Naukowiec pracujący nad wskrzeszeniem mamuta. Naukowcy z CRISPR próbują przywrócić do życia mamuta włochatego

Możliwość tę poważnie rozważano w 2013 r. W przemówieniu na konferencji TedXDeExtinction genetyk z Harvardu i pionier CRISPR, George Church, ogłosił plan działania dotyczący częściowego ożywienia mamuta. Church powiedział, że naukowcom udało się już częściowo rozszyfrować genom mamuta na podstawie DNA pobranego ze starożytnych kości i innych szczątków. Informacje te można wykorzystać do edycji genów słonia azjatyckiego i nadania zwierzęciu niektórych cech, jakie posiada jego wymarły krewny, takich jak wielkość i odporność na zimno.

Dziennikarze nazwali plan Churcha „wskrzesaniem mamutów”, ale naukowiec mówił raczej o hybrydyzacji gatunków wymarłych i współczesnych, notatki Dziennik "Wall Street. Nawet jeśli eksperyment się powiedzie, powstałe zwierzę nie będzie genetycznym odpowiednikiem mamuta. Jednak przemówienie naukowca przeniosło pomysł wskrzeszenia wymarłych gatunków z kart science fiction do prawdziwego życia.

Pomimo szumu wokół mamutów, pierwszym gatunkiem, który powróci z zapomnienia, może nie będzie włochaty słoń, ale gołąb wędrowny (Ectopistes migratorius).

Ptak ten od dawna stał się symbolem niszczycielskiego wpływu cywilizacji na przyrodę Stanów Zjednoczonych. Kiedyś w Ameryce Północnej było ich miliardy, ale intensywne polowania całkowicie zniszczyły ten gatunek. Ostatni osobnik, Gołębica Marta, zmarł w niewoli w 1914 roku.

Amerykańscy naukowcy zamierzają sprowadzić gołębie wędrowne przy użyciu technologii CRISPR. Projektem odrodzenia gatunku kierowała Beth Shapiro, profesor ekologii i biologii ewolucyjnej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz oraz autorka książki„Nauka o zmartwychwstaniu gatunków” . Laboratorium Shapiro bada genomy wymarłych zwierząt, pozyskując materiał z fragmentów mających setki tysięcy lat. Nie jest to łatwe zadanie, gdyż po śmierci organizmu jego DNA szybko ulega rozkładowi.

Na potrzeby projektu dotyczącego gołębi zespół pobrał próbki z tusz i wypchanych gołębi wędrownych przechowywanych w zbiorach muzealnych. DNA było niekompletne, ale odpowiedziało na wiele pytań badaczy. Porównując go z genomem żywego gołębia pręgowanego (Patagioenas fasciata), naukowcy zidentyfikowali 32 unikalne fragmenty DNA. Wśród nich znalazły się geny, które pozwoliły ptakom wytrzymać choroby i stres związany z życiem w ogromnych stadach.

Ponadto badanie to obaliło założenia ekspertów, że jakaś wada genetyczna doprowadziła do wyginięcia gołębi wędrownych. W rozszyfrowanym DNA nie znaleziono niczego podobnego.

Plan Zmartwychwstania

Kolejnym zadaniem zespołu będzie integracja znalezionych genów z genomem gołębia pręgowanego, najbliższego żyjącego krewnego wymarłego gatunku. Najpierw jednak trzeba przetestować technologię na zwykłych gołębiach skalnych, wprowadzając po raz pierwszy w historii narzędzie CRISPR-Cas9 do ich DNA. Ten etap odbywa się w Australii pod okiem genetyka Bena Novaka.

W pierwszych eksperymentach edycja doprowadziła do śmierci większości zarodków, ale stopniowo wyniki uległy poprawie. Kiedy naukowcy będą mieli wystarczające stado zmodyfikowanych sisarów, spróbują zaszczepić w nich pewne cechy gołębia wędrownego. Następnie badacze zamierzają stworzyć ptaki, które wyglądają i zachowują się jak gołębie wędrowne, ale pochodzą od przodków pręgowanych. Według Novaka stworzenie to powinno nazywać się Patagioenas neoectopistes.

Zagadnienia etyczne

Eksperci przyznają, że wskrzeszenie gatunków rodzi wiele pytań. Kiedy w 2014 r. Beth Shapiro prowadziła zajęcia z ekologii dla doktorantów, poprosiła wszystkich w klasie o przedstawienie prezentacji na temat wymarłego gatunku i wyjaśnienie, dlaczego należy go przywrócić. Absolwenci odnosili się głównie do roli ekologicznej wybranych zwierząt czy ich wartości dla turystyki.

Zdaniem Shapiro to jednak nie wystarczy. Możemy przywrócić gatunek, ale nie ma to sensu, jeśli nie wiemy, dlaczego wyginął i nie zajmiemy się przyczyną wyginięcia.

Na przykład na wyspie Mauritius wciąż żyje wiele wprowadzonych drapieżników, co powoduje odrodzenie dront nie ma sensu: ich jajka zostaną szybko zjedzone. Podobny problem czeka gołębie wędrowne: lasy, w których żyły, już dawno zostały zastąpione miastami i polami uprawnymi. Kolejnym problemem jest to, że wskrzeszone mamuty i gołębie nie mają nikogo, kto mógłby nauczyć się zachowań charakterystycznych dla tych gatunków.

Dlatego zainteresowanie Beth Shapiro raczej nie będzie związane ze wskrzeszaniem wymarłych stworzeń, a raczej z zachowaniem współczesnych ekosystemów, do czego przyczynią się tego typu badania. Na przykład geny odporności gołębia wędrownego mogłyby pomóc wielu współczesnym zagrożonym ptakom. Przeciwnie, jej kolega Ben Novak jest przekonany, że gatunek ten sam w sobie zasługuje na wskrzeszenie.

Zamierzają to rosyjscy i koreańscy naukowcy starożytny gatunek konia, który wymarł około 40 000 lat temu. Podstawą eksperymentu będą dobrze zachowane zwłoki zwierzęcia odkryte w wiecznej zmarzlinie. Jeśli „zmartwychwstanie” się powiedzie, będzie to ważny krok w kierunku ewentualnego odrodzenia mamuta.

Choć wielu naukowców sprzeciwia się pomysłowi wskrzeszenia wymarłych starożytnych gatunków, zespół badaczy z Uniwersytetu Harvarda ogłosił, że próbują tego dokonać z mamutem włochatym.

Nad czym obecnie pracują naukowcy

Naukowcy ogłosili zamiar wskrzeszenia tych megafauny z martwych przed dorocznym spotkaniem Amerykańskiego Stowarzyszenia na rzecz Postępu Nauki (AAAS), które odbędzie się w tym tygodniu w Bostonie. Wyjaśnili, że ich celem jest wykorzystanie CRISPR, popularnego narzędzia do edycji genów, do wytworzenia zarodka hybrydowego słonia i mamuta.

Praca naukowców zasadniczo znajduje się obecnie na etapie komórkowym. Eksperymentują z różnymi kombinacjami genów słoni i mamutów. Zarodki jeszcze nie powstały, ale według lidera projektu zajmie to tylko dwa lata.

Jednak prawdopodobnie upłynie wiele lat, zanim którekolwiek z tych wymarłych zwierząt będzie mogło przetrwać lub nawet wyrosnąć na dorosłe osobniki.

Momofanty

Ale kiedy te zwierzęta zostaną w końcu wskrzeszone, nie można ich nazwać prawdziwymi mamutami, najprawdopodobniej będą hybrydami. Zasadniczo oczekuje się, że będą to bardzo futrzane stworzenia podobne do słoni, jeśli rzeczywiście zarodki opierają się na ich genach. Hipotetyczne zwierzęta zostały już nazwane mamofantami.

Biorąc pod uwagę geny, z których korzystają naukowcy, nowe zwierzęta będą bardziej podobne do słoni niż do ich wymarłych kuzynów. Różnice między tymi hipotetycznymi zwierzętami polegają jednak na tym, że mają mniejsze uszy, znaczną warstwę tłuszczu podskórnego i zdolność przystosowania się do zimnego klimatu. Sugeruje to, że będą „mieszkane” w północnym klimacie, zupełnie jak za starych, dobrych czasów.

Niemniej jednak, pomimo poczucia nierealności tego, co się dzieje, z pewnością jest to dobry początek do założenia parku plioceńskiego. Jeśli ten szalony plan ostatecznie się powiedzie, ludzkość może przywrócić istotę, której przodkowie żyli wiele tysięcy lat temu.

Aby z jednego z tych embrionów pomyślnie wyrosnąć na pełnoprawną matkę, naukowcy zamierzają hodować go w sztucznej macicy, zamiast wykorzystywać słonicę jako matkę zastępczą. Metoda ta nie została obecnie przetestowana, ale naukowcy mają nadzieję podążać tą drogą, aby nie narazić na niebezpieczeństwo żadnego osobnika z obecnie krytycznie zagrożonej populacji słoni.

Zagadnienia etyczne

Projekt ten wzbudził pewne kwestie etyczne, w szczególności kwestię, czy powinniśmy przywracać tak masywne zwierzęta do współczesnych środowisk. Można śmiało powiedzieć, że dziś nikt nie jest w stanie przewidzieć, jak współczesne zwierzęta zareagują na wędrujące po okolicy mamofaty.

Niemniej jednak pomysł, że naukowcy będą w stanie osiągnąć nowy poziom biotechnologii, jest z pewnością intrygujący. Bądźcie czujni, panie i panowie, a jeśli macie lepszą nazwę dla tych hybryd, podzielcie się z nami swoimi pomysłami.

W tym celu zostaną skrzyżowane ze słoniem indyjskim

Około cztery tysiące lat temu mamuty zniknęły z powierzchni Ziemi, ale metody inżynierii genetycznej prawdopodobnie umożliwią ponowne wskrzeszenie tych legendarnych zwierząt w nadchodzących latach. Taką prognozę opracowali eksperci z Uniwersytetu Harvarda. Eksperci mają nadzieję, że wkrótce uda się uzyskać hybrydę słonia i mamuta.

Eksperci planują nadać słoniom indyjskim pewne cechy mamutów włochatych, a jeśli eksperyment się powiedzie, będzie to bardzo znaczący krok w kierunku odtworzenia „pełnoprawnych” mamutów. Wśród cech starożytnego zwierzęcia, które odziedziczy hybryda, eksperci nazywają małe uszy, tłuszcz podskórny, długie, kudłate włosy i krew przystosowaną do zimnych warunków. Do stworzenia „mamutów słoniowych” zostanie wykorzystana technologia Crispr, do której uciekali się różni naukowcy w większości głośnych eksperymentów genetycznych, które stały się ostatnio znane.

Naukowcy ogłosili swoje plany podczas przemówienia na dorocznym spotkaniu Amerykańskiego Stowarzyszenia na rzecz Postępu Nauki. Według nich prace nad stworzeniem hybrydy mamuta i słonia trwają od 2015 roku i w tym czasie osiągnięto wiele pośrednich sukcesów.

Wielu ekspertów podchodzi nieco sceptycznie do projektów poświęconych „odrodzeniu mamutów”. Niektórzy twierdzą, że na tym etapie rozwoju nauki jest to po prostu nieosiągalne, inni zaś postrzegają tego typu obietnice bardziej jako „chwyt PR” niż realną chęć rozwoju nauki – przecież z ogromnej liczby mamuty, które wymarły tysiące lat temu. W zasadzie jedyną różnicą jest ich „promocja”. Wiele osób niepokoi się także etyczną stroną problemu - słonie (i prawdopodobnie mamuty) są zwierzętami społecznymi i dość wysoko rozwiniętymi i nie wiadomo, jak szczęśliwe będzie życie hybrydy. Mimo to różni naukowcy, w tym rosyjscy, często wykazują zainteresowanie wskrzeszeniem starożytnych gigantów.

Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda ogłosili całemu światu gotowość zaprezentowania opinii publicznej pierwszego od dwóch lat „odrodzonego” mamuta. Profesor Kościół Jerzego, jeden z czołowych badaczy tej szanowanej uczelni, zapewnił media, że ​​w ciągu najbliższych dwóch–trzech lat mamuty ponownie będą chodzić po ziemi. Specjaliści z Harvardu pracują nad stworzeniem hybrydowego zarodka mamuta i słonia indyjskiego. Jednocześnie, jak zapewnił George Church, członkom jego grupy naukowej udało się opracować unikalną technikę, która powinna wielokrotnie zwiększyć powodzenie tego projektu. A w niedalekiej przyszłości naukowcy zaczną wskrzeszać inne wymarłe zwierzęta, w tym dinozaury, „aby uzupełnić nimi faunę planety”.

Jak realistyczne jest to i czy w ogóle konieczne, zapytała „Wolna prasa” słynnego naukowca, pełnoprawnego członka towarzystwa paleontologicznego Rosyjskiej Akademii Nauk, nauczyciela w VGI Aleksandra Jarkowa.

„Mamuty tworzące miasta”

Oczywiste jest, że nie będą to mamuty w „czystej postaci”, ale jakiś rodzaj hybrydy. Dlatego naukowcy z Harvardu wymyślili nowe słowo na zwierzę, które jeszcze nie istnieje w naturze, ale które zamierzają stworzyć: „mamofant”, dosłownie przetłumaczony jako „słoń mamo”. Co ciekawe, pracownicy Harvardu zamierzają nie tylko wszczepić słoniowi indyjskiemu zarodek hybrydowy na czas ciąży, ale także hodować go w czymś w rodzaju „sztucznego macicy”. Naukowcy z Harvardu zamierzają dokonać tych cudów inżynierii genetycznej przy użyciu techniki CRISPR/Cas9. Eksperyment mający na celu stworzenie „mamuta słonia” rozpoczął się w 2015 roku i obecnie, jak mówią, naukowcom udało się zwiększyć liczbę genów mamuta wprowadzonych do jaja słonia z 15 do 45.

Paleontolog Aleksander Jarkow z kością mamuta w dłoniach (Zdjęcie: autor)

— Pomysł ożywienia mamuta nie jest nowy. W ten sposób amerykańscy naukowcy zdobywają dla siebie granty” – rosyjski paleontolog miał wątpliwości co do wykonalności tego projektu Aleksander Jarkow. - Zgodnie z zasadą Khoja Nasreddina ze słynnej przypowieści: „Albo umrze sułtan, albo osioł”. To znaczy: wydadzą przydzielone im pieniądze, a jeśli eksperyment nie zadziała przez dziesięć lat z rzędu, wszyscy o tym zapomną.

„SP”: — Dlaczego mocno wątpi Pan w powodzenie tego projektu naukowego?

„Ponieważ nie mają materiału źródłowego – samego DNA mamuta”. Faktem jest, że wszystkie znalezione do tej pory tkanki mamutów zostały zepsute przez bakterie. Od wyginięcia mamutów klimat zmienił się nie raz: zwłoki zwierząt albo się rozmroziły, albo ponownie zamarzły. Wieczna zmarzlina okazała się nie taka wieczna. Możliwe jest zbadanie puli genowej mamutów na podstawie znalezionych, rozkładających się szczątków, ale nie da się ich ponownie wydedukować.

„SP”: „Ale jakiś czas temu rosyjskie media jako naukową sensację doniosły o znalezionym w Jakucji małym mamucie, który był tak doskonale zakonserwowany w bryle lodu, że udało się nawet wyekstrahować DNA z jego kości…

- Tak, ale to wyjątkowy przypadek. I kolejne pytanie: w jakim stopniu to DNA będzie nienaruszone i zdolne do odtworzenia zarodka. Znów okazuje się, że jedyne „całe” DNA mamuta na świecie znajduje się obecnie w Rosji, a nie w USA. Ameryka Północna miała swoje mamuty, tak jak były tam konie, jeszcze zanim Hiszpanie przybyli na kontynent, ale zarówno mamuty, jak i pierwsze „nieimportowane” konie amerykańskie wymarły ponad 10 tysięcy lat temu. Co więcej, mamuty północnoamerykańskie wymarły wcześniej niż mamuty na naszym kontynencie; jest to od dawna udowodniony fakt naukowy. Oznacza to, że amerykańskim naukowcom trudniej jest uzyskać pełne DNA.

„SP”: - Dlaczego mamuty tak nagle wymarły? Mówią, że w żołądkach zamrożonych mamutów bardzo często znajdowano niestrawiony pokarm...

„Nie wymarli nagle. Większość poważnych naukowców jest dziś zgodna co do tego, że mamuty zostały wytępione przez ludzi w epoce lodowcowej. Musiałem coś zjeść! Chociaż istnieją informacje, że niektóre mamuty przetrwały do ​​​​kultury brązu, nie ma na to ani jednego wiarygodnego potwierdzenia. Zrozumiałe jest, dlaczego w żołądkach nagle martwych pojedynczych mamutów znajdowano niestrawiony pokarm. Cro-Magnoni kopali ogromne jamy, aby łapać mamuty. Wchodząc do takiej dziury wypełnionej wodą i warstwą lodu, mamut bardzo szybko zamarza na śmierć, jeśli myśliwym nie uda się go na czas znaleźć i zjeść. Czasami mamuty spadają z klifów: nikt nie jest bezpieczny przed wypadkami. Dlaczego uważa się, że mamuty wymarły około 10 tysięcy lat temu? Sam widziałem całe cmentarze mamutów, sterty ich kości na stanowiskach Cro-Magnon, które datowane są dokładnie na 10 000 lat temu. Były to, można powiedzieć, mamuty tworzące miasta, dające całemu plemieniu szansę na przetrwanie. Ale w miejscach, które mają już 8 000 lat, nie ma kości mamutów: już ich nie ma, chociaż kultura ludzka pozostała mniej więcej na tym samym poziomie - krzemienne włócznie i topory.

„DNA z kości dinozaurów to mit”

„SP”: - Skoro znalezienie całego DNA mamuta jest tak trudne, jak amerykańscy naukowcy mogą mówić o swoich nadziejach związanych z klonowaniem dinozaurów?

- To oczywiście kłamstwo! Dinozaury wymarły około 65 milionów lat temu. W kości, która ma ponad 100 tysięcy lat, nie ma już materii organicznej. Dlatego generalnie niemożliwe jest wyodrębnienie DNA z kości dinozaurów! Sam znalazłem szczątki mozaaura w doskonałym stanie. Jego kości były bardzo podobne do świeżych, ale to wciąż nic nie znaczy. Cała materia organiczna w takich starożytnych kościach już się skrystalizowała i tak naprawdę nie jest to już kość, ale kamień. Dlatego nazywa się je „skamieniałościami”.

„SP”: — Ale czy chciałbyś pogłaskać żywego mamuta, obejrzeć dinozaury w prawdziwym Parku Jurajskim?

- Oczywiście, że chciałbym. Mimo to żubr i koń Przewalskiego, które były na skraju wyginięcia, udało się dzisiaj jakimś cudem uratować: populacja jest odbudowywana. Ale były to rzadkie gatunki żyjące dzisiaj. Jako naukowiec mam jednak wątpliwości, czy za pomocą DNA uda się przywrócić wymarłe zwierzęta. Chcielibyśmy zachować wyjątkową zagrożoną faunę, która obecnie istnieje na Ziemi! Tylko spójrz: tylko w XX wieku ludzie całkowicie zniszczyli wilka tasmańskiego, krowę Stellera i wiele innych pięknych zwierząt i ptaków. W wyniku działalności człowieka wymierają setki żywych istot i całe gatunki zwierząt w oceanach świata. Moim zdaniem: zadaniem nr 1 jest zachowanie tego, co obecnie mamy na planecie Ziemia. I w tym względzie darzę wielkim szacunkiem twórczość pisarza i przyrodnika Geralda Durrella, który założył na wyspie Jersey na Wyspach Normandzkich park specjalizujący się w utrzymaniu i hodowli rzadkich i zagrożonych gatunków zwierząt z celu stworzenia sztucznych populacji tych gatunków. To jest droga, którą powinniśmy podążać!

Naukowcy z Harvardu dokonali sensacyjnego ogłoszenia: zamierzają wskrzesić dawno wymarłe zwierzę - dużego mamuta.

Naukowcy od kilku lat pracują nad algorytmem klonowania, mając pewność, że w najbliższej przyszłości pojawi się funkcjonujący zarodek. Następnie biolodzy będą mogli wprowadzić geny animowanego mamuta.

Całkowite klonowanie nie jest jeszcze możliwe, ponieważ materiał genetyczny jest niekompletny. Jednak koreańscy i amerykańscy naukowcy nie zamierzają się poddawać.

Odrodzony mamut

Zadanie sprowadzenia dużych mamutów jest niezwykle trudne. Już dawno pogrążyli się w historycznej i biologicznej otchłani.

Jednak mamuty są najlepszymi kandydatami do pierwszej próby klonowania. A wszystko to dzięki zachowanym szczątkom, z których badacze przywrócili integralność łańcucha DNA. I oczywiście słonie azjatyckie i afrykańskie, będące najbliższymi potomkami, przyczynią się do tego trudnego zadania.

Metody klonowania

Nadal toczy się debata na temat najlepszej metody klonowania.

Jak wspomniano wcześniej, w chwili obecnej nie znaleziono najbardziej odpowiedniego materiału genetycznego. Tkanka mięśniowa odkryta podczas wykopalisk nie posiada pełnego DNA, gdyż uległa zniszczeniu w wyniku wystawienia na działanie niskich temperatur.

Południowokoreańscy naukowcy planują pozyskać materiał niezbędny do rekonstrukcji DNA, aby sklonować mamuta w jego poprzedniej postaci. Naukowcy z Harvardu znaleźli jednak inne wyjście.

Modyfikacja Harvardu

Naukowcy badają szczątki mamutów znalezione w wiecznej zmarzlinie

Zamierzają zmodyfikować genom słonia, ale jednocześnie zastąpić niektóre geny genami mamuta. Ogólnie uważa się to za próbę przywrócenia genomu wymarłych zwierząt.

Rezultatem takiego klonowania nie będzie dokładna kopia, ale zwierzę będzie miało wiele podobnych cech zewnętrznych.

Grupa z Harvardu zamierza wprowadzić odtworzony genom mamuta do zarodka słoni azjatyckich.

Według naukowców wydarzenie to nastąpi w ciągu najbliższych dwóch lat. Ale niestety nikt nie daje stuprocentowych gwarancji.

Jednak droga do możliwości klonowania została wybrukowana. Oznacza to, że za kilka dekad możliwe jest przywrócenie życia innym wymarłym zwierzętom.