Rekonstrukcja genomu sprzed 52 000 lat – naukowcy ożywią wymarły gatunek?
Dokonano pierwszej w historii rekonstrukcji 3D chromosomów mamuta włochatego.
Naukowcy odtworzyli trójwymiarową strukturę planu genetycznego mamuta włochatego. Jest to niesamowite dokonanie, ponieważ bazuje na DNA sprzed ponad 50 tysięcy lat.
Czy dokonanie uczonych sprawi, że wymarły gatunek znów będzie chodził po ziemi? A może ożywienie tego, co wyginęło to przesada? Zdania naukowców są podzielone.
Rekonstrukcja 3D genomu mamuta włochatego
Czasopismo Cell poinformowało, że naukowcy po raz pierwszy dali radę stworzyć trójwymiarową wersję złożonego genomu wymarłego gatunku.
Zapewnia to nowy wgląd w biologię stworzenia, które od dawna wzbudza fascynację. Jak również osiągnięcie badaczy może pomóc w wysiłkach zmierzających do ożywienia wymarłego gatunku.
Przez poprzednie lata naukowcy byli w stanie spojrzeć w przeszłość, analizując fragmenty starożytnego DNA odzyskane z kości, skamieniałych zębów, mumii, a nawet pasm włosów.
Analizy starożytnego DNA zazwyczaj obejmują sekwencjonowanie ocalałych krótkich oligonukleotydów i dopasowanie ich do zespołów genomów pokrewnych, współczesnych gatunków.
Erez Lieberman Aiden, profesor genetyki molekularnej oraz dyrektor Centrum Architektury Genomu w Baylor College of Medicine w Houston, powiedział:
W biologii jednym z najpotężniejszych narzędzi do zrozumienia historii życia na tej planecie jest starożytne DNA. To niezwykle silna metoda badania dziejów życia na Ziemi.
Do najnowszego odkrycia użyto skóry samicy mamuta włochatego (†Mammuthus primigenius), która zginęła 52 000 lat temu. Fragment ciała zachował swoją starożytną architekturę genomu.
Stawiono hipotezę, że wkrótce po śmierci tego mamuta próbka spontanicznie wyschła w syberyjskim zimnie. To doprowadziło do zeszklenia, które zachowało skamieliny starożytnych chromosomów w skali nanometrowej.
W ten sposób można by dokładnie zobaczyć, jak ten chromosom został ukształtowany w żywej komórce, a także uzyskać głębsze zrozumienie genomów starożytnych i wymarłych gatunków oraz tego, jak te genomy działały – które geny były włączone i wyłączone w poszczególnych tkankach.
Mamut włochaty – charakterystyka
Naukowcy skupili się na mamucie włochatym – dużym, kudłatym gatunku trąbowca, który wędrował po tundrze tysiące lat temu.
Był on jedynym gatunkiem mamuta, który miał gęstą sierść. Wywodził się od wcześniejszego mamuta stepowego.
Pojawił się ok. 250 tysięcy lat temu i szybko rozprzestrzenił w Europie i Azji, potem również w Ameryce Północnej. Miał 2,75 do 3,4 m wysokości i 4 do 6 ton masy.
Mamuty włochate były wyłącznie roślinożerne, żywiły się głównie roślinami stepowymi, przede wszystkim różnymi gatunkami traw. W mniejszym stopniu na ich pożywienie składały się różnego rodzaju zioła, roślinność krzewiasta i drzewiasta, oraz prawdopodobnie także mchy i porosty.
Wyjątkowa próbka
Po pięciu latach poszukiwań zespół w końcu znalazł dobrze zachowaną próbkę mamuta: skórę zza ucha 52 000-letniej samicy, która została odkryta na Syberii w 2018 roku.
Olga Dudchenko z Baylor Center for Genome Architecture, która pracowała nad badaniami, powiedziała:
Był to kawałek skóry mamuta, który był, no wiecie… wełnisty. Zgodnie z nazwą – rzeczywiście była to skóra mamuta włochatego.
W rzeczywistości nie jest to tak trywialne, jak się wydaje, ponieważ bardzo często włosy nie zachowywały się. Ten był owłosiony. Jest to interesujący wskaźnik sam w sobie, że jest to próbka o znacznej jakości. To natychmiast zwróciło naszą uwagę.
W rzeczywistości jakość próbki umożliwiła zespołowi wyodrębnienie DNA i wykorzystanie techniki znanej jako Hi-C do odtworzenia trójwymiarowej struktury wszystkich 28 chromosomów mamuta – całego genomu wymarłego stworzenia.
Byliśmy w stanie złożyć genom mamuta włochatego, tak jak 25 lat temu ludzie po raz pierwszy byli podekscytowani możliwością złożenia naszych własnych genomów.
Teraz możemy to zrobić dla zwierząt, które dawno wymarły. To oczywiście kamień milowy.
Co więcej, zespół był w stanie zajrzeć do genomu, aby dowiedzieć się, co robiły poszczególne geny.
To naprawdę ekscytujące móc spojrzeć na wymarłe stworzenie i powiedzieć: O tak. Widzę, że ten gen był włączony. Ten gen był włączony. Ten gen był wyłączony. Czyż to nie zaskakujące?
Porównywanie genomu mamuta z DNA współczesnych słoni dało naukowcom wskazówki dotyczące tego, co sprawiło, że mamut włochaty miał pokaźne owłosienie.
Odkrycie naukowców nie tylko pozwala lepiej zrozumieć cechy wymarłego gatunku. Może pomóc także w procesie przywracania do życia zwierząt, które wyginęły.
Badacze chcą nadawać cechy mamuta współczesnym słoniom azjatyckim. Mowa m.in. o wspomnianym owłosieniu.
Co ciekawe, nie wszyscy naukowcy popierają ten pomysł. Choć wydaje się interesujący, może mieć nieprzewidziane konsekwencje.
Vincent Lynch, profesor z Uniwersytetu w Buffalo, który nie był zaangażowany w badania, powiedział:
Istnieje ogromna pula niezamierzonych konsekwencji. Wystarczy pomyśleć o wszystkich innych gatunkach inwazyjnych, które są na świecie. Tak naprawdę nie wiemy, jaki wpływ dany gatunek będzie miał na środowisko, dopóki tam nie dotrze.
Karl Flessa, profesor nauk geologicznych na Uniwersytecie w Arizonie, zgadza się z tym, że ożywianie wymarłych zwierząt nie jest najlepszym pomysłem.
To, że można to zrobić, nie oznacza, że należy to robić. Zmodyfikowany genetycznie słoń azjatycki nie jest mamutem włochatym. Wypuszczenie takiego zwierzęcia na wolność byłoby aroganckie i nieodpowiedzialne.
Zdania w tym temacie są mocno podzielone. Wizja ożywienia wymarłych gatunków jest kusząca, choć według wielu jest to zbyt duża ingerencja w naturę.
