kura slavenākais rezultāts bija dzimšanas lelle aita.

Tā kā klonēšanai ir nepieciešamas dzīvas šūnas, Hvangs cer atrast dzīvas mamuta šūnas, kas ir izdzīvojušas sasaldētos liemeņos, kas tagad (pateicoties globālajai sasilšanai) Sibīrijā atkausē mūžīgi mūžīgais sasalums. […] Šīs metodes trūkums ir tāds, ka sasalušajos mamuta līķos nevar būt dzīvu šūnu, jo nekavējoties sākas šūnu sabrukšanas process. pēc nāves. Tomēr Iritani darba grupa atzīst, ka maz ticams, ka dzīvas mamuta šūnas tiks atrastas, un pievēršas molekulārai. bioloģiju, lai atdzīvinātu mirušās mamuta šūnas vai vismaz panāktu tādu dzīvības izskatu, ka tās varētu būt klons. Iritani plāns ir izspiest olbaltumvielas no olām pelēmizstrādāts, lai labotu bojātu DNS, rekonstruētu šķelto DNS mamuta šūnās.

2019. gadā Iritani un kolēģi publicēja rakstu, kurā aprakstīts, kā viņi mēģināja to izdarīt ar šūnām no īpaši labi saglabājuša mamuta liemeņa ar nosaukumu Juka. Šis raksts populārajā presē nekavējoties tika slavēts kā vēstnesis par mamuta nenovēršamo augšāmcelšanos, taču šķiet, ka pierādījumi liecina par pretējo. Lai gan Jukas šūnas bija ļoti labi saglabājušās, salīdzinot ar citu mumificēto mamutu šūnām, peles proteīniem nebija pārāk sekmīgi labot šūnas DNS.

Mamutus nav iespējams klonēt, jo visas mamutu šūnas ir mirušas.

Trešo grupu, kas cer atdzīvināt mamutus, vada Džordžs Čērcis no Hārvardas universitātes Wyss Bioloģiskās inženierijas institūta. Zinātnieki atzīst, ka nebūs iespējams atrast dzīvas mamutu šūnas, ņemot vērā, ka pēdējie mamuti nomira pirms vairāk nekā trīs tūkstošiem gadu. Tomēr Baznīca nepiekrīt, ka tas izslēdz iespēju atdzīvināt mamuti. Viņš uzsver, ka mūsu rīcībā ir bezgalīgs dzīvu šūnu krājums gandrīz kā mamutiem - Indijas ziloņiem -, kas var audzēt laboratorijā un ar sintētiskiem instrumentiem pārveidot no gandrīz mamuta līdz pilnīgi mamutam bioloģija. Šim nolūkam Church uzsāka programmu, lai izmantotu CRISPR DNS ievietošanai Indijas ziloņu šūnās. nelielas izmaiņas (pa vienai), līdz šūnas genoms precīzi sakrīt ar genomu mamuts.

pagrieziens genoms ziloņa iekļaušana mamuta genomā ir biedējošs uzdevums. Līnijas, kas ved uz Indijas ziloņiem un vilnas mamutiem, šķīrās pirms vairāk nekā pieciem miljoniem gadu. Tā kā mamuta atliekas ir labi saglabājušās, zinātnieki, kas strādā ar seno DNS, ir spējuši pilnībā rekonstruēt vairākus genomus no šīm atliekām. Salīdzinot tos ar Indijas ziloņu genomiem, izrādījās, ka tiem ir aptuveni miljons ģenētisko atšķirību.

Mūsdienās nav iespējams veikt miljonu modifikāciju šūnas DNS uzreiz - neviena no pieejamajām genoma rediģēšanas metodēm to neļauj. Lai veiktu tik daudz izmaiņu, genoms būtu fiziski jāsadala daudzos fragmentos vienlaikus, kas ir potenciāla katastrofa, no kuras šūna, visticamāk, neatgūsies. Turklāt katrai modifikācijai (vai modifikāciju kopai) ir nepieciešams savs rediģēšanas mehānisms, un mēģinājumi tās visas uzreiz nogādāt būrī nepārprotami beigsies ar neko labu.

Līdz šim Baznīcas grupa vienlaikus veic vienu vai vairākas modifikācijas, pārliecinoties, ka tās ir izdarītas. pareizi, un pēc tam paņem šūnas ar pareizo modifikāciju un pakļauj tām nākamajai kārtai rediģēšana. Pēdējo reizi, kad es vaicāju Čērčai, kā viņiem klājas, viņš teica, ka viņa komanda ir pievienojusi apmēram 50 modifikācijas, aizstājot dažus no gēniem ar mamutu variantiem, kas, kā liecina pētījumi, liek mamutam vairāk izskatīties pēc mamuta nekā ziloņa. Mūsdienās Baznīcas komandai ir dzīvas šūnas, kurās, ja tās tiek klonētas, būs ģenētiskās instrukcijas, kas atjauno dažas mamuta īpašības. Tās nav mamuta šūnas, bet drīzāk mamutam līdzīgas.

Vai ir iespējams klonēt mamutu baznīcas šūnas? Klonēšanas tehnoloģijas, īpaši attiecībā uz mājdzīvniekiem, piemēram, aitām un govīm, ir ievērojami uzlabojušās kopš 2003. gada, kad piedzima aita Dollija. Tomēr citu veidu gadījumā daudz laika tiek pavadīts visu nepieciešamo detaļu noskaidrošanai: kā un kad paņemt olas, kā izveidot ideālu kultūru agrīnai embriju attīstībai, kad tiem implantēt surogātu māte. Un galvenais šķērslis ir pārprogrammēšanas stadija, kurā somatiskā šūna aizmirst, kā būt sava tipa šūnai, un pārvēršas par tāda tipa šūnu, kas var kļūt par veselu dzīvnieku. Šis solis reti tiek veikts pareizi — tik reti, ka klonēšanas mēģinājumu panākumu līmenis tik tikko pārsniedz 20%, pat sugām, kuras zinātnieki klonē visu laiku.

Ziloņi nekad nav klonēti, daļēji tāpēc, ka klonētajiem ziloņiem nav nišas.

Mūsu klonu tirgus iekšzemes dzīvnieki aug. Biotehnoloģiju uzņēmums Boyalife Genomics būvē liellopu klonēšanas rūpnīcu Tjandzjinā un apgalvo, ka tā dara gadā tā varēs izaudzēt miljonu klonētu wagyu govju, lai apmierinātu pieaugošo pieprasījumu pēc Ķīnas liellopu gaļas. tirgus.

Hwang uzņēmums Sooam Biotech ir gatavs klonēt jūsu sunītis, un ViaGen Pets, kas atrodas Teksasā, viņiem ir suns, kaķis un pat mīļotā zirgs. Bet kādu iemeslu dēļ daži cilvēki cenšas klonēt savu mīļoto ziloni.

Iespējams, ka nav iespējams klonēt ziloni. Ziloņi ir milzīgi dzīvnieki ar attiecīgi milzīgu reproduktīvo sistēmu. Tas sarežģī klonēšanas procesa kritiskos posmus, piemēram, olšūnas novākšanu kodola pārnešanai. un jaunattīstības embrija ievadīšana surogātmātes dzemdē, jo ziloņu himēna ir starp grūtniecības atjaunojas (tajā ir niecīgs caurums, kurā iekļūst vīrieša sperma, bet ziloņa embrijam tas ir nozīmīgs un, iespējams, nepārvarams šķērslis). Arī Indijas ziloņi ir apdraudēta suga, kas nozīmē, ka, ja šī tehnoloģija joprojām nav ārpus zinātnes iespējām, vislabāk to būtu izmantot ziloņu audzēšanā.

Pat ja ziloņu klonēšana kļūst tehniski (un ētiski) iespējama, nav pilnīgi skaidrs, vai ziloņu māte var nēsāt mamuta mazuli.

Pieci miljoni gadu ir ilgs evolūcijas laiks, un miljons atšķirību starp DNS ir daudz. Būtībā evolucionārā atšķirība starp mamutiem un Indijas ziloņiem ir aptuveni tāda pati kā starp cilvēkiem un šimpanze. Ir grūti iedomāties šimpanzes māti, kas nēsā cilvēka mazuli (un otrādi).

Ir gadījies, ka surogātmātes ir veiksmīgi radījušas dažādas sugas mazuļus, tāpēc evolūcijas attālums var nebūt spriedums. Mājas suņiem dzemdēja klonētus vilku mazuļus, mājas kaķi - veseli stepju kaķu mazuļi, un vienai mājas govs piedzima veselīgs klonēts gauras mazulis.

Šie eksperimenti pierādīja to, par ko zinātniekiem bija aizdomas jau pašā sākumā: jo tālāk attiecības starp divām sugām, iesaistīti starpsugu klonēšanā, jo mazāka ir panākumu iespējamība katrā procesa posmā klonēšana. Līdz šim vistālākie radinieki, kas iesaistīti veiksmīgā starpsugu klonēšanas eksperimentā, ir vienkupru un divkupru kamieļi (dromedārs un baktriāns), kuru evolūcijas ceļi šķīrās pirms aptuveni četriem miljoniem gadu.

Neskatoties uz tik ilgu evolūcijas periodu, 2017. gadā mājas dromedārs kamielis dzemdēja klonētu dubultkupra kamieli. Tas ir ļoti daudzsološi gan baktriju kamieļiem (tie ir gandrīz pirmie apdraudēto lielo zīdītāju sarakstā), gan saglabāšanai. dabu kopumā, jo šis pasākums pats par sevi uzsver, cik progresīvas klonēšanas tehnoloģijas ir attīstījušās un cik daudz sugu var glābt ar šādu palīdzību. metodes.

2003. gadā trīs gadus pēc tās sugas izzušanas piedzima Ibērijas mežāzis. Pirms četriem gadiem grupa, kuru vadīja Alberto Fernandess-Ariass, kurš tagad ir Medību, zvejniecības un ministrijas vadītājs. Spānijas Aragonas autonomijas mitrājus, savāca Sīlijas, pēdējā Pireneju mežāza indivīda, šūnas un pakļāva tām acumirklī sasalšanalai nesabojātu DNS. Pēc tam Fernandess-Ariass un viņa kolēģi vairākus gadus pavadīja, izstrādājot stratēģiju kalnu kazas atdzimšanai. Viņi mēģināja ņemt olas, lai klonētu Sēlijas šūnas no citām savvaļas kalnu kazām, taču savvaļas dzīvnieki nav pieraduši pie cilvēkiem un lieliski izbēg, tāpēc eksperiments neizdevās.

Par laimi, mājas kazu olas bija vieglāk savākt. Mājas kazas DNS vietā zinātnieki olās ievadīja Sīlijas sasalušo somatisko šūnu DNS, pēc tam 57 transformētas olas tika implantētas surogātmātēm. Šīs šūnas bija mājas kazas un Pireneju mežāza hibrīdi. Tika uzpotēti septiņi embriji un viena mātīte piedzima dzīva. Diemžēl klonētajai mātītei bija iedzimta plaušu anomālija, ko, iespējams, izraisīja klonēšanas procesa sarežģītība, un viņa nomira dažu minūšu laikā. Mēģinājumi atdzīvināt Ibērijas mežāzi no Sīlijas šūnām ir apturēti, taču šūnas joprojām tiek glabātas sasaldētas.

Iespējams, ka kādreiz zinātnieki spēs pārkodēt ziloņa genomu mamuta genomā un to klonēt būris, stādot to kopā ar ziloņu māti, taču pats process var novērst mamuta atdzimšanu attīstību.

Klonēts mamuts, kas piedzimis ziloņa mātei (vai mākslīgā dzemde, ko Džordža Čērča iecienīja kā risinājumu ziloņu klonēšanas problēmai), iespējams, izskatīsies pēc mamuta.

Gandrīz visiem mums starp mūsu paziņām ir identiski dvīņi, tāpēc mēs iedomājamies, cik ļoti DNS ietekmē izskatu. Bet mūsu draugi dvīņi nav savstarpēji aizvietojami. Viņiem ir atšķirīga dzīves pieredze, dažādi stresa faktori, dažādas diētas un atšķirīga vide… īsi sakot, viņi ir pilnīgi atšķirīgi cilvēki. Vai būs mamuts, kurš izgājis ziloņa intrauterīnās attīstības ceļu, audzis ar ziloņiem, barojies ar ziloņu barību un kam piemīt ziloņu mikroflora zarnas, uzvedies kā mamuts - vai tomēr tas ir kā zilonis?

Protams, tas nav svarīgi, ja mūsu gala mērķis ir izveidot ziloni ar dažām mamuta iezīmēm, ko mēs, iespējams, vēlamies. Bet, ja mēs gatavojamies izveidot mamutu, mums ir arī jāatjauno visa mamuta dzīvotne no ieņemšanas līdz nāvei. Un šī vide, diemžēl, arī izmira.

Grāmata "Dzīve, ko radījām" arī kliedē mītus par gēnu inženieriju. Beta Šapiro stāsta par to, kā šī tendence ietekmē lopkopību un palīdz aizsargāt apdraudētās sugas no izzušanas.

Pērciet grāmatu