Je možné oživit mamuty a další vyhynulá zvířata

Beth Shapiro zkoumá DNA mamutů, dodos a dalších vyhynulých druhů. V The Life We Created vysvětluje, jak lidé komunikovali se zvířaty po celou dobu své existence: lovili je, domestikovali je a chránili je před vyhynutím. Se svolením Corpusu zveřejňujeme úryvek z kapitoly "Zamýšlené důsledky" o tom, jak se vědci snaží vzkřísit mamuty.

Většina z nás, kteří pracujeme v oblasti starověké DNA, je zvyklá na otázky o vzkříšení vyhynulých druhů – pravděpodobně s pomocí biotechnologie. Už jsme to udělali? Ne? Jak blízko jsou tedy vědci k tomu? Je vůbec možné vzkřísit vyhynulý druh? Jak probíhá proces obnovy? Odpovídám pořád to samé – ne, zatím ne, v nejbližší době sotva.

Vytvoření přesné kopie vyhynulého druhu je nemožné a s největší pravděpodobností nikdy nebude možné.

Existují ale technologie, které nám pravděpodobně jednou umožní oživit složky vyhynulých druhů – jejich vyhynulé rysy.

Řekněme, že vědec dokáže upravit slona přidáním kousku DNA, který vznikl během

vývoj mamutům a slonům narostou chlupy a vytvoří se jim silná vrstva podkožního tuku, v důsledku čehož bude schopen přežít arktické mrazy. Holuba pruhovaného je možné upravit tak, aby barvou opeření a tvarem ocasu připomínal osobního holuba. Budou ale tito upravení sloni a pruhovaní holubi skutečnými mamuty a osobními holuby? Nemyslím si.

Proč nemůžeme přivézt vyhynulé druhy zpět? Existuje tisíc důvodů proč vyhynulý druh těžko oživit: od čistě technických složitostí až po etické otázky o manipulaci s druhy a environmentální výzvy spojené s potřebou vypustit vzkříšené druhy do prostředí, kde nebyly, pravděpodobně již desítky tisíc let. Některé technické problémy lze překonat (úprava zárodečné linie ptáků, transplantace sloního embrya do matky v zajetí), jiné se pravděpodobně nikdy nevyřeší (obnovte střevní mikroflóru vyhynulého nosorožce srstnatého, najděte náhradní matku Stellerova kráva).

Vezměte si například mamuty. Vím o třech výzkumných skupinách, které v současné době pracují na obnově mamutů. Dva z nich vedl Hwang Woo-seok z Jihokorejské nadace pro biotechnologický výzkum Suam a vedl Akira Iritani z Kindai University v Japonsku – snaží se klonovat mamuty, tedy oživit je procesem, jehož nejznámějším výsledkem byl narození dolly ovce.

Protože klonování vyžaduje živé buňky, Hwang doufá, že najde živé mamutí buňky, které přežily ve zmrzlých zdech, které nyní (díky globálnímu oteplování) rozmrazují sibiřskou věčnost permafrost. […] Nevýhodou této metody je, že ve zmrazených mrtvolách mamuta nemohou být žádné živé buňky, protože proces rozpadu buněk začíná okamžitě po smrti. Pracovní skupina Iritani však uznává, že je nepravděpodobné, že by se našly živé mamutí buňky, a obrací se na molekulární biologie s cílem oživit mrtvé mamutí buňky nebo alespoň dosáhnout takového zdání života, aby mohly být klon. Iritaniho plán je vytlačit bílkoviny z vajíček myšinavržený k opravě poškozené DNA, rekonstrukci porušené DNA v mamutích buňkách.

V roce 2019 Iritani a kolegové publikovali článek popisující, jak se to pokusili udělat s buňkami z obzvláště dobře zachované mrtvoly mamuta jménem Yuka. Tento článek byl okamžitě oslavován v populárním tisku jako předzvěst brzkého vzkříšení mamuta, ale zdá se, že důkazy naznačují opak. Ačkoli buňky Yuky byly pozoruhodně dobře zachovány ve srovnání s buňkami jiných mumifikovaných mamutů, myší proteiny nebyly příliš úspěšné při opravě buněčné DNA.

Je nemožné klonovat mamuty, protože všechny mamutí buňky jsou mrtvé.

Třetí skupinu, která doufá v oživení mamutů, vede George Church z Wyssova institutu biologického inženýrství na Harvardově univerzitě. Vědci připouštějí, že nebude možné najít živé buňky mamutů, vzhledem k tomu, že poslední mamuti zemřeli před více než třemi tisíci lety. Church však nesouhlasí s tím, že to vylučuje možnost oživit mamuti. Zdůrazňuje, že máme k dispozici nekonečnou zásobu živých buněk téměř jako mamuti – indičtí sloni – kteří mohou být pěstovány v laboratoři a přeměněny z téměř mamuta na plně mamuta pomocí syntetických nástrojů biologie. Za tímto účelem Church spustil program využívající CRISPR k vkládání DNA do buněk slona indického. malé změny (jedna po druhé), dokud se genom buňky přesně neshoduje s genomem mamut.

otočit se genom slona do mamutího genomu je úkol skličujících rozměrů. Linie vedoucí k indickým slonům a srstnatým mamutům se před více než pěti miliony let rozcházely. Vzhledem k tomu, že pozůstatky mamuta jsou dobře zachovány, vědci pracující se starověkou DNA dokázali z těchto pozůstatků rekonstruovat několik genomů v jejich celistvosti. Když je porovnali s genomy indických slonů, ukázalo se, že mají asi milion genetických rozdílů.

Dnes je nemožné udělat milion úprav DNA buňky najednou – žádná z dostupných metod úpravy genomu to neumožňuje. Provést tolik změn by muselo fyzicky rozbít genom na mnoho fragmentů současně, což je potenciální katastrofa, ze které se buňka pravděpodobně nevzpamatuje. Každá modifikace (nebo sada modifikací) navíc vyžaduje svůj vlastní editační mechanismus a pokusy doručit je všechny najednou do klece zjevně neskončí ničím dobrým.

Churchova skupina zatím provádí jednu nebo více modifikací najednou, aby se ujistila, že jsou hotové. správně a poté vezme buňky se správnou úpravou a podrobí je dalšímu kolu editace. Když jsem se naposled zeptal Churche, jak se jim daří, řekl, že jeho tým přidal asi 50 modifikace, nahrazující některé geny mamutími variantami, které studie ukazují, že mamut vypadá spíše jako mamut než slon. Dnes má Churchův tým živé buňky, které, pokud budou klonovány, budou obsahovat genetické instrukce, které obnoví některé vlastnosti mamuta. Nejedná se o mamutí buňky, ale spíše mamutovité.

Je možné naklonovat mamutí církevní buňky? Technologie klonování, zejména pro domácí zvířata, jako jsou ovce a krávy, se od roku 2003, kdy se narodila ovce Dolly, výrazně zlepšily. V případě jiných typů se však mnoho času stráví ujasněním všech potřebných podrobností: jak a kdy vyzvednout vajíčka, jak vytvořit ideální kulturu pro raný vývoj embryí, kdy je implantovat náhradní matka. A hlavní překážkou je fáze přeprogramování, ve které somatická buňka zapomene, jak být buňkou svého typu, a promění se v buňku typu, ze kterého se může stát celé zvíře. Tento krok se málokdy provede správně – je tak vzácný, že úspěšnost pokusů o klonování sotva přesáhne 20 %, a to i u druhů, které vědci neustále klonují.

Sloni nebyli nikdy klonováni, částečně proto, že pro klonované slony neexistuje mezera na trhu.

Náš klonový trh domácí zvířata rostou. Biotechnologická společnost Boyalife Genomics staví továrnu na klonování dobytka v Tianjinu a tvrdí bude schopen chovat milion klonovaných krav wagyu ročně, aby uspokojil rostoucí poptávku po čínském hovězím mase. trh.

Hwangova společnost Sooam Biotech je připravena naklonovat váš psía ve ViaGen Pets se sídlem v Texasu mají psa, kočku a dokonce i milenku kůň. Ale z nějakého důvodu se jen málo lidí snaží naklonovat svého milovaného slona.

Naklonovat slona je asi nemožné. Sloni jsou obrovská zvířata s odpovídajícím obrovským reprodukčním systémem. To komplikuje kritické kroky v procesu klonování, jako je sklizeň vajíčka pro přenos jádra. a zavedení vyvíjejícího se embrya do dělohy náhradní matky, protože panenská blána u slonů je mezi těhotenství regeneruje (má malý otvor, do kterého vstupuje samčí sperma, ale pro sloní embryo je to významná a pravděpodobně nepřekonatelná překážka). Sloni indičtí jsou také ohroženým druhem, což znamená, že pokud tato technologie stále není nad možnosti vědy, bylo by nejlepší ji aplikovat na chov slonů.

I když se klonování slonů stane technicky (a eticky) proveditelné, není zcela jasné, zda sloní matka snese mamutí mládě.

Pět milionů let je dlouhá evoluční doba a milion rozdílů mezi DNA je hodně. V podstatě je evoluční rozdíl mezi mamuty a indickými slony přibližně stejný jako mezi lidmi a šimpanz. Těžko si představit šimpanzí matku, která nosí lidské mládě (a naopak).

Stalo se, že náhradní matky úspěšně odchovaly mláďata jiného druhu, takže evoluční vzdálenost nemusí být verdikt. Domácím psům se narodila klonovaná vlčata, domácí kočky - zdravá mláďata stepních koček a jedné domácí krávě se narodilo zdravé klonované mládě gaura.

Tyto experimenty prokázaly to, co vědci tušili od samého začátku: čím dále je vztah mezi dvěma druhy, podílí na mezidruhovém klonování, tím nižší je pravděpodobnost úspěchu v každé fázi procesu klonování. K dnešnímu dni jsou nejvzdálenějšími příbuznými zapojenými do úspěšného mezidruhového klonovacího experimentu jednohrbí a dvouhrbí velbloudi (dromedár a dvouhrbý), jejichž evoluční cesty se rozešly asi před čtyřmi miliony let.

I přes tak dlouhé evoluční období se v roce 2017 domácímu velbloudovi dromedárovi narodil klonovaný velbloud dvouhrbý. To je velmi slibné jak pro dvouhrbé velbloudy (jsou téměř první v seznamu ohrožených velkých savců), tak pro ochranu přírody. přírodu jako celek, protože tato událost sama o sobě zdůrazňuje, jak pokročilé klonovací technologie pokročily a jak rozsah druhů, které mohou být takto zachráněny, metody.

V roce 2003 se narodila samice kozorožce iberského tři roky poté, co její druh vyhynul. O čtyři roky dříve skupina vedená Albertem Fernandez-Ariasem, který je nyní šéfem ministerstva lovu, rybolovu a mokřady španělské autonomie Aragona, shromáždil buňky Celie, posledního jedince pyrenejského kozorožce, a podrobil je okamžitý zmrazeníaby nedošlo k poškození DNA. Poté Fernandez-Arias a jeho kolegové několik let vyvíjeli strategii pro oživení horské kozy. Pokusili se vzít vajíčka, aby naklonovali buňky Celie od jiných divokých horských koz, ale divoká zvířata nejsou zvyklá na lidi a umí skvěle utíkat, takže experiment nepodařilo.

Naštěstí bylo jednodušší sbírat vejce od domácích koz. Místo DNA kozy domácí vědci do vajíček vnesli DNA zmražených somatických buněk Celie, načež bylo 57 transformovaných vajíček implantováno náhradním matkám. Tyto buňky byly kříženci kozy domácí a kozorožce pyrenejského. Bylo přihojeno sedm embryí a jedna samice se narodila živá. Bohužel, klonovaná žena měla vrozenou plicní anomálii, pravděpodobně způsobenou složitostí procesu klonování, a během několika minut zemřela. Pokusy oživit kozorožce iberského z Celiiných buněk byly pozastaveny, ale buňky jsou stále skladovány zmrazené.

Je pravděpodobné, že jednoho dne budou vědci schopni překódovat sloní genom na genom mamuta a naklonovat jej klec tím, že ji zasadí se svou sloní matkou, samotný proces však může zabránit oživení mamuta rozvoj.

Klonovaný mamut narozený sloní matce (nebo umělá děloha, kterou upřednostňuje George Church jako řešení problému klonování slonů) bude pravděpodobně vypadat jako mamut.

Téměř všichni mezi svými známými máme jednovaječná dvojčata, takže si představujeme, jak moc ovlivňuje vzhled DNA. Ale naši dvojčata nejsou zaměnitelní. Mají jiné životní zkušenosti, jiné stresory, jiné diety a jiné prostředí… zkrátka jsou to úplně jiní lidé. Bude existovat mamut, který prošel sloní cestou nitroděložního vývoje, byl vychován slony, živil se sloní potravou a vlastnil sloní mikroflóru střeva, chovat se jako mamut - nebo je to pořád jako slon?

Nezáleží samozřejmě na tom, jestli je naším konečným cílem vytvořit slona s nějakými mamutími vlastnostmi, což je pravděpodobně to, co chceme. Ale pokud máme vytvořit mamuta, musíme také znovu vytvořit celé prostředí mamuta, od početí až po smrt. A toto prostředí bohužel také vymřelo.

Kniha „The Life We Created“ také boří mýty o genetickém inženýrství. Beth Shapiro hovoří o tom, jak tento trend ovlivňuje živočišnou výrobu a pomáhá chránit ohrožené druhy před vyhynutím.

Kupte si knihu