|
Шерстистые мыши - первый шаг к возрождению мамонтов
|
|
|
|
Американская биотехнологическая компания Colossal Laboratories and Biosciences выступила с радикальным предложением: она хочет спасти шерстистых мамонтов от вымирания. В препринте, опубликованном 4 марта, ученые из Colossal сообщают о значительном шаге на пути к этой цели. Они генетически модифицировали ДНК мышей, чтобы придать им черты мамонтоподобных животных в форме, цвете и длине шерсти.
|
|
|
|
Опробовав свои методы на знакомых лабораторных животных, исследователи могут убедиться, что они работают, прежде чем применять их к азиатским слонам — ближайшим из ныне живущих родственников мамонтов.
|
|
|
|
Борьба с вымиранием - это идея, которая, в случае успешной реализации, позволит нам возродить любой вид из мертвых. Это означает, что ни одно животное не может по-настоящему вымереть, пока мы можем получить его ДНК.
|
|
|
|
Однако мамонты были в значительной степени приспособлены к холодному климату и биому — области со специфическим климатом, растительностью и животным миром, — который больше не существует.
|
|
|
|
В сибирских местах обитания, где когда—то обитали эти существа, известных как мамонтовая степь, сегодня значительно теплее. Многие животные и растения, среди которых они обитали, также исчезли, и в этих регионах теперь обитают новые, которые никогда не жили бок о бок с мамонтами.
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, попытки реинтродукции шерстистых мамонтов в наши современные тундры могут оказаться трудными и иметь неисчислимые последствия для существующей экосистемы. На фоне изменения климата в этих тундрах будет становиться только теплее и они станут менее подходящими для такого животного, как мамонт.
|
|
|
|
Тем не менее, Colossal продолжает усилия по воссозданию этих поразительных существ. Азиатские слоны произошли от мамонтов около 6,7 миллионов лет назад и имеют более 95% общей ДНК. Компания Colossal планирует преодолеть этот пробел, преобразовав геномы азиатских слонов, чтобы они больше походили на геномы шерстистых мамонтов.
|
|
|
|
Ученые получили высококачественные последовательности ДНК шерстистых мамонтов из туш, сохранившихся в вечной мерзлоте Сибири. Эти геномы (полный набор ДНК в клетке) позволили ученым сравнить гены, которые различаются у мамонта и азиатского слона.
|
|
Мультиплексное редактирование
|
|
|
|
Чтобы создать мышей, достойных наград за красоту, ученые Colossal использовали ряд передовых методов редактирования генома для изменения последовательности ДНК мыши. Участки ДНК мыши могут быть изменены таким образом, чтобы они напоминали гены других организмов, таких как шерстистый мамонт.
|
|
|
|
Эти методы известны под общим названием мультиплексного редактирования и включают в себя наиболее известный метод Crispr-Cas9. Мультиплексное редактирование генома дает ученым возможность воздействовать на несколько генов одновременно (в данном случае до семи одновременно).
|
|
|
|
Ученые модифицировали в общей сложности десять генов у своих мышей в различных комбинациях. Интересно, что только три были изменены таким образом, чтобы они напоминали гены, обнаруженные у шерстистого мамонта. Ранее было установлено, что остальные семь вызывают изменение волосяного покрова у мышей и создают признаки, в некоторой степени сходные с теми, которые были обнаружены в шерсти мамонта. Хотя это и не гигантские варианты генов, их модификация демонстрирует способность команды редактировать сразу несколько генов с помощью мультиплексного редактирования.
|
|
|
|
Два из трех генов, связанных с мамонтами (Krt27 и Tgfa), ранее были связаны со структурой шерсти, основываясь на сравнениях с азиатскими слонами. Считается, что другой ген, Fabp2, способствовал эффективному метаболизму жиров у мамонтов — предполагаемой эволюционной адаптации к холоду.
|
|
|
|
Модификация генов волос Krt27 и Tgfa у мышей привела к изменению текстуры, сделав одни волосы длиннее и грубее, а другие - более волнистыми и зигзагообразными. Тот факт, что эти генные модификации привели к появлению физических признаков, наблюдаемых в шерсти мамонта, позволяет подтвердить, что гены действительно связаны с изменениями в структуре волосяного покрова и, следовательно, способствуют отличительной шерстистости мамонта. Но редактирование мышей таким образом, чтобы у них был вариант гена Fabp2, полученный от мамонтов, не привело к заметным физическим различиям.
|
|
|
|
Из семи идентифицированных исследователями генов мыши, модифицированных исследователями, один (вариант гена Mc1r) привел к блестящему светлому цвету шерсти. По крайней мере, одна туша мамонта, извлеченная из сибирской вечной мерзлоты, имеет похожий цвет шерсти, так что это изменение, безусловно, напоминает об этих существах ледникового периода.
|
|
|
|
Задача гораздо сложнее
|
|
|
|
Несмотря на то, что это захватывающее исследование в области исследований с невероятным потенциалом, следует иметь в виду несколько ограничений. В то время как азиатские слоны - самое близкое к мамонтам из того, что у нас есть в настоящее время, чтобы сделать из слона мамонта, потребовалось бы гораздо больше, чем несколько изменений длины шерсти и волнистости.
|
|
|
|
Хотя Джордж Черч, профессор генетики из Гарварда, основатель Colossal, утверждает, что модификация 65 генов у азиатских слонов позволит достичь этой цели, реальность, вероятно, окажется более сложной.
|
|
|
|
Действительно, тот факт, что редактирование гена Fabp2, связанного с жировым обменом у мамонтов, не привело к заметным различиям у мышей, является одним из примеров многочисленных пробелов в нашем понимании генетики мамонтов. Иными словами, это показывает, что у нас есть определенный путь к полному пониманию причинно—следственной связи между генами и фенотипом - видимыми характеристиками живого организма.
|
|
|
|
Увеличение числа одновременно нацеленных генов с семи до 65 также может привести к различным непреднамеренным последствиям, включая случайную модификацию непреднамеренных участков ДНК, сходных с целевой последовательностью (известные как нецелевые эффекты редактирования генома). Кроме того, по-прежнему трудно добиться изменений во всех генах одновременно; и здесь увеличение числа генов с семи до 65 также будет представлять собой серьезную проблему.
|
|
|
|
Вдобавок ко всему, даже если Colossal удастся внести все 65 изменений в гены своих азиатских слонов, вероятно, между геномами мамонта и слона будет гораздо больше различий, которые еще не были идентифицированы. К ним относятся гены, отвечающие за поведение, и участки генома, которые определяют, когда включать или выключать гены. В то время как мыши являются чрезвычайно хорошо изученным экспериментальным организмом, слоны менее хорошо изучены.
|
|
|
|
В качестве доказательства концепции это исследование является захватывающим, хотя еще предстоит выяснить, достижима ли цель Colossal - создать гибрид слона и мамонта к 2028 году. Скорее всего, это приведет к появлению азиатского слона, похожего на мамонта, чем к чему-то в точности похожему на существо ледникового периода.
|
|
|
|
Наконец, стоит задуматься о конечной цели этого направления исследований. Мамонты вымерли всего 4000 лет назад, но к тому времени они уже были вытеснены за пределы своего первоначального ареала, ограниченного небольшой популяцией, сохранившейся на острове Врангеля в Российской Арктике.
|
|
|
|
Еще одна цель Colossal - вернуть тилацина, хищника, который когда-то обитал в Тасмании. Учитывая, что в 20 веке он вымер из-за активной охоты, у тилацина должна быть, по крайней мере, подходящая среда обитания.
|
|
|
|
Однако, если целью является просто противодействие вымиранию, более устойчивые усилия по предотвращению вымирания в будущем могут оказаться лучше, чем дорогостоящая генная инженерия. Борьба с вымиранием не может заменить усилий по сохранению единственной планеты, которая у нас есть, и всех живых организмов, с которыми мы ее делим.
|
|
|
|
Источник
|
