Historie a modernost Proč ještě nebyli naklonováni mamuti?
Žukovskaja D.
Vědci totiž našli spoustu pozůstatků těchto vyhynulých zvířat.
Proč nevzít například genetický materiál pryskyřníka, dokonale zachovalého mamuta srstnatého v sibiřském permafrostu, který objevili ruští paleontologové v roce 2013? Nebo látky mamutího mláděte Dima? Nebo mamutí mládě Lyuba, nalezené v roce 2007 pastevci sobů v Yamalu?
Rekonstrukce vzhledu mamuta srstnatého. Zdroj: BBC
A co klonování dalších vyhynulých zvířat? Proč se pro nás Jurský park s úrovní technologie, kterou nyní máme, ještě nestal realitou?
Jak už to tak bývá, vše není tak jednoduché, jak se na první pohled zdá.
Mláďa mamuta Lyuba, který žil asi před 40 tisíci lety. Zdroj: Royal BC Museum
Ano, vědci mumifikovali pozůstatky mamutů různých druhů. Mají také kostry jiných vyhynulých zvířat. V roce 2009 se dokonce pokusili naklonovat jeden vyhynulý druh.
Řeč je o kozorožci iberském (Capra pyrenaica pyrenaica), jehož poslední zástupce uhynul v roce 2000 (spadla na něj těžká větev).
Iberský kozorožec. Ilustrace R. Lydekker, 1898 Zdroj: Wikipedie
Genetický materiál byl odebrán ze zmrazené tkáně kozorožce. Z něj bylo klonováním vytvořeno 208 embryí a implantováno do samic dalších poddruhů španělského Tura a koz.
Bylo implantováno pouze 7 embryí a pouze 1 těhotenství skončilo úspěšně.
Vycpaný kozorožec iberský. Kresba: Roger Culos. Zdroj: Wikipedie
Novorozená koza zemřela téměř okamžitě na selhání dýchání. Pitva prokázala malformaci plic. Ostatní orgány se vyvíjely normálně.
Anomálie (malformace) plodu jsou při klonování běžným jevem. „Zlomy“ nastávají, když se DNA pohybuje z jedné buňky do druhé, tzn. s tzv. mícháním DNA.
Mrtvola mamutího pryskyřníka, nalezená na Sibiři v roce 2013. Zdroj: © Renegade Pictures
V případě kozorožce iberského měli vědci dostatek genetického materiálu k vypěstování embrya. Proto ve skutečnosti mohli začít s klonovacími experimenty.
V případě mamutů je problém, že prostě není materiál na klonování.
Genetický materiál je velmi křehká látka. K jeho uskladnění potřebujete ideální podmínky – nízké teploty a stálou vlhkost. Pouze v tomto případě lze zaručit, že DNA zůstane neporušená.
Úplná sekvence mamutího genomu zatím nebyla objevena na žádném z mamutích těl. Tkáně pampelišky obsahují dostatečně dlouhé řetězce DNA, se kterými lze pracovat, a doufá se, že je lze propojit a vytvořit tak kompletní genom. To vše však zatím zůstává v rovině teorií.
Mamutí mládě Dima, nalezené v roce 1977 v permafrostu. Kopie uchovávaná v Královském institutu přírodních věd, Brusel, Belgie
Navíc, i když se podaří rozluštit mamutí genom, není skutečností, že samotný proces klonování (narození mamutích telat) bude úspěšný. Nepovedený experiment s kozorožcem iberským, bohužel, potvrzuje, že nám v dohledné době nehrozí skutečný Jurský park.
Mrtvola jeskynního medvěda byla objevena v Jakutsku. Tento druh vyhynul před 15 tisíci lety, ale díky permafrostu si zvíře zachovalo zuby, srst a vnitřní orgány. Dříve vědci naráželi pouze na lebky a kosti. Nyní budou úlomky těla pečlivě prozkoumány, aby se určilo jejich přesné stáří.
V polárních oblastech se pravidelně nacházejí pozůstatky pravěké fauny. A už mnoho let se mluví o tom, že tyto nálezy lze využít k obnově druhů, které už dávno zmizely z povrchu Země. AiF.ru zjistila, zda je možné naklonovat stejného jeskynního medvěda nebo řekněme mamuta.
“Jako předevčírem jsem se pásl na trávníku!”
„Musíme studovat mršinu medvěda pomocí všech moderních vědeckých výzkumných metod – molekulární genetiky, buněčné, mikrobiologické a dalších. Práce jsou plánovány stejně rozsáhlé jako při studiu mamuta Malolyakhovského,“ říká Vedoucí laboratoře molekulární paleontologie Severovýchodní federální univerzity (NEFU) Lena Grigorieva, komentuje nedávný objev.
Pozůstatky jeskynního medvěda byly objeveny na Ljachovových ostrovech v Severním ledovém oceánu. Toto souostroví je Klondikem starověké fauny, jakýmsi „mamutím kontinentem“, kde je nejvyšší koncentrace genetického a tkáňového materiálu těchto zvířat na planetě. Těla mamutů se nalézají zpravidla po rozmrznutí nebo po vyplavení zmrzlých usazenin vodou v místech, kde uhynuli. Po vytěžení se ostatky zasílají do vědeckých center (včetně zahraničí), kde s nimi vědci pracují.
Mamut Malolyakhovsky, o kterém se zmiňuje Lena Grigorieva, byl nalezen v roce 2013 na ostrově Maly Lyakhovsky. Když členové expedice ostatky objevili, nevěřili svým očím: látky byly dokonale zachovalé – měkké, červené. A když byl krumpáč použit k proražení ledových dutin kolem těla, vytekla tmavě červená tekutina, která, jak se později ukázalo, byla krví zvířete, které zemřelo před 43 tisíci lety.
„Vypadá to, jako by se předevčírem páslo na trávníku. Je to prostě zázrak: krev, svaly, dokonce i stéblo zelené trávy ve střevech!“ – překvapili se pracovníci Severovýchodní federální univerzity, kam byl mamut dodán (ano, ukázalo se, že jde o samici ve věku 50-60 let). Vědci pitvali tkáň a izolovali vzorky krve. Pak Viceprezident Asociace lékařských antropologů Radik Khairullin řekl: “Získaná data umožňují s vysokou mírou pravděpodobnosti naklonovat mamuta.”
Japonci hledali sperma
“Abych byl upřímný, žádný vědec ještě nikdy neviděl tekutou mamutí krev,” řekl rozžhavený. vedoucí expedice, která objevila ostatky na ostrově Maly Lyakhovsky, hlavní výzkumník NEFU Semjon Grigoriev. Je také ředitelem Muzea mamutů v Jakutsku – stejného, kam navštívil v roce 2014 Vladimir Putin a zeptal se: „Měkké tkáně byly zachovány. Takže tohle lze naklonovat?” Následujícího dne vyšly noviny s titulky „Putin chce naklonovat mamuta“.
Vědci nemohli najít neporušenou molekulu DNA v měkkých tkáních mamuta Malolyakhovskaja. Pokud jde o krev, vědci z NEFU byli přesvědčeni, že obsahuje červené krvinky, leukocyty a hemoglobin. Jsou ale vhodné pro klonování?
“Běda, krev není vhodná pro klonování.” Musíme hledat živé buňky ve svalové tkáni, ale to se ještě nepodařilo,“ říká Semjon Grigorjev. — Nalezení jádra buňky se zachovanou DNA je prvním úkolem našeho společného projektu s Korejci. Svého času jsme spolupracovali s Japonci, provedli tři expedice v Jakutsku v naději, že najdou živé mamutí sperma a oplodní jím slona. To je ale obecně nereálná představa. A pak na nás přišli Korejci. Profesor Hwang Woo Seok řekl, že dlouho snil o klonování mamuta. Taková myšlenka nás nikdy ani nenapadla, ale s klonováním zvířat má bohaté zkušenosti. Korejci nám poskytli zařízení, které hledá živé buňky v tkáních fosilních zvířat.“
Američan má neméně ambiciózní plány genetika George Churche. Má v úmyslu uměle shromáždit mamutí DNA, pak ji zasadit do sloního vajíčka a nechat náhradní matku, rovněž slonici, donést ji do termínu. Vědec uvedl, že střapatí obři s chobotem se budou moci vrátit do přírody do 10 let. Jejich výskyt v tundře přispěje k oživení dávných pastvin a obnově ekosystémů.
Kde se nyní klonování používá?
AiF.ru hovořil s AiF.ru o tom, zda je nutné klonovat vyhynulá zvířata a jaké problémy vědci při pokusu o provedení tohoto postupu čelí Doktor biologických věd, vedoucí laboratoří Ústavu molekulární genetiky a Ústavu genové biologie Ruské akademie věd, profesor Rutgers University (USA) Konstantin Severinov.
Dmitrij Pisarenko, AiF.ru: Konstantine, před 20 lety bylo klonování na rtech všem, a pak to téma někam zmizelo. Ztratili o to vědci zájem?
Konstantin Severinov: V dnešní době není klonování ani tak vědou, jako spíše technologií, která je známá a poměrně široce používaná. Například v zemědělství lze klonování využít k zachování vynikajících (z pohledu spotřebitele) vlastností jednotlivých zvířat. Při sexuální reprodukci jsou tyto vlastnosti „rozbité“, protože k produkci potomků jsou potřeba dva rodiče a z genetického hlediska bude dítě složitou směsí rodičovských vlastností. A s klonováním bude potomek téměř přesnou genetickou kopií jediného „rodiče“. Z těchto důvodů jsou ve Spojených státech klonováni závodní koně a v Jižní Koreji vynikající policejní psi.
První savec, ovce Doli, byl klonován před 24 lety. Za účelem získání Dolly bylo učiněno několik stovek pokusů přenést genetickou informaci dárkyně, genetické „matky“ Dolly, do neoplozených vajíček, zbavených vlastního genetického materiálu, a znovu je vysadit náhradními matkami. A pouze v jednom případě došlo k pozitivnímu výsledku. Od té doby byla technologie testována na mnoha dalších druzích, což výrazně zvýšilo její účinnost ve srovnání s tím, co bylo v polovině 90. let.
– Jedna věc je ale klonovat zástupce živého druhu a něco úplně jiného je klonovat vyhynulý druh. Je to principiálně možné?
– Možná. Jedním z prvních relativně úspěšných experimentů bylo klonování pyrenejské horské kozy, která byla nedávno prohlášena za vyhynulou. Je pravda, že kůzlátko zemřelo brzy po narození, ale samotný fakt jeho narození byl vědeckým úspěchem. Jde o první klonování ohroženého druhu v historii.
S klonováním zvířat, která vyhynula před tisíci lety, existují dva vážné problémy. Prvním je bezpečnost vzorků. To, že se někde ve věčně zmrzlé půdě našel kus masa řekněme z mamuta, neznamená, že se v buňkách zachovala neporušená DNA. A to je nejdůležitější. V průběhu času se molekuly DNA (jedná se o dlouhá a velmi tenká vlákna, která se nacházejí v chromozomech) rozpadají na krátké fragmenty. K tomuto procesu dochází spontánně a v důsledku toho bude genetická informace, pokud si ji představíme ve formě knihy, při dlouhodobém skladování podobná knize, která prošla skartovačkou.
– Jsou molekuly DNA tak zranitelné?
— Vysvětlím na příkladu člověka. Máme 46 chromozomů. Každý obsahuje jednu molekulu DNA. Můžeme říci, že veškerá naše genetická informace je zapsána ve 46 velmi dlouhých molekulách. Pokud je vyjmete z jedné klece, rozložíte a položíte na sebe, bude celková délka téměř dva metry. A tyto dva metry genetické informace (asi 6 miliard „písmen“ DNA, kde je napsáno, že ty jsi ty a já jsem já a oba jsme jedinci druhu Homo sapiens) jsou zabaleny v každé buňce našeho těla. Dokážete si představit, jak snadno se taková vlákna přetrhnou.
Zatímco žijeme, speciální buněčné systémy neustále zacelují vzniklé mezery. A rychle se hromadí v mrtvých tkáních, dokonce i v podmínkách permafrostu. Ale abyste mohli provést klonovací postup, musíte odebrat celou DNA z buňky vyhynulého zvířete a vložit ji do neoplodněného vajíčka živého zvířete, ze kterého bylo předtím odstraněno jádro. Obecně se zdá, že je nemožné získat klonovatelnou, neporušenou starověkou (paleo) DNA.
Ale je tu druhý problém. I kdybychom našli vzorky tkání vyhynulých zvířat, jejichž buňky obsahují neporušenou starověkou DNA, museli bychom tato jádra implantovat do vajíčka náhradní matky (v případě mamuta by to samozřejmě musel být slon) a doufat že nosí plod. Bude ale nosit tvora úplně jiného druhu a nelze zaručit, že nebudou problémy v těhotenství, při nošení plodu atp.
Co to dělá?
– Je možné uměle vytvořit DNA vyhynulého zvířete?
“Možná je tato nepřímá metoda slibnější než přímé přímé klonování.” Určení genomu mamuta nebo jeskynního medvěda není technicky obtížné. I když se DNA časem rozpadne, vědci dokážou získat veškerou genetickou informaci z buněk objevených tkání. Konkrétně se takto četl neandrtálský genom.
Vzhledem ke genomu vyhynulého živočicha a jeho nejbližšího žijícího příbuzného můžeme tyto genomové sekvence porovnat (v našem případě mamuta a slona). Genetické texty budou velmi podobné, ale budou zde také rozdíly. Tyto rozdíly jsou zřejmě zodpovědné za to, že slon je slon a mamut je mamut. Dalším krokem by mělo být, že pomocí metod genetického inženýrství (také nazývaných metody úpravy genomu) musíme pomalu začít nahrazovat sekvence DNA ve sloních buňkách těmi, které se nacházejí v mamutech. Problém je, že takových rozdílů je několik milionů. Takže je to obtížná práce, ale je docela možná. Nyní genetik George Church Harvard se o to pokouší. Snad se mu to podaří.
– Myslíte si, že je nutné se o klonování vyhynulých zvířat vůbec pokoušet?
— Abych byl upřímný, nechápu, proč to dělám. Stačí říct: podívej, naklonovali jsme mamuta?
– Můžete vytvořit přírodní park. Ve stejném Jakutsku existuje projekt „Pleistocénní park“. Už je v ní spousta zvířat – jakutští koně, sobi, losi, zubři, bizoni. Mamut chybí.
— Pro park je nutné vytvořit různorodou populaci, zde to nebude omezeno na jednoho roztomilého mamuta nebo mládě jeskynního medvěda. Musíte mít několik stovek jedinců, kteří se od sebe geneticky liší. Jinak dojde k inbreedingu, inbreedingu a nevyhnutelné degeneraci.
Navíc nezapomínejme, že divoká zvířata vymírají, protože mizí jejich biotopy. Lidé každoročně ničí četné druhy zvířat a rostlin; Stanoviště a populace těch, které ještě existují, rychle ubývají.
Proč se nejprve nepostaráme o zachování živého a nevytvoříme si „hračky“, pro které na planetě není místo?
