Ar galime prikelti išnykusias rūšis? Mokslininkai išbandė Juros periodo parką

woolly mammoth tusks de-extinction species genetics

Dešimtajame dešimtmetyje išnykimas patraukė mūsų vaizduotę jūros periodo parkas. Nuo to laiko mokslininkai klausė: kaip tai įmanoma?

Remiantis nauju tyrimu, beveik neįmanoma. Bet palaukite – tai ne visos blogos naujienos. Nors gali būti neįmanoma sugrąžinti ištikimos išnykusios rūšies kopijos, galėtume sugrąžinti hibridinę rūšį, kuri yra genetinis išnykusios rūšies ir jos šiuolaikinio palikuonio mišinys.

Paskelbta m Dabartinė biologija, tyrime vengiama grandiozinio mamuto, o dėmesys sutelkiamas į mažą bandomąjį atvejį: Kalėdų salos žiurkę. Didelio dydžio ir garsiai garsiai įsiveržę į prišvartus laivus ir jų krovinius graužikai paskutinį kartą buvo pastebėti XX a. Sėkmingai komanda atgavo DNR iš dviejų gerai išsilaikiusių muziejaus mėginių ir palygino juos su artima giminaite: Norvegijos rudąja žiurke, šiandien populiariu genetinių tyrimų laboratoriniu modeliu.

Abi rūšys dalijasi maždaug 95 procentais viso jų genomo. Tačiau likę penki procentai, daugiausia susiję su imunine sistema ir uosle – tuo, kuo žiurkės labai priklauso, – buvo „neatstatyti“.

Kitaip tariant, net jei žiurkes bus galima sugrąžinti, jos gerokai pasikeis nuo pradinės žiurkės. Rezultatai gali paskatinti pastangas sugrąžinti „modernizuotą“ vilnonio mamuto versiją iš dramblių, kurių evoliucinis atstumas panašus kaip Kalėdų salos žiurkės ir Norvegijos rudosios žiurkės.

„Labai, labai aišku, kad niekada negalėsime gauti visos informacijos, kad sukurtume tobulą išnykusios rūšies atkurtą formą“, – sakė dr. Tomas Gilbertas, evoliucinis genetikas iš Kopenhagos universiteto, vadovavęs tyrimui. „Visada bus koks nors hibridas“.

Genetinis išnykimas

Atsitraukime. Kaip veikia išnykimas?

Tai susiję su manipuliavimu DNR. Viena idėja yra klonavimas. Tam reikia labai išsaugotos DNR, susintetintos nuo nulio. Tačiau senovės DNR paprastai yra labai suskaidyta, kaip istorinė knyga, kuri buvo perkelta per smulkintuvą. Dėl to senojo genomo sujungimas ir gyvų gyvūnų veisimas iš jo beveik neįmanomas (atsiprašau, vaikai, jūros periodo parkas metodas neveiks.)

Kitas variantas – perrašyti šiuolaikinio gyvūno genomą, kad jis geriau atitiktų jo išnykusį pusbrolį. Atsiradus CRISPR genų redaktoriui, šis metodas „greičiausiai bus taikomas didžiausiam skaičiui išnykusių rūšių“, rašė komanda.

Protėvių švytėjimo receptas popieriuje yra gana paprastas. Pirmasis žingsnis yra glaudžiai susijusių rūšių nustatymas. Tada jo genomas tiksliai sekvenuojamas aukšta skiriamąja geba. Gauti duomenys naudojami etaloniniam genomui sukurti.

Tada ateina sunkioji dalis: rasti išnykusio gyvūno DNR mėginį. Čia Gilberto komandai pasisekė – ji rado du pavyzdžius iš Kalėdų salos žiurkių odos, surinktų daugiau nei prieš šimtmetį. Atsargiai saugomi Oksfordo universiteto Gamtos istorijos muziejaus kolekcijose mėginiai davė susmulkintų, bet vertingų DNR gabalėlių.

Tada komanda palygino tuos DNR fragmentus su etaloniniu genomu. Norvegijos rudoji žiurkė nėra tiksli Kalėdų salos žiurkės palikuonis – jos išsiskyrė maždaug prieš 2,6 mln. Tačiau evoliucijos mastu jie yra artimi pusbroliai. Lyg priderindama senovinį, sugedusį knygos egzempliorių su panašia, modernia, komanda sugebėjo atkurti beveik 95 procentus Kalėdų salos žiurkės genomo.

Procentas gali atrodyti didelis, bet jis nėra tobulas. Komanda laužėsi galvas ir stebėjosi, kodėl paskutiniai penki procentai liko „juodoji dėžė“.

„Gavome kiekvieną DNR dalelę, kurią galėjome atkurti“, – sakė Gilbertas Naujasis mokslininkas. „Yra penkių procentų dalis, kurios mes negalime suprasti.“

Pirmiausia jie atmetė galimus technologinius suklupimus ir sekos ribas – nepasisekė. Tada jie palygino Kalėdų salos žiurkės genomą su kitų šiuolaikinių žiurkių genomu ir atsirado atsakymas. Tai evoliucija. Dalis genetinės informacijos buvo prarasta tarp išnykusių rūšių ir jų šiuolaikinių atitikmenų, todėl beveik neįmanoma grįžti laiku atgal genomo mastu.

„Juodosios dėžės“ genomo dalys nebuvo atsitiktinės. Atvaizduodama beveik 130 000 000 šiuolaikinėje nuorodoje trūkstamų DNR raidžių, komanda suprato, kad beveik ketvirtadalis apima pagrindinius genus. Tarp jų buvo keletas, kurie padeda sukurti minkštą kailį ir tvirtus nagus. Kiti susiję su uosle ir feromonais, kurie yra būtini žiurkės išgyvenimui ir socialiniam elgesiui.

Išnykimo mįslė

Taigi, ką iš viso to daryti?

Gilbertui atsakymas aiškus: net jei teoriškai įmanoma rekonstruoti Kalėdų salos žiurkę CRISPR naudojant Norvegijos žiurkę, rezultatas bus panašus į Frankenšteiną. Laboratorijoje sukurti hibridai gali susidurti su didžiuliais iššūkiais, kai jie bus grąžinti į šiuolaikinę aplinką.

„Atsižvelgiant į uoslės vaidmenį daugelyje kritinių elgsenų, – rašė jie, – atgaivintos Kalėdų salos žiurkės gali sunkiai ieškoti maisto, aptikti plėšrūnus ar susirasti porų – visa tai prilygsta išlikimui.

Tačiau komandai tyrimo tikslas nebuvo sugrąžinti žiurkę. „Mes iš tikrųjų neplanuojame to daryti, nes tikriausiai pasauliui nebereikia žiurkių“, – juokavo Gilbertas.

Atvirkščiai, reikia ištirti išnykimo ribas. Gilbertas, kaip pagrindinis šios srities ekspertas, dvejojo ​​dėl tokios galimybės. „Visa senovės DNR yra šūdas“, – sakė jis 2017 m., visiškai nepaminėdamas genetinės medžiagos kokybe, bet ir tuo, kad kai kurie pagrindiniai genai vystosi labai greitai. Evoliucijos metu pašalinti „trūkstami genai“ visada bus problema.

Gilbertą vargina tai, kad praleistos senovės DNR dalys nėra savavališkos. Atvirkščiai, jų neįtraukimas į rekonstrukciją gali smarkiai pakeisti gyvūno biologiją ir elgesį. Jei išnykęs gyvūnas elgiasi kitaip, ypač patekęs į šiandieninę aplinką, kuri nuo buvusios buveinės skiriasi šimtais, jei ne milijonais metų, ar ką tik padarėme faksimilę? Kitaip tariant, ar norime priimti rekonstruotą į mamutą panašią būtybę, kuri genetiškai prilygsta pūkuotam drambliui?

Jo komanda taip pat pripažįsta, kad glaudžiau susijusių rūšių palyginimas galėtų padėti geriau rekonstruoti išnykusį genomą. Vienas iš variantų yra juodoji žiurkė, kuri klaidžioja mūsų apylinkėse. Kaip kitą preliminarų žingsnį – ir koncepcijos įrodymą – komanda svarsto galimybę panaudoti CRISPR, kad juodosios žiurkės genomas būtų panašus į Kalėdų salos žiurkės genomą.

Ben Novak, vadovaujantis ne pelno organizacijos „Revive & Restore“, kurios pagrindinis dėmesys skiriamas genetiniams metodams biologinei įvairovei didinti, mokslininkui Benui Novakui sako, kad „kiekvienas, siekiantis išnykimo, turi susitaikyti su tuo, kad norime kuo arčiau priartėti prie to, kas kvaila. aplinką“, – „Science News“ sakė jis. Jis planuoja pritaikyti tyrimo analizę savo darbe. Kaip paukščių apsaugos biotechnologijų programos vadovas, Novakas ilgą laiką daugiausia dėmesio skyrė genetinių ir klonavimo metodų naudojimui „Didžiajam keleivinių balandžių sugrįžimui“. Tai bus sunkus projektas: genetinis skirtumas tarp keleivinio balandžio ir jo šiuolaikinės versijos yra daugiau nei du kartus didesnis nei tarp Kalėdų salos ir Norvegijos žiurkių.

Kalbant apie Gilbertą, jis abejoja, ar mūsų dėmesys turėtų būti labiau sutelktas į dabartį, o ne į praeitį. Kaip technologija, pasak jo, išnykimas yra „žavi“. Tačiau kai gresia tiek daug gyvūnų, „reikia susimąstyti, ar tai geriausias pinigų panaudojimas, o ne išlaikyti gyvus daiktus, kurie vis dar yra čia“.

Vaizdo kreditas: Ogmios / Wikimedia Commons


Ieškote būdų, kaip neatsilikti nuo pokyčių tempo? Dar kartą pagalvok, kas įmanoma. Prisijunkite prie itin kuruojamos, išskirtinės 80 vadovų grupės, kuriai priklauso Singularity pavyzdinė vykdomoji programa (EP), penkių dienų, visapusiškai įtraukianti lyderystės transformacijos programa, kuri sutrikdo esamus mąstymo būdus. Atraskite naują mąstymą, įrankių rinkinį ir kolegų futuristų tinklą, pasiryžusią rasti sprendimus dėl spartaus pasaulio pokyčių. Spauskite čia norėdami sužinoti daugiau ir kreiptis šiandien!

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.