Dekodiranje DNK numbata moglo bi u život da vrati izumrlog tasmanijskog tigra

Povezane objave

• 10 korisnih izuma koji bi se uskoro mogli naći u široj upotrebi 25/07
• Još jedno veliko iznenađenje u kutiji Happy Meal-a 03/03
• Ženska lepota kroz istoriju 09/02

Naučnici su uvereni da oživljavanje izumrlih vrsta više nije ograničeno na naučnu fantastiku. Možemo li to zaista da uradimo, i treba li?

Istraživači iz DNK zoološkog vrta u Australiji su po prvi put mapirali genom numbata. Prekretnica je značajna sama po sebi, motivisana željom da se poboljšaju napori za očuvanje ovog ugroženog torbara koji se hrani termitima, a koji se sada nalazi samo u malim džepovima Zapadne Australije.

Numbat

Ipak, najavljujući razvoj ovog projekta prošle nedelje, naučnici su takođe imali neobičniji predlog: da bi se DNK numbata mogao koristiti kao nacrt da se njegov izumrli rođak, tasmanijski tigar, vrati iz mrtvih.

Poslednji poznati tasmanijski tigar uginuo je 1936. godine, ali ovaj vrhunski predator, koji je nekada lutao australijskim kopnom i Ostrvom kengura, nastavlja da nas opseda i sada, kada više ne postoji.

Čini se da je teško zamisliti da bi torbari mesožderi mogli ponovo lutati divljinom u budućnosti, ali nedavni napredak u tehnologiji uređivanja gena je naučnike uverio da odumiranje više nije ograničeno na oblast naučne fantastike. Možemo li zaista oživeti vrstu koja je izumrla, i ako možemo, treba li to da uradimo?

Izgradnja genomske slagalice

Jedan od načina na koji naučnici istražuju mogućnosti je da uzmu genom žive vrste i urede njen DNK tako da više liči na onu izumrlog rođaka.

Prvi korak u ovom procesu zahteva netaknuti genetski nacrt izumrle životinje, kaže profesor Endrju Pask sa Univerziteta u Melburnu. Godine 2017, Paskov tim je sekvencirao genom tilacina (tasmanijskog tigra) iz maloletnog primerka koji se nalazi u kolekciji Muzeja Viktorije. „To je jedna od najboljih konstrukcija genoma koje imamo za tu izumrlu životinju“, kaže on.

„Nalazi se u mnogo malih sitnih komada kada ga dobijemo od izumrlog primerka, tako da je DNK razbijen.

Problem sa bilo kojim genomom sisara, ne samo tilacinom, je taj što se polovina našeg genoma sastoji od ponavljajućih sekvenci“, kaže Pask, a radi se o ponavljajućim obrascima A, C, G i T nukleotidnih baza. „Te delove je zaista teško sastaviti kada pravite svoju slagalicu, posebno zato što nemamo sliku na kutiji slagalice, ne znamo kako bi genom tasmanijskog tigra trebalo da izgleda .”

Ovde bi genom numbata mogao biti od pomoći. Numbati i tilacini su imali zajedničkog pretka koji je živeo pre oko 35 do 41 milion godina, „što nije tako davno u evolucionom vremenskom okviru“, kaže Parvinder Kaur, direktorka DNK zoološkog vrta Australije i vanredna profesorica na Univerzitetu Zapadne Australije.

Kaur procenjuje da numbati i tilacini dele 95% svoje DNK i da bi genom živog torbara mogao da se koristi kao referenca za popunjavanje praznina za tasmanijskog tigra, za koji „nemamo kompletan plan“.

Obe vrste pripadaju redu životinja Dasiuromorphia, koji takođe uključuje većinu australijskih mesoždera torbara, kao što su tasmanijski đavoli.

Genetski sastav ovih životinja „bio je visoko očuvan u smislu održavanja DNK u istom redosledu“, kaže Kaur.

Sveobuhvatni genom tilacina se zatim može uporediti sa genomom rođaka da bi se utvrdilo koje se sekvence razlikuju, kaže Pask. Koristeći Crispr-Cas9, metod za uređivanje genoma koji je dobio Nobelovu nagradu, moguće je učiniti da „svi oni delovi koji se razlikuju, izgledaju kao DNK tilacina“.

Iako je numbat genetski sličan tasmanijskom tigru, on nije idealan kandidat za uređivanje gena, kaže Pask. „Ne bismo koristili numbata zbog njegove specijalizacije kao mravojeda. Verovatno bismo koristili drugu vrstu, kao što je tasmanijski đavo ili neki drugi torbar mesožder, tako da će imati probavni sistem mnogo više nalik onom koji ima tilacin.”

Trenutno, uređivanje gena nije dovoljno napredno da bi se mogle blagovremeno promeniti sve različite sekvence u DNK tasmanijskog tigra. „Bilo bi potrebne stotine godina da se to uradi s našom trenutnom tehnologijom“, kaže Pask. Svaki povratak izumrle vrste putem ovog procesa bi stoga uključivao određivanje prioriteta koje sekvence DNK treba ciljati, čime bi se dobio uređen životinjski genom koji nije potpuno isti kao izumrli.“

Pask dodaje: „Tada moramo biti u mogućnosti da pretvorimo ćeliju koja sadrži DNK torbara u živu životinju, a ni tu tehnologiju još nemamo razvijenu.

Kratkotrajni uspeh oživljavanja izumrlih vrsta

Drugi način da se vrsta vrati iz mrtvih je kloniranje, poput ovce Doli, koristeći metod koji se zove nuklearni transfer somatskih ćelija. Proces uključuje uzimanje jezgra, strukture koja sadrži genom, iz ćelije izumrle životinje i ubacivanje u jaje žive srodne vrste, kojoj je uklonjeno sopstveno jezgro.

Ovaj metod oslanja se na netaknute ćelije izumrlih vrsta, tako da je praktičan samo kada je poslednja životinja nedavno umrla, što ga efektivno isključuje u slučaju tasmanijskog tigra.

Naučnici su već uspešno koristili ovu tehniku, iako je trijumf bio kratkog daha. Naime, 2003. istraživači su klonirali pirinejskog kozoroga, podvrstu iberske divlje koze, koja je izumrla kada je Siliju, poslednju živu jedinku, ubilo drvo koje je palo na nju. Tim je uspešno klonirao životinju, spasavajući ovu podvrstu od izumiranja na nekoliko minuta, pre nego što je novorođena životinja umrla usled oštećenja pluća.

Projekat Lazarus, prikladnog imena, koji vodi profesor Majk Arčer, paleontolog s Univerziteta Novog Južnog Velsa, koristi sličan pristup u pokušaju da vrati južnu želučnu žabu (vrsta kod koje majka inkubira mladunce u želucu). Poslednji poznati primerak ove žabe, koji je bio poreklom iz Kvinslenda, uginuo je 1983. godine, ali tim ima dobro očuvana tkiva.

Iako je projekat uspešno proizveo embrione u ranoj fazi, nijedan klon do sada nije preživeo faze punoglavca ili odrasle žabe.

Igranje Boga?

Jedno je pitanje kako vratiti vrstu iz mrtvih; da li treba to uraditi  je drugo.

Pask veruje da je tilacin jedan od najboljih kandidata za vraćanje izumrle vrste u život, jer postoje zdravi ekološki razlozi za njegov povratak. Vrhunski predatori poput tasmanijskog tigra igraju važnu ulogu u stabilizaciji ekosistema, kaže on.

Arčer se slaže, navodeći uspešno ponovno uvođenje vukova u nacionalni park Jelouston u SAD. „Primarno stanište gde je bio tilacin je još uvek tu, a životinje kojima su se hranili su još uvek tu“, kaže on.

Arčer, koji je prethodno predvodio projekat Australijskog muzeja 1999. u vezi sa oživljavanjem tilacina, koji je ukinut 2005., kaže da je vraćanje izumrle vrste u život „previše primamljiva i verovatno previše važna” tema istraživanja da bi je naučna zajednica ignorisala.

„Postoje oni ljudi koji bi tvrdili da se igramo Boga… Ja to ne prihvatam“, kaže on. „Ovde se radi o igranju pametnih ljudi, kako bismo ispravili vreme kada smo na jedan loš način izigravali Boga, i to tako što smo istrebili živa bića.“

U Sjedinjenim Državama, pokušaj da se vunasti mamut vrati uređivanjem genoma azijskog slona je široko objavljivan, a takođe i kritikovan.

„Ekološki, veoma je upian argument da se vrati ta životinja“, kaže Pask, iako je lično uzbuđen zbog projekta. „Mislim da to nije posebno dobro za životnu sredinu niti samog mamuta.“

„Pošto su vunasti mamuti izumrli hiljadama godina unazad, teže je sastaviti netaknuti genom“, kaže Pask. „Verovatnije je da će životinja koju vrate biti više spoj azijskog slona i mamuta, a ne vunasti mamut.“

Projekat genetskog oživljavanja mamuta „podriva tekuće napore da se spase svaka tužna vrsta na ivici“, napisao je 2017. Mark Karnal, kustos Prirodnjačkog muzeja Univerziteta Oksford.

Pask se slaže da je novac bolje potrošiti na napore za očuvanje ugroženih vrsta. „To je mnogo plemenitija misija od pokušaja da se vrati nešto što je mrtvo hiljadam] godina.”

Ipak, on veruje da su isti pristupi koji podupiru napore za prestanak izumiranja korisni kratkoročno za očuvanje torbara, posebno u suočavanju s egzistencijalnim pretnjama kao što su sve jači požari. „Nedavni požari koje smo imali počeli su da brišu populacije torbara koje imaju različitu genetsku raznolikost.

Ako bismo mogli da izađemo i sakupimo ćelije od vrsta zahvaćenih požarom, zamrznemo ih, a zatim vratimo članove te vrste s tom genetskom raznovrsnošću, zaista bismo mogli da pomognemo u zaštiti torbara od stvari poput ovih užasnih vremenskih neprilika.“

„Želimo da uradimo taj posao radi dobrobiti očuvanja torbara trenutno“, kaže on. „To će jednog dana pružiti osnovu koja bi nam bila potrebna ako želimo da razmotrimo povratak tilacina (tasmanijskog tigra).“