Mamuty włochate mogą wrócić na Ziemię. Naukowcy osiągnęli przełom związany z komórkami macierzystymi
Po raz pierwszy udało się przeprogramować komórki słonia tak, by zamieniły się w komórki macierzyste. To osiągnięcie bioinżynierów firmy Colossal przybliża nas do przywrócenia Ziemi mamutów włochatych.
W tym artykule:
Mamuty włochate (Mammuthus primigenius) to jedne z najbardziej fascynujących wymarłych zwierząt. Potężne ssaki, które przemierzały lodowate pustkowia, od dawna rządzą ludzką wyobraźnią. Są bohaterami niezliczonych filmów, książek i gier komputerowych.
Czy jest szansa, żebyśmy kiedykolwiek zobaczyli mamuty w rzeczywistości? To marzenie założycieli firmy Colossal Biosciences – przedsiębiorcy Bena Lamma i dr. George’a Churcha, genetyka z bostońskiej Harvard Medical School. Dwa lata temu Lamm i Church pozyskali od inwestorów 15 mln dolarów na wskrzeszenie mamutów włochatych. Prace nad przywróceniem Ziemi prehistorycznych kolosów ruszyły pełną parą.
Na początku marca br. firma ogłosiła pierwszy przełom. Jej naukowcom udało się przekształcić komórki skóry słoni azjatyckich w indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste. Czyli takie, z których może rozwinąć się każda tkanka dorosłego organizmu. To milowy krok na drodze do rekonstrukcji mamutów włochatych.
Przez słonie do mamutów
Dlaczego? Co zagrożone słonie azjatyckie (Elephas maximus) mają do mamutów? Plan Colossala zakłada wszczepienie genów mamutów do DNA słoni. Chodzi o geny odpowiedzialne za typowo mamucie cechy: gęstą sierść, długie, zakrzywione ciosy czy czaszkę w charakterystycznym kształcie kopuły.
Tak zmodyfikowany materiał genetyczny trafi do komórek jajowych i plemników wyhodowanych z komórek macierzystych słoni azjatyckich. Zapłodniona komórka zacznie się dzielić, tworząc embriony z genami mamutów. Na koniec albo zostaną one wszczepione słonicom surogatkom, albo będą rozwijać się w sztucznych macicach.
Oczywiście, w ten sposób w najlepszym razie powstaną raczej „odporne na zimno słonie wyglądające jak mamuty” niż „prawdziwe” mamuty. Wskrzeszenie tych ostatnich nie jest jednak możliwe. Co prawdo udało się zsekwencjonować DNA pozyskane ze znalezionych szczątków mamutów, ale jest ono niekompletne. Stąd wymyślona przez Colossal droga do mamutów wiedzie przez słonie.
Mamuty włochate: pierwszy przełom
Jak widać, powyższy plan jest bardzo skomplikowany. Wymaga m.in. opracowania nowych technicznych metod z dziedziny inżynierii genetycznej. Jedną z nich było skłonienie komórek skóry słoni, by cofnęły się do wcześniejszego etapu rozwoju. I ponownie stały się komórkami macierzystymi.
Dla genetyków nie jest to nic nowego: coś takiego zrobiono z komórkami myszy już osiemnaście lat temu. Trzynaście lat temu to samo udało się dla pierwszych zagrożonych gatunków, nosorożca północnego (Ceratotherium simum cottoni) i mandryla równikowego (Mandrillus leucophaeus). Później uzyskano komórki macierzyste jeszcze wielu innych zagrożonych zwierząt. Jednak choć wiele zespołów próbowało, dotychczas nigdy nie powiodło się to dla słoni.
Stąd ogłoszone przez Colossal osiągnięcie nazywane jest przełomem. Stoi za nim genetyczka Eriona Hysolli. Jej zespół znalazł klucz do sukcesu. Okazało się nim stłumienie ekspresji antynowotworowego genu TP53. Dzięki temu w wielostopniowym procesie uzyskano cztery linie komórek macierzystych.
W tym miejscu w Polsce zabito ponad 100 mamutów. Poznaj cmentarzysko tych gigantów
U podnóża kopca Kościuszki w Krakowie archeolodzy trafili na szczątki ponad 113 mamutów. Te ważące kilka ton zwierzęta spędzano na wzgórze, a potem zabijano, ćwiartowano i spożywano.
Kiedy zobaczymy mamuty włochate?
Oczywiście to dopiero pierwszy krok do rekonstrukcji mamutów. Jednak mając komórki macierzyste słoni, naukowcy Colossal mogą zabierać się za kolejne. Teraz zbadają różnice w genomie słoni i mamutów, by wybrać kluczowe „mamucie” geny. Następnie postarają się stworzyć modyfikowane genetycznie komórki macierzyste i przekształcić jej w komórki jajowe i plemniki. I znów: inni badacze zdołali to zrobić z komórkami myszy. Jednak nie oznacza to wcale, że dla słonio-mamutów ten etap przebiegnie bezproblemowo.
Gdyby udało się stworzyć embriony, pojawi się kolejna trudność. Ciąża u słoni trwa 22 miesiące, zaś słonie azjatyckie są gatunkiem zagrożonym. Dotychczasowe doświadczenia z modyfikowanymi embrionami pokazują, że zazwyczaj trzeba ich wszczepić co najmniej kilkadziesiąt, by uzyskać jedne zdrowe narodziny. Dlatego dr Church myśli o sztucznych macicach – również wyhodowanych z komórek pluripotencjalnych – w których miałyby dojrzewać embriony. - Nie chcemy zakłócać naturalnego rozmnażania się zagrożonych gatunków – wyjaśniał dr Church dla nature.com.
W Kanadzie znaleziono mumię małego mamuta sprzed 30 tys. lat
Mały mamut włochaty znaleziony w Kanadzie zachował się w idealnym stanie. W jego jelitach nadal jest ostatni posiłek. Co to było?
Na razie osiągnięcie naukowców Colossala musi przejść przez etap recenzji naukowych. Artykuł opisujący przełomowe osiągnięcie ma się wkrótce znaleźć na serwisie preprintów bioRxiv. Wówczas inni genetycy będą mogli przetestować metodę dr Hysolli we własnych laboratoriach.
Co to wszystko oznacza dla miłośników mamutów, którzy chcieliby je zobaczyć na własne oczy? Dwa lata temu, gdy Colossal chwaliła się zdobyciem finansowania, mówiło się, że pierwszy mamut może narodzić się za sześć lat. Tym razem nie pojawia się żadna data. Co oznacza, że wszyscy kochający mamuty powinni uzbroić się w cierpliwość.
Źródła: Nature.com, Live Science, Guardian, New Scientist
Nasz ekspert
Magdalena Salik
Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com