Kaip naujai iššifruotas Numbato genomas gali padėti sugrąžinti Tasmanijos tigrą iš išnykimo

deextinction thylacine tasmanian tiger numbat genome

Anksčiau tai buvo mokslinės fantastikos dalykas: seniai mirusios rūšies sugrąžinimas nuo išnykimo kruopščiai sujungiant visą jos DNR seką arba genomą.

Tai nėra taip paprasta, kaip jūros periodo parkas patikėtume, tačiau DNR redagavimo amžiuje išnykusios rūšies klonavimo idėja nebėra vien tik fantazijos sfera.

Mūsų komanda DNR zoologijos sode, tikimės, žengė žingsnį kurdama planą, kaip klonuoti vieną iš labiausiai mėgstamų ir labiausiai pasiilgusių Australijos išnykusių rūšių: tilaciną arba Tasmanijos tigrą.

Mes tai padarėme ne tyrinėdami patį tilaciną, o sukūrę vieno artimiausių jo giminaičių – numbato – chromosomos ilgio 3D genomo žemėlapį.

Dryžuotas, termitus mintantis numbatas yra Vakarų Australijos faunos emblema ir dabar gyvena tik mažose šios valstijos kišenėse, nors kadaise jis klajojo po visą pietinę Australiją. Svarbiausia, kad numbatai ir tilacinai turėjo bendrą protėvį, kuris kurį laiką gyveno nuo 35 iki 41 milijono metų – palyginti neseniai, evoliuciniu požiūriu.

Evoliucinis medis, parodantis numbatų ir tilacinų giminystę. Vaizdo kreditas: DNA Zoo / UWA, pateiktas autorius

Abi šios paslaptingos būtybės turi juosteles, tačiau tuo panašumas nesibaigia – net 95% jų DNR gali būti identiška.

Taigi, dekoduojant visą numbato genomą, atsiranda viliojanti galimybė sujungti tilacino genetinę seką, o tai savo ruožtu sudarytų patrauklią galimybę vėl įvesti vieną ikoniškiausių Australijos prarastų rūšių.

Be jokios abejonės, tai bus sudėtingesnė nei garsusis bandymas prikelti vilnonį mamutą naudojant Azijos dramblio DNR. Tačiau išleidus numbato genomą, tilacino prisikėlimas yra realesnė nei bet kada anksčiau.

Numbatas yra naujausia šios šeimos marsupio genomo seka, kurią sudarė mūsų komanda DNR zoologijos sode, remiantis Tasmanijos velniu, quoll ir Dunnart. Gavome daugiau nei 500 žinduolių mėginių iš viso pasaulio ir siekiame, kad visi jų genomai būtų prieinami išsaugojimui ir atviros prieigos tyrimams.

Mes taip pat dirbame su išsamia daugumos Australijos mėsėdžių marsupialų genomine analize ir galiausiai paskelbsime visą recenzuojamą publikaciją žurnale. Tačiau dabar, viešai pasidalydami seka šiame mūsų tyrimo etape, galime pasiūlyti vertingą šaltinį kitiems mokslininkams ir gamtosaugininkams, tyrinėjantiems numbatus ir kitus marsupius. Atsižvelgiant į gamtosaugos grėsmes, su kuriomis jie susiduria, laikas bėga greitai.

Genai iš tilacinų

Pirmasis Tasmanijos tigro genomo projektas buvo sudarytas 2018 m., naudojant šimtmečio senumo muziejaus pavyzdžius. Tačiau ši versija yra labai fragmentiška – dar reikia užpildyti keletą pagrindinių spragų, kad ši dėlionė būtų sujungta į išsamią genomo seką. Deja, senieji muziejaus pavyzdžiai nepateikė pakankamai aukštos kokybės DNR, kad būtų išspręstos šios problemos.

Taigi, kaip atkurti kažką be kai kurių, atrodo, būtinų ingredientų? Čia gali padėti artimiausio gyvo tilacino pusbrolio – numbato – genomas. Mūsų naujas didelės raiškos numbato genomo žemėlapis gali padėti užpildyti trūkstamas tilacino genomo dalis.

Vis dar bus didelių kliūčių tarp visiško tilacino genomo ir realaus tilacino klonavimo. Tačiau tai, kas šį scenarijų iš mokslinės fantastikos perkelia į potencialią realybę, yra CRISPR genų redagavimo technologija – fermentų rinkinys, leidžiantis mokslininkams nukreipti labai konkrečius DNR fragmentus.

CRISPR buvo vadinamas tam tikromis „molekulinėmis žirklėmis“, kurios leidžia tiksliai atrinkti ir įterpti DNR iš mėginių, todėl tilacino ar kitų rūšių „išnykimas“ yra reali perspektyva, nes genetikai gali selektyviai „pataisyti“ trūksta jo genomo bitų.

Naudodami šį ir kitus sintetinės biologijos įrankius, genetikai galėtų sudaryti chromosomų rinkinį, kuris vėliau galėtų būti įterptas į kiaušinėlio ląstelę, pašalinus esamą branduolį, o tai leistų naujai DNR veikti kaip kiaušinio genetinis planas. Tai yra JAV tyrimų grupė, kurios tikslas – klonuoti mamutą, naudojant jo artimiausio gyvo giminaičio – Azijos dramblio – DNR, kad užpildytų trūkstamas mamuto DNR dalis.

Mokslinė fantastika ar ateities mokslas?

Visame pasaulyje sparti embriologijos ir genetikos pažanga atveria galimybę prikelti išnykusias rūšis arba bent jau sukurti kažką, kas pakankamai artima originalui, kad tinkamai vystytųsi ir augtų.

1996 m. britų mokslininkai sėkmingai klonavo avį, vadinamą Dolly. Tada, 2017 m., Kinijos mokslininkai naudojo tą pačią techniką, kad sukurtų dvi genetiškai identiškas ilgauodeges makakas.

Remdamasis augančia sintetinės biologijos sritimi ir tiksliomis genomo redagavimo technologijomis, tokiomis kaip CRISPR, Harvardo genetikas George’as Churchas įkūrė biotechnologijų įmonę Colossal, kuri iš pradžių ėmėsi kurti dramblio ir mamuto hibridą, o pirmųjų veršelių tikimasi po šešerių metų.

Pagalba numbatams pirmiausia

Žinoma, numbatas yra vienas iš labiausiai mėgstamų Australijos vietinių žvėrių.

Kaip ir Tasmanijos tigras, jis taip pat buvo ant išnykimo slenksčio XX amžiaus pabaigoje, tačiau didelės apsaugos pastangos, taip pat vyriausybės ir bendruomenės įsikišimas padeda jo skaičiui palaipsniui sugrįžti.

Vis dėlto, kadangi gamtoje liko mažiau nei 1000 numbatų, o rūšys vis dar oficialiai įtrauktos į nykstančių rūšių sąrašą, mūsų genetinis planas, tikimės, atveria kelią geresnei informacijai apie numbatų išsaugojimą mūsų mokslininkams priešakinėje linijoje. Daugelis šių mokslininkų kovoja su pačiomis genetinėmis ligomis, kurios grasina sunaikinti tirpimą.

Iki tilacino klonavimo dar laukia ilgas kelias. Bet jei tai veikia, galutinis bet kokių išnykimo pastangų tikslas yra sugrąžinti gyvūnus į laukinę gamtą.

Jei taip atsitiktų, tilacinas jau turi vieną pranašumą prieš daugelį išnykimo naikintuvų: tinkama buveinė. Kadangi rezervai šiandien apima maždaug pusę Tasmanijos, tilacinams būtų pakankamai vietos gyventi ir vis dar knibždėte knibždėte knibžda grobių gyvūnų, kuriuos jie valgydavo.

Nėra jokių abejonių, kad jis gali būti vėl įveistas į Tasmanijos krūmą. Taip pat yra rimta priežastis: tilacinas buvo pagrindinis Tasmanijos mėsėdis. Sugrąžinus jį į maisto grandinės viršūnę, būtų galima atstatyti ekosistemas, kurioms gresia pavojus.

Jei ir kai ši svajonė taps realybe, tilacinai būtų dėkingi savo mažajam pusbroliui, nuolankiam numbatui.Pokalbis

Šis straipsnis iš naujo paskelbtas iš The Conversation pagal Creative Commons licenciją. Skaitykite originalų straipsnį.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.