Kan de wolharige mammoet echt nieuw leven worden ingeblazen? Wetenschappers zetten een kleine stap dichterbij

Meld u aan voor de wetenschapsnieuwsbrief Wonder Theory van CNN. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke vooruitgang en meer.

CNN
—

Een gedurfd plan om een ​​genetische kopie te maken van… Wolharige mammoetDe reus uit de ijstijd, die 4000 jaar geleden verdween, boekt volgens deelnemende wetenschappers enige vooruitgang.

Het langetermijndoel is het creëren van een olifant-mammoet-hybride die visueel niet te onderscheiden is van zijn uitgestorven voorouder en die, als hij in voldoende aantallen in zijn natuurlijke habitat wordt vrijgelaten, mogelijk kan helpen het kwetsbare Arctische toendra-ecosysteem te herstellen.

Het tot leven wekken van uitgestorven soorten is al meer dan tien jaar een lievelingsproject van Harvard-geneticus George Church. Het plan kwam in een stroomversnelling in februari 2021 toen Church samen met ondernemer Ben Lamm het in Dallas gevestigde Colossal Biosciences oprichtte en een geldinjectie ontving en de gloed van publiciteit die later dat jaar volgde.

Er blijven nog veel uitdagende taken over, zoals het ontwikkelen van een kunstmatige baarmoeder die een olifantsbaby kan dragen. Maar Colossal Biosciences zei woensdag dat het een “belangrijke stap” voorwaarts had gezet.

Church en Ariona Hesoli, hoofd biowetenschappen van Colossal, onthulden dat ze cellen van een Aziatische olifant, de nauwste levende verwant van de mammoet, hadden geherprogrammeerd naar een embryonale staat – een primeur. De stamcellen werden geëxtraheerd uit olifantencellen. Het team is van plan het werk in een wetenschappelijk tijdschrift te publiceren, maar het onderzoek is nog niet onderworpen aan peer review.

Deze gemodificeerde cellen, bekend als geïnduceerde pluripotente stamcellen of iPSC’s, kunnen in het laboratorium worden ontwikkeld om uit te groeien tot elk type olifantscel – een belangrijk hulpmiddel dat onderzoekers kunnen gebruiken bij het ontwerpen, testen en verbeteren van de resultaten van de genetische veranderingen die ze nodig hebben. maken om de Aziatische olifant de genetische eigenschappen te geven die hij nodig heeft om te overleven. Deze omvatten een wollige vacht, een laag isolerend vet en kleinere oren.

“Het mooie van cellen is dus dat ze zich voor onbepaalde tijd kunnen vernieuwen en zich kunnen differentiëren tot elk type cel in het lichaam”, zegt Hesoli, de hoofdwetenschapper van het bedrijf voor het enorme project.

De stamcellen zullen het voor natuurbeschermingswetenschappers ook gemakkelijker maken om de unieke biologische kenmerken van de Aziatische olifant te bestuderen. Vanwege hun grootte hebben deze wezens een unieke weerstand tegen kanker, om redenen die niet goed worden begrepen. De belangrijkste hindernis van het team bij het maken van de olifantencellijnen was het remmen van de genen waarvan men dacht dat ze die weerstand tegen kanker zouden verlenen.

De cellulaire onderzoekstechnieken van Colossal hebben een nieuwe weg geopend naar het redden van de bedreigde olifant, zegt Oliver Ryder, directeur genetica van de Wildlife Alliance in de dierentuin van San Diego.

“Het voornemen om iPSC's uit olifanten te produceren bestaat al jaren. Het is moeilijk te realiseren geweest”, zegt Ryder, die niet betrokken was bij het onderzoek. “De impact op het natuurbehoud zal liggen op het gebied van genetische redding en geassisteerde reproductie.”

Om voor de hand liggende redenen zijn in de natuur voorkomende olifantenembryo’s moeilijk te bestuderen. Rader zei dat de stamcellen wetenschappers in staat zouden stellen modelolifantenembryo's te maken die het gordijn zouden oplichten over hoe een olifant zich ontwikkelt tot een foetus – een ‘uiterst waardevol bezit’.

Stamcellen van olifanten vormen ook de sleutel tot de wedergeboorte van de mammoet. Zodra olifantencellen zijn aangepast zodat ze mammoetachtige genetische eigenschappen hebben, kunnen ze worden gebruikt om eieren, sperma en een embryo te maken dat in een soort kunstmatige baarmoeder kan worden geïmplanteerd. Dit zal echter jaren werk vergen.

Initieel gegeven Met een door Colossal gestelde deadline van zes jaar is het team van plan eerst bestaande kloontechnieken te gebruiken die vergelijkbaar zijn met die van 1996. Dolly de schapen, waarbij genetisch gemodificeerde cellen worden ingebracht in een donorei dat zal worden gedragen door een draagmoeder van een olifant. Hoewel deze technologie al een tijdje bestaat, zijn de resultaten echter wisselvallig. Velen vragen zich af of het gebruik ervan ethisch is Bedreigde dieren als alternatief vanwege de mogelijkheid van mislukken van pogingen.

“Ik denk dat de eerste geconstrueerde olifant een mijlpaal zal zijn en dat zou consistent kunnen zijn met de zesjarige voorspelling van Ben (Lam) vanaf 2021”, zei Church. “Het tweede waar we blij van zouden worden is dat we een product hebben dat echt koudebestendig is. Dan is de derde vraag of we het op een schaalbare manier kunnen doen, zonder dat er alternatieven nodig zijn. Dat is een onbekende afstand”, aldus Church.

Het onderzoeksteam van Colossal heeft de genomen van 53 wolharige mammoeten al geanalyseerd op basis van oud DNA dat uit fossielen is gewonnen. Uitgebreide bemonstering van dieren die in het verleden op verschillende plaatsen en op verschillende tijdstippen hebben geleefd, heeft wetenschappers geholpen de genen te begrijpen die mammoeten uniek maken.

“We hebben een lange weg afgelegd. De kwaliteit van mammoet-DNA is bijna net zo goed als die van olifanten en beide zijn bijna net zo goed als DNA dat uit mensen wordt gehaald”, zei Church.

Church en Hessoli hebben niet precies gezegd hoeveel genetische veranderingen ze verwachten aan te brengen in het DNA van de Aziatische olifant om een ​​mammoetachtig wezen te maken dat in staat is om de Arctische temperaturen te weerstaan. Genetici willen ook mammoeten maken zonder slagtand, zodat de dieren niet ten prooi vallen aan stropers.

Church, die voorop liep bij het werk voor Genetisch gemanipuleerde varkens Met mens-compatibele organen voor transplantatie is het volgens hem mogelijk om 69 wijzigingen tegelijk aan te brengen bij varkens. Het aantal aanpassingen dat nodig is om de Aziatische olifant bestand te maken tegen kou zou in grote lijnen vergelijkbaar zijn, zei hij.

Colossal beweert al lang dat mammoeten, als ze in voldoende aantallen terugkeren naar de meest noordelijke graslanden van de planeet, het ontdooien van de permafrost zouden helpen vertragen.

Sommige wetenschappers geloven dat grazende dieren zoals mammoeten, paarden en bizons vóór hun uitsterven de grond onder hen bevroren hielden door gras te vertrappen, bomen te vernietigen en sneeuw te verdichten.

Een Kleine studie In Siberia, gepubliceerd in 2020, wordt opgemerkt dat de aanwezigheid van grote zoogdieren zoals paarden, bizons, yaks en rendieren resulteerde in lagere bodemtemperaturen in het beschermde gebied waar ze werden gehouden vergeleken met het land buiten die grenzen. Het is echter moeilijk voor te stellen dat aan de koude aangepaste kuddes olifanten een grote impact zullen hebben op een regio die sneller opwarmt dan waar ook ter wereld. Andere deskundigen gezegd.

Colossal kondigde ook plannen aan voor een opwekking Tasmaanse tijger in 2022 en de dodo in 2023, maar het werk aan de mammoet ging veel langer door.