Živeli mamuti

Podeli :
  •  
  •  
  •  
  •  

PSC0615_WL_MM_100aImamo alate da vratimo izumrle vrste. Ovako naučnici planiraju da to urade

Tako je prva upotreba reči “de – izumiranje”, bila, koliko se ja sećam, u naučnoj fantastici. U svojoj knjizi Izvor magije iz 1979., Pirs Entoni opisuje istraživača koji se iznenada nađe u prisustvu mačaka, koje je do tog trenutka smatrao izumrlom vrstom. Entoni piše, “ [istraživač] je samo stajao i zurio u ovo naglo deizumiranje, nesposoban da formuliše trajno mišljenje.”
Pretpostavljam da je ovo tačno onako kako bi većina nas mogla da reaguje na prvi susret sa živom verzijom nečega za šta smo mislili da je izumrlo. Ideja da deizumiranje može zapravo biti moguće, da nauka može da napreduje do tačke u kojoj izumiranje više nije zauvek, je i uzbudljivo i zastrašujuće, čak i za mene. Ja sam biolog.
Držim časove i vodim istraživačku laboratoriju na Univerzitetu Kalifornija u Santa Kruzu. Moja laboratorija je specijalizovana za polje biologije koje se zove drevni DNK. Mi i drugi naučnici koji rade u ovoj oblasti razvijamo alate da izolujemo DNK sekvence iz kostiju, zuba, dlake, semena i drugih tkiva organizama koji su nekada živeli. Zatim koristimo te sekvence da proučavamo drevne populacije. DNK koji uspemo da izvučemo iz ovih ostataka je u velikoj meri u očajnom stanju, što nije iznenađujuće s obzirom da može biti star i do 700.000 godina.
Tokom karijere, proučavao sam DNK raznih izumrlih životinja, uključujući dodoa, džinovskog medveda, stepskog bizona, severnoameričke kamile i sabljozubih mačaka. Sklapajući DNK sekvence koje čine ove genome, možemo naučiti skoro sve o evolucionoj istoriji pojedinih životinja: kako i kada se vrsta kojoj je pripadala prvi put pojavila, kako se populacija u kojoj je živela prilagođavala promeni klime tokom ledenih doba i kako su se fizički izgled i ponašanje koje su je definisale, oblikovale prema sredini u kojoj je živela. Ja sam fasciniran i često zapanjen šta sve možemo naučiti o prošlosti jednostavnim brušenjem komada kosti i vađenjem DNK iz njega. Ipak, bez obzira na to koliko uzbudjenje osećam zbog naših najnovijih rezultata, najčešće pitanje o njima koje mi postavljaju je, “Da li to znači da možemo klonirati mamuta?”
Uvek mamuta.
Problem sa ovim pitanjem je da se pretpostavlja da, zato što možemo naučiti DNK sekvencu izumrle vrste, možemo koristiti taj redosled da stvorimo identičnog klona. Nažalost, to je daleko od istine.
Da bi se klonirala ovca Doli 1996. godine, naučnici na institutu Roslin, koji je deo Univerziteta u Edinburgu u Škotskoj, uklonili su mali deo tkiva dojke koji je sadržao žive ćelije odrasle ovce. Koristili su DNK iz ovih ćelija da stvore identičnu kopiju ovce. Ovaj proces se naziva prenos jezgra somatske ćelije, ili, jednostavno, nuklearni prenos. Za vrste koje su izumrle odavno međutim, kao što je golub selac, dodo, mamut, kloniranje nuklearnim transferom nije održiva opcija. To zahteva netaknute ćelije. Takve ćelije nisu nikada pronađene u ostacima izumrlih vrsta dobijenim u zamrznutoj tundri.
Degradacija celularnog DNK počinje odmah posle smrti. Biljne i životinjske ćelije sadrže enzime čiji je posao da razbiju DNK. Ovi enzimi koji se zovu nukleaze, nalaze se u ćelijama suza, pljuvačke, znoja, pa čak i na vrhovima naših prstiju. Nukleaze su od suštinskog značaja, dok smo živi. One uništavaju patogene pre nego što naprave bilo kakvu štetu. One uklanjaju oštećeni DNK, tako da naše ćelije mogu da poprave nastala oštećenja. i, pošto naše ćelije umru, one uništavaju DNK u tim mrtvim ćelijama, tako da naša tela mogu efikasnije da ih se otarase. U laboratoriji, zaustavljamo nukleaze u procesu razgradnje DNK koju pokušavamo da izolujemo, bilo ubacivanjem svežeg uzorka u rastvor hemijskih inhibitora ili podvrgavanjem brzom zamrzavanju. Arktik je hladno mesto, ali ne može da zamrzne nešto tako veliko kao što je mamut dovoljno brzo da zaštiti njegovu DNK od propadanja.
Pored nuklearnog transfera, postoji drugi put za stvaranje živog organizma koji sablasno podseća na film Park iz doba Jure. Iako bi to verovatno bilo istinito i u stvarnom životu u projektima deizumiranja, naučnici iz Parka iz doba Jure su uspeli da oporave samo delove genoma dinosaurusa, u njihovom slučaju, od krvi iz komarca očuvanog u ćilibaru. Kada su naišli na praznine u genomu dinosaurusa, iskoristili su DNK žabe da završe sekvencu. Nažalost, oni nisu mogli da znaju unapred koji će deo DNK da pomogne da dinosaurus izgleda i deluje kao dinosaurus, a koji delovi su otpad. Možemo da pretpostavimo da su se izmišljeni naučnici nadali da su rupe koje su popunili, uglavnom u oblastima nepotrebnog sadržaja. Ali, naravno, nisu bili u pravu, a delovi žabljeg DNK dozvolili su neizumrlim dinosaurusima da čudesno menjaju pol, što je dovelo do propasti i 1 milijarde dolara zarade u bioskopima.
U stvarnom životu, u nauci o deizumiranju, plan je da se utvrdi koji delovi genoma su važni da bi izumrle vrste izgledale i ponašale se na način na koji su to radile. Onda bi pronašli odgovarajuće delove genoma bliskog živog rođaka, isekli ključne sekvence i zamenili ih verzijama izumrlih vrsta. To je lakše reći nego uraditi.

Zajednički predak mamuta, azijskih i afričkih slonova, živeo je pre oko šest miliona godina. To znači da je mamut proveo mnogo miliona godina razvijajući se posebno. Neki od najtežih delova genoma mamuta za sklapanje će biti oni koji su se promenili kod mamuta od kad se odvojio od slonova. Za potrebe deizumiranja, ove sekvence će verovatno biti najkritičnije pogoditi.
Srećom, ne moramo da kloniramo mamuta da bismo vaskrsnuli njegove osobine ili ponašanje. Mogli bismo, na primer, naučiti DNK sekvencu koja je kodirala dlakavost kod mamuta, a zatim promeniti genom živog slona da postane dlakaviji. Očigledno, vaskrsavanje osobina mamuta nije isto što i vaskrsavanje mamuta, ali je korak u tom pravcu.
Naučnici znaju mnogo više danas nego pre deset godina o tome kako da manipulišu ćelijama, sekvenciraju genome izumrlih vrsta i manipulišu genomima živih.
Ove tri tehnologije otvoraju put za najverovatniji scenario deizumiranja, ili barem za njegovu prvu fazu: stvaranje zdrave jedinke.
Evo kako to može da funkcioniše. Prvo nađemo dobro očuvanu kost od koje možemo sekvencirati kompletan genom jedne izumrle vrste, kao što je vunasti mamut. Onda proučavamo taj genom, poredeći ga sa onim kod živih rođaka. Mamutov najbliži živi rođak je azijski slon, tako da je to mesto gde ćemo početi. Identifikujemo razlike između genoma slona i mamuta, dizajniramo eksperimente da podesimo genom slona, menjajući nekoliko DNK baza istovremeno, sve dok ne bude ličio na mamutov. Onda ćemo uzeti ćeliju koja sadrži jedan od ovih novih genoma koji izgledaju kao mamutov i ostaviti ga da se razvije u embrion. Na kraju, usadićemo embrion u ženku slona, a oko dve godine kasnije, slonica će roditi mamuta.
Naučnici su već sekvencirali veći deo genoma mamuta, koji je prikupljen iz fragmenata DNK ekstrahovanih iz kostiju mamuta. Istraživači u laboratoriji Džeordža Čerča na Univerzitetu Harvard, su preduzeli sledeći korak. Oni su iskoristili novi alat za obradu genoma da upletu DNK, koji kodira 14 mamutovih osobina, među njima, gušću dlaku, deblje slojeve sala i krvne ćelije koje bi mogle efikasnije transportovati kiseonik na niskim temperaturama, u genom slona. Još nije moguće uzgojiti ove ćelije u ceo organizam, ali Harvardov tim radi na tome da razvije i tu tehnologiju. Ako uspe, embrion, čiji genom sadrži veoma mali deo DNK mamuta, mogao bi se eventualno razviti u živu životinju.
Ali šta će biti krajnji proizvod ovog eksperimenta? Da li je pravljenje slona čiji genom sadrži nekoliko delova mamuta ista stvar kao pravljenje mamuta?
Na kraju krajeva, životinja je više od prostog niza As, Cs, Gs i Ts slova koja predstavljaju nukleotidne osnove koje čine DNK. Danas, mi ne razumemo u potpunosti složenost načina nizanja tih slova u ispravni niz kako bi se dobio organizam koji izgleda i ponaša se kao prava stvar. To će uključiti mnogo više od pukog nalaženja dobro očuvane kosti i njenog korišćenja da bi se sekvencirao genom.

PSC0615_WL_MM_100bKada zamišljam uspešno deizumiranje, ne zamišljam azijskog slona koji rađa malo dlakavijeg slona pod strogom kontrolom veterinara i uzbuđenih naučnika. Ne zamišljam spektaklarno prikazivanje ovih egzotičnih stvorenja u zoološkom vrtu, izloženih iskolačenim očima dece koja bi radije volela da vide T. Reksa ili Arheopteriksa.
Ono što zamišljam je savršena arktička scena, gde porodice mamuta (ili mamutolike) pasu u stepi tundre, deleći zamrznuti predeo sa stadima karibua, konjima, jelenima, pejzaž u kojem mamuti slobodno lutaju, hrane se i reprodukuju bez potrebe za ljudskom intervencijom i bez straha od ponovnog izumiranja. Ovo predstavlja drugu fazu deizumiranja, koja se oslanja na uspešno stvaranje jedinke sposobne da proizvede i na kraju naseli čitavu populaciju u divljini. Po mom mišljenju, deizumiranje ne može biti uspešno bez ove druge faze.
Ta idilična arktička scena je možda u našoj budućnosti. Ali pre toga, nauka mora da postigne vezu sa filmovima. Iako smo sekvencirali skoro ceo genom mamuta, taj posao još nije završen. Takođe smo daleko od razumevanja toga koji delovi te sekvence su važni da bi mamut izgledao i ponašao se kao pravi. Teško je znati odakle započeti i gotovo je nemoguće pogoditi koliko posla bi moglo biti pred nama.
Drugi problem je što se neke velike razlike između vrsta ili jedinki, kao što je kada se određeni gen menja u toku razvoja, nasleđuju epigenetski. To znači da uputstva za ove razlike nisu kodirane u DNK, već ih određuje sredina u kojoj živi životinja. Šta ako je ta sredina objekat za uzgoj? Bebe mamuta, kao i bebe slonova, jedu izmet svojih majki da bi uspostavili bakterijsku zajednicu koja je sposobna da svari hranu koju konzumira. Da li će biti potrebno da se rekonstruiše mikrob iz stomaka mamuta? Bebi mamuta će na kraju trebati veliki, otvoreni prostor gde može slobodno da luta, ali i da bude bezbedna od krivolova i drugih opasnosti. Ovo će najverovatnije zahtevati novi oblik međunarodne saradnje i koordinacije.
Moj cilj nije da tvrdim da deizumiranje neće i ne bi trebalo da se dogodi. U stvari, ja sam skoro sigurna da će neko potvrditi da je postigao deizumiranje u narednih nekoliko godina. Ja ću, međutim, tražiti visoke standarde kojim će se prihvatati ove tvrdnje. Da li će deizumiranje biti proglašeno uspešnim ako jedan mamutski gen bude ubačen u embrion slona u razvoju i da taj slon opstane i postane odrasla jedinka? Čistunci mogu reći ne, ali ja bih volela da znam kako će ubačeni mamutski DNK promeniti slona. Šta ako nešto dlakaviji slon rođen sa tolerancijom na niske temperature proširi to na svakog živog slona? I šta ako taj slon ne samo da više liči na mamuta, nego bude takođe u stanju da reprodukuje i održi populaciju, na mestima gde su mamuti nekada živeli?
Dok će drugi nesumnjivo postojati različiti pragovi za proglašenje deizumiranja uspešnim, tvrdim da ovo rođenje životinje koja je u stanju, zahvaljujući vaskrslom DNK mamuta, da živi tamo gde su mamuti nekada živeli i delovali, u tom okruženju, kao što su mamuti postupali, je uspešno deistrebljenje, čak i ako genom ove životinje bude definitivno više ličio na slona.
Deizumiranje je proces koji nam omogućava da aktivno kreiramo budućnost koja je bolja nego današnjica, a ne samo onu koja je manje loša nego što očekujemo. Nije važno da ne možemo vratiti stvorenje koje je 100 odsto mamut ili 100 odsto golub selac. Ono što je bitno jeste da, danas, možemo podesiti ćeliju slona tako da izražava gen mamuta. Za nekoliko godina, ti geni mamuta mogu stvarati proteine u živim slonovima, i slonovi sastavljeni od tih ćelija mogli bi, kao posledica toga, da više ne budu izolovani u džepovima smanjenih staništa u Africi i Aziji. Umesto toga, oni će biti slobodni da lutaju otvorenim prostorima Sibira, Aljaske i severne Evrope, vraćajući ovim mestima sve prednosti velikog dinamičnog biljojeda koji je nestao pre oko 8.000 godina. Veliki biljojedi ruše drveće i gaze žbunje, na primer i transportuju seme i hranljive materije na velike udaljenosti. Uklanjajući sneg, mamuti-odnosno, azijski slonovi otporni na hladnoću, moći će uklanjaju permafrost na gorkoj hladnoći sibirskih zima. Ovo bi trebalo da smanji temperaturu tla i usporava oslobađanje gasova staklene bašte zarobljenih u njemu.
Deizumiranje je primetno drugačiji pristup u planiranju i suočavanju sa budućim promenama životne sredine od bilo koje druge strategije koju smo mi, kao društvo, smislili. To će preformulisati naše mogućnosti.

Ova priča je adaptirana iz knjige Bet Šapiro – Kako klonirati mamuta: Nauka o deizumiranju, koja je objavljena u maju.

Podeli :
Share on Facebook0Tweet about this on TwitterShare on Google+0Share on LinkedIn0Email this to someone

Podeli :
  •  
  •  
  •  
  •