Mamutları ve diğer soyu tükenmiş hayvanları canlandırmak mümkün mü?
Miscellanea / / May 13, 2023
Kadim DNA uzmanı Beth Shapiro'yu açıklıyor.
Beth Shapiro, mamutların, dodoların ve soyu tükenmiş diğer türlerin DNA'sını araştırıyor. Yarattığımız Hayat'ta, insanların var oldukları süre boyunca hayvanlarla nasıl etkileşime girdiğini açıklıyor: onları avladı, evcilleştirdi ve yok olmaktan korudu. Corpus'un izniyle, bilim adamlarının mamutları nasıl diriltmeye çalıştıklarını anlatan "Amaçlanan Sonuçlar" bölümünden bir alıntı yayınlıyoruz.
Antik DNA alanında çalışan çoğumuz, muhtemelen biyoteknolojinin yardımıyla soyu tükenmiş türlerin dirilişiyle ilgili sorulara alışkınız. Bunu zaten yaptık mı? HAYIR? Peki bilim adamları bunu yapmaya ne kadar yakın? Soyu tükenmiş bir türü diriltmek bile mümkün mü? İyileşme süreci nasıl? Her zaman aynı şeyi yanıtlıyorum - hayır, henüz değil, pek yakın gelecekte.
Nesli tükenmiş bir türün tam bir kopyasını oluşturmak imkansızdır ve büyük olasılıkla hiçbir zaman mümkün olmayacaktır.
Ancak bir gün muhtemelen soyu tükenmiş türlerin bileşenlerini - soyu tükenmiş özelliklerini - canlandırmamıza izin verecek teknolojiler var.
Diyelim ki bir bilim adamı, sırasında ortaya çıkan bir DNA parçasını ekleyerek bir fili değiştirebilir. evrim mamutlar ve filler tüyleri çıkaracak ve kalın bir deri altı yağ tabakası geliştirecek ve bunun sonucunda Arktik donlarından sağ çıkabilecektir. Çizgili kuyruklu güvercini, tüy rengi ve kuyruk şekli olarak bir yolcu güvercinine benzetecek şekilde modifiye etmek mümkündür. Peki bu değiştirilmiş filler ve çizgili kuyruklu güvercinler gerçek mamutlar ve yolcu güvercinleri olacak mı? Ben öyle düşünmüyorum.
Neden soyu tükenmiş türleri geri getiremiyoruz? Bunun için binlerce neden var soyu tükenmiş türler yeniden canlandırılması zor: tamamen teknik karmaşıklıklardan türlerin manipülasyonu hakkındaki etik sorulara ve dirilen türleri, muhtemelen zaten düzinelerce olmadıkları bir ortama salma ihtiyacıyla ilgili çevresel zorluklar bin yıl. Bazı teknik sorunların üstesinden gelinebilir (kuşların üreme hattının düzenlenmesi, tutsak bir anneye fil embriyosunun nakledilmesi), diğerlerinin çözülmesi pek olası değildir (soyu tükenmiş yünlü gergedanların bağırsak mikroflorasını eski haline getirin, Steller'ın taşıyıcı annesini bulun) inek).
Örneğin mamutları ele alalım. Şu anda mamutların yeniden yaratılması üzerinde çalışan üç araştırma grubu biliyorum. Bunlardan ikisi, Güney Koreli Suam Biyoteknoloji Araştırma Vakfı'ndan Hwang Woo-seok ve Güney Kore'den Akira Iritani tarafından yönetildi. Japonya'daki Kindai Üniversitesi - mamutları klonlamayı, yani onları en ünlü sonucu olan bir süreçle canlandırmayı hedefliyor. doğum koyun dolması.
Klonlama canlı hücreler gerektirdiğinden, Hwang hayatta kalmış canlı mamut hücreleri bulmayı umuyor. şimdi (küresel ısınma sayesinde) Sibirya sonsuzunda çözülen donmuş karkaslarda donmuş toprak. [...] Bu yöntemin dezavantajı, donmuş mamut leşlerinde canlı hücre bulunamamasıdır, çünkü hücre çürümesi süreci hemen başlar. ölümden sonra. Bununla birlikte, Iritani çalışma grubu, yaşayan mamut hücrelerinin bulunma olasılığının düşük olduğunun farkındadır ve moleküler hücrelere yönelir. ölü mamut hücrelerini canlandırmak veya en azından öyle bir yaşam görünümü elde etmek için biyoloji klon. Iritani'nin planı, proteinleri yumurtalardan zorla almaktır. farelerhasarlı DNA'yı onarmak, mamut hücrelerindeki kırık DNA'yı yeniden oluşturmak için tasarlandı.
2019'da Iritani ve meslektaşları, Yuka adlı özellikle iyi korunmuş bir mamut karkasından alınan hücrelerle bunu nasıl yapmaya çalıştıklarını anlatan bir makale yayınladılar. Bu makale, popüler basında hemen mamutun yakında diriltileceğinin habercisi olarak selamlandı, ancak kanıtlar aksini gösteriyor gibi görünüyor. Yuka'nın hücreleri, diğer mumyalanmış mamutlara kıyasla oldukça iyi korunmuş olsa da, fare proteinleri, hücrenin DNA'sını onarmada pek başarılı olamadı.
Mamutları klonlamak imkansızdır çünkü tüm mamut hücreleri ölmüştür.
Mamutları canlandırmayı uman üçüncü bir grup, Harvard Üniversitesi Wyss Biyoloji Mühendisliği Enstitüsü'nden George Church tarafından yönetiliyor. Bilim adamları, son mamutların üç bin yıldan fazla bir süre önce öldüğü göz önüne alındığında, mamutların canlı hücrelerini bulmanın mümkün olmayacağını kabul ediyor. Ancak Church, bunun olasılığı dışladığı konusunda hemfikir değil. canlandırmak mamutlar Neredeyse mamutlar -Hint filleri- gibi sonsuz bir canlı hücre kaynağına sahip olduğumuzun altını çiziyor. laboratuvarda yetiştirilebilir ve sentetik aletlerle neredeyse mamuttan tamamen mamuta dönüştürülebilir Biyoloji. Bu amaçla Church, DNA'yı Hint fil hücrelerine yerleştirmek için CRISPR'yi kullanan bir program başlattı. hücrenin genomu genomla tam olarak eşleşene kadar küçük değişiklikler (birer birer) mamut.
dönüş genetik şifre filin mamut genomuna dahil edilmesi ürkütücü boyutlarda bir iştir. Hint fillerine ve tüylü mamutlara giden hatlar, beş milyon yıl önce birbirinden ayrıldı. Mamut kalıntıları iyi korunmuş olduğu için, antik DNA üzerinde çalışan bilim adamları, bu kalıntılardan birkaç genomu bütünüyle yeniden inşa edebildiler. Hint fillerinin genomları ile karşılaştırıldığında, yaklaşık bir milyon genetik farklılığa sahip oldukları ortaya çıktı.
Bugün, bir hücrenin DNA'sında bir kerede bir milyon değişiklik yapmak imkansızdır - genomu düzenlemek için mevcut yöntemlerin hiçbiri buna izin vermez. Bu kadar çok değişiklik yapmak için, genomu aynı anda birçok parçaya fiziksel olarak bölmek gerekir; bu, hücrenin iyileşmesinin pek mümkün olmadığı potansiyel bir felakettir. Ek olarak, her değişiklik (veya değişiklik grubu) kendi düzenleme mekanizmasını gerektirir ve hepsini bir kerede kafese teslim etme girişimleri açıkça hiçbir şekilde iyi sonuçlanmayacaktır.
Şimdiye kadar, Church'ün grubu bir seferde bir veya daha fazla değişiklik yapıyor ve bunların yapıldığından emin oluyor. doğru bir şekilde ve ardından doğru modifikasyona sahip hücreleri alır ve bir sonraki tura tabi tutar. düzenleme Church'e en son nasıl olduklarını sorduğumda, ekibinin yaklaşık 50 kişi eklediğini söyledi. modifikasyonlar, bazı genlerin mamut varyantlarıyla değiştirilmesi, çalışmaların mamutu filden çok mamut gibi gösterdiğini gösteriyor. Bugün, Church'ün ekibi, klonlanırsa mamutun bazı özelliklerini geri kazandıran genetik talimatları içerecek canlı hücrelere sahip. Bunlar mamut hücreleri değil, mamut benzeri hücrelerdir.
Mamut Kilise hücrelerini klonlamak mümkün mü? Özellikle koyun ve inek gibi evcil hayvanlar için klonlama teknolojileri, koyun Dolly'nin doğduğu 2003 yılından bu yana önemli ölçüde gelişti. Bununla birlikte, diğer türler söz konusu olduğunda, gerekli tüm ayrıntıları netleştirmek için çok zaman harcanır: nasıl ve ne zaman teslim alınır? yumurtalar, embriyoların erken gelişimi için ideal bir kültürün nasıl oluşturulacağı, ne zaman bir vekil ile implante edileceği anne. Ve asıl engel, somatik hücrenin kendi tipinde bir hücre olmayı unuttuğu ve bütün bir hayvan olabilecek tipte bir hücreye dönüştüğü yeniden programlama aşamasıdır. Bu adım nadiren doğru yapılır; o kadar nadirdir ki, bilim adamlarının her zaman klonladığı türler için bile, klonlama girişimlerinin başarı oranı ancak %20'yi geçer.
Filler hiçbir zaman klonlanmamıştır, çünkü kısmen klonlanmış filler için niş bir pazar yoktur.
klon pazarımız yerel hayvanlar büyür. Biyoteknoloji şirketi Boyalife Genomics, Tianjin'de bir sığır klonlama fabrikası kuruyor ve Çin bifteğine yönelik artan talebi karşılamak için yılda bir milyon klonlanmış wagyu ineği yetiştirebilecek. pazar.
Hwang'ın şirketi Sooam Biotech sizinkini klonlamaya hazır köpekve Teksas merkezli ViaGen Pets'te bir köpekleri, bir kedileri ve hatta bir sevgilileri var. atış. Ancak nedense çok az insan sevgili filini klonlamaya çalışır.
Bir fili klonlamak muhtemelen imkansızdır. Filler, buna bağlı olarak büyük bir üreme sistemine sahip devasa hayvanlardır. Bu, nükleer transfer için bir yumurtanın toplanması gibi klonlama sürecindeki kritik adımları zorlaştırır. ve gelişmekte olan bir embriyonun taşıyıcı annenin rahmine sokulması, çünkü fillerdeki kızlık zarı arasıdır. gebelikler yenilenir (erkek sperminin girdiği küçük bir deliği vardır, ancak bu bir fil embriyosu için önemli ve muhtemelen aşılmaz bir engeldir). Hint filleri de nesli tükenmekte olan bir türdür, yani bu teknoloji hala bilimin yeteneklerinin ötesinde değilse, onu fil yetiştiriciliğine uygulamak en iyisi olacaktır.
Fil klonlama teknik olarak (ve etik olarak) mümkün olsa bile, bir anne filin bir bebek mamut taşıyıp taşıyamayacağı tam olarak belli değil.
Beş milyon yıl uzun bir evrim süresidir ve DNA arasındaki bir milyon fark çok fazladır. Özünde, mamutlar ve Hint filleri arasındaki evrimsel fark, insanlar ve filler arasındaki farkla hemen hemen aynıdır. şempanze. Bir şempanze annenin insan yavrusu taşıdığını (ve tersi) hayal etmek zor.
Taşıyıcı annelerin başarılı bir şekilde farklı bir türden yavrular ürettiği görülmüştür, bu nedenle evrimsel mesafe bir hüküm olmayabilir. Evcil köpekler klonlanmış kurt yavruları doğurdu, yerli kediler - sağlıklı bozkır kedisi yavruları ve bir evcil inek, sağlıklı bir klonlanmış gaur yavrusu doğurdu.
Bu deneyler, bilim adamlarının en başından şüphelendiğini kanıtladı: iki tür arasındaki ilişki ne kadar ileriyse, türler arası klonlamada yer alırsa, sürecin her aşamasında başarı olasılığı o kadar düşük olur. klonlama Bugüne kadar, başarılı bir türler arası klonlama deneyinde yer alan en uzak akrabalar, evrimsel yolları yaklaşık dört milyon yıl önce birbirinden ayrılan tek hörgüçlü ve iki hörgüçlü develer (dromedary ve baktrian).
Bu kadar uzun bir evrim dönemine rağmen, 2017 yılında yerli bir tek hörgüçlü deve klonlanmış çift hörgüçlü bir deve doğurdu. Bu, hem bakteri develeri için (nesli tükenmekte olan büyük memeliler listesinde neredeyse ilk sıralarda yer alıyorlar) hem de koruma için çok umut verici. çünkü bu olayın kendisi, gelişmiş klonlama teknolojilerinin ne kadar ilerlediğini ve bu tür yöntemlerle kurtarılabilecek tür yelpazesinin nasıl olduğunu vurgulamaktadır. yöntemler.
2003 yılında, dişi bir İber dağ keçisi, türünün neslinin tükenmesinden üç yıl sonra doğdu. Dört yıl önce, şu anda Avcılık, Balıkçılık ve Hayvancılık Bakanlığı'nın başkanı olan Alberto Fernandez-Arias liderliğindeki bir grup, İspanyol Aragon Özerk Bölgesi'nin sulak alanlarında, Pirene dağ keçisinin son bireyi olan Celia'nın hücrelerini topladı ve onları tabi tuttu. ani donmakDNA'ya zarar vermemek için. Ardından Fernandez-Arias ve meslektaşları, dağ keçisinin yeniden canlandırılması için bir strateji geliştirmek için birkaç yıl harcadılar. Celia'nın hücrelerini diğer yabani dağ keçilerinden klonlamak için yumurta almaya çalıştılar, ancak vahşi hayvanlar insanlara alışık değiller ve kaçmakta harikalar, bu yüzden deney arızalı.
Neyse ki evcil keçilerden yumurta toplamak daha kolaydı. Bilim adamları, evcil bir keçinin DNA'sı yerine, Celia'nın donmuş somatik hücrelerinin DNA'sını yumurtalara soktu ve ardından 57 dönüştürülmüş yumurta, taşıyıcı annelere implante edildi. Bu hücreler evcil bir keçi ve bir Pirene dağ keçisinin melezleriydi. Yedi embriyo aşılandı ve bir dişi canlı doğdu. Ne yazık ki klonlanan dişinin, muhtemelen klonlama sürecinin karmaşıklığından kaynaklanan doğuştan bir akciğer anomalisi vardı ve kadın dakikalar içinde öldü. İber dağ keçisini Celia'nın hücrelerinden canlandırma girişimleri askıya alındı, ancak hücreler hala donmuş olarak saklanıyor.
Bir gün bilim adamlarının fil genomunu mamut genomuna yeniden kodlayabilmesi ve bunu klonlayabilmesi muhtemeldir. kafesi annesi fil ile dikerek, ancak sürecin kendisi bir mamutun yeniden canlanmasını engelleyebilir. gelişim.
Bir fil anneden (ya da George Church'ün fil klonlama sorununa bir çözüm olarak tercih ettiği yapay rahimden) doğan klonlanmış bir mamut muhtemelen bir mamut gibi görünecektir.
Tanıdıklarımız arasında hemen hemen hepimizin tek yumurta ikizleri var, bu yüzden DNA'nın görünümü ne kadar etkilediğini hayal ediyoruz. Ama ikiz arkadaşlarımız birbirinin yerine geçemez. Farklı yaşam deneyimleri, farklı stresleri, farklı beslenme biçimleri ve farklı ortamları var… kısacası tamamen farklı insanlar. Filin rahim içi gelişim yolundan geçen, filler tarafından büyütülen, fil yemi ile beslenen ve fil mikroflorasına sahip bir mamut olacak mı? bağırsaklar, bir mamut gibi davran - yoksa hala bir fil gibi mi?
Elbette, nihai hedefimizin bazı mamut özelliklerine sahip bir fil yaratmak olup olmaması önemli değil, muhtemelen istediğimiz de bu. Ama eğer bir mamut yaratacaksak, aynı zamanda, ana rahmine düşmeden ölüme kadar, mamutun tüm yaşam alanını yeniden yaratmamız gerekiyor. Ve ne yazık ki bu ortam da öldü.
"Yarattığımız Hayat" kitabı, genetik mühendisliği hakkındaki mitleri de ortadan kaldırıyor. Beth Shapiro, bu eğilimin besi hayvanı üretimini nasıl etkilediğini ve nesli tükenmekte olan türlerin yok olmaya karşı korunmasına nasıl yardımcı olduğunu anlatıyor.
Bir kitap satın alAyrıca oku🐍
- Evrim devam ediyor mu? Darwin'den bu yana insanlar nasıl değişti?
- "En güçlü olanın hayatta kalması": Evrim hakkında en ünlü 10 efsane
- "Yaşam için en önemli şey ölümdür": epigenetikçi Sergei Kiselev ile bir röportaj