Apakah mungkin untuk menghidupkan kembali mammoth dan hewan punah lainnya
Miscellanea / / May 13, 2023
Menjelaskan spesialis DNA kuno Beth Shapiro.
Beth Shapiro meneliti DNA mamut, dodo, dan spesies punah lainnya. Dalam The Life We Created, dia menjelaskan bagaimana manusia berinteraksi dengan hewan sepanjang keberadaan mereka: memburu mereka, menjinakkan mereka, dan melindungi mereka dari kepunahan. Dengan izin Corpus, kami menerbitkan kutipan dari bab "Konsekuensi yang Dimaksudkan" tentang bagaimana para ilmuwan mencoba menghidupkan kembali mammoth.
Sebagian besar dari kita yang bekerja di bidang DNA purba terbiasa dengan pertanyaan tentang kebangkitan spesies yang punah - mungkin dengan bantuan bioteknologi. Apakah kita sudah melakukan ini? TIDAK? Jadi seberapa dekat para ilmuwan untuk melakukannya? Apakah mungkin untuk menghidupkan kembali spesies yang punah? Bagaimana proses pemulihannya? Saya selalu menjawab hal yang sama - tidak, belum, hampir tidak dalam waktu dekat.
Membuat salinan yang tepat dari spesies yang punah tidak mungkin dan kemungkinan besar tidak akan pernah mungkin.
Tetapi ada teknologi yang suatu hari nanti mungkin akan memungkinkan kita untuk menghidupkan kembali komponen spesies yang punah - ciri-cirinya yang punah.
Katakanlah seorang ilmuwan dapat memodifikasi seekor gajah dengan menambahkan sepotong DNA yang muncul selama evolusi mammoth dan gajah akan menumbuhkan rambut dan mengembangkan lapisan lemak subkutan yang tebal, sehingga ia dapat bertahan dari cuaca beku Arktik. Merpati berekor belang dapat dimodifikasi agar menyerupai merpati penumpang dalam warna bulu dan bentuk ekornya. Tetapi apakah gajah yang dimodifikasi dan merpati berekor ini akan menjadi mammoth dan merpati penumpang yang sebenarnya? Saya rasa tidak.
Mengapa kita tidak bisa mengembalikan spesies yang punah? Ada seribu alasan mengapa spesies punah sulit untuk dihidupkan kembali: dari kerumitan teknis murni hingga pertanyaan etis tentang manipulasi spesies dan tantangan lingkungan yang terkait dengan kebutuhan untuk melepaskan spesies yang dibangkitkan ke lingkungan di mana mereka tidak ada, mungkin sudah puluhan seribu tahun. Beberapa masalah teknis dapat diatasi (mengedit garis kuman burung, mentransplantasikan embrio gajah ke induk penangkaran), yang lain tidak mungkin dipecahkan (kembalikan mikroflora usus dari badak berbulu yang punah, temukan ibu pengganti Steller's sapi).
Ambil, misalnya, mammoth. Saya mengetahui tiga kelompok penelitian yang saat ini sedang mengerjakan pembuatan ulang mammoth. Dari jumlah tersebut, dua dipimpin oleh Hwang Woo-seok dari Yayasan Riset Bioteknologi Suam Korea Selatan dan dipimpin oleh Akira Iritani dari Universitas Kindai di Jepang - berusaha mengkloning mammoth, yaitu menghidupkannya kembali melalui proses, hasil yang paling terkenal adalah kelahiran boneka domba.
Karena kloning membutuhkan sel hidup, Hwang berharap menemukan sel mammoth hidup yang selamat dalam bangkai beku, yang sekarang (berkat pemanasan global) mencair di Siberia abadi permafrost. […] Kerugian dari metode ini adalah tidak boleh ada sel hidup pada bangkai mammoth yang membeku, karena proses pembusukan sel segera dimulai Setelah mati. Kelompok kerja Iritani, bagaimanapun, mengakui bahwa sel mammoth yang hidup tidak mungkin ditemukan, dan beralih ke molekuler. biologi untuk menghidupkan kembali sel mammoth yang mati, atau setidaknya mencapai kemiripan kehidupan yang mereka bisa klon. Rencana Iritani adalah memaksa protein dari telur tikusdirancang untuk memperbaiki DNA yang rusak, merekonstruksi DNA yang rusak dalam sel raksasa.
Pada tahun 2019, Iritani dan rekannya menerbitkan sebuah makalah yang menjelaskan bagaimana mereka mencoba melakukan ini dengan sel-sel dari bangkai mammoth yang diawetkan dengan baik bernama Yuka. Artikel ini segera disambut oleh pers populer sebagai pertanda kebangkitan mammoth yang akan segera terjadi, tetapi bukti tampaknya menunjukkan sebaliknya. Meskipun sel Yuka terawetkan dengan sangat baik dibandingkan dengan mumi mammoth lainnya, protein tikus tidak terlalu berhasil memperbaiki DNA sel.
Tidak mungkin mengkloning mammoth karena semua sel mammoth sudah mati.
Kelompok ketiga yang berharap untuk menghidupkan kembali mammoth dipimpin oleh George Church dari Wyss Institute for Biological Engineering di Harvard University. Ilmuwan mengakui bahwa tidak mungkin menemukan sel hidup mammoth, mengingat mammoth terakhir mati lebih dari tiga ribu tahun yang lalu. Namun, Gereja tidak setuju bahwa ini mengecualikan kemungkinan itu membangkitkan mammoth. Dia menekankan bahwa kita memiliki persediaan sel hidup yang tak ada habisnya hampir seperti mammoth - gajah India - yang dapat ditanam di laboratorium dan diubah dari hampir mammoth menjadi mammoth sepenuhnya dengan alat sintetis biologi. Untuk tujuan ini, Church meluncurkan program menggunakan CRISPR untuk memasukkan DNA ke dalam sel gajah India. perubahan kecil (satu per satu) sampai genom sel sama persis dengan genom raksasa.
berbelok genom gajah ke dalam genom mammoth adalah tugas dengan proporsi yang menakutkan. Garis yang mengarah ke gajah India dan mammoth berbulu menyimpang lebih dari lima juta tahun yang lalu. Karena sisa-sisa mammoth terawetkan dengan baik, para ilmuwan yang bekerja dengan DNA purba telah mampu merekonstruksi beberapa genom dari sisa-sisa ini secara keseluruhan. Ketika dibandingkan dengan genom gajah India, ternyata mereka memiliki sekitar satu juta perbedaan genetik.
Saat ini, tidak mungkin membuat sejuta modifikasi pada DNA sel sekaligus - tidak ada metode yang tersedia untuk mengedit genom yang memungkinkan. Untuk membuat begitu banyak perubahan, genom harus secara fisik dipecah menjadi banyak fragmen pada saat yang sama, sebuah bencana potensial yang tidak mungkin membuat sel pulih. Selain itu, setiap modifikasi (atau serangkaian modifikasi) memerlukan mekanisme pengeditannya sendiri, dan upaya untuk memasukkan semuanya ke dalam sangkar sekaligus jelas tidak akan menghasilkan hal yang baik.
Sejauh ini, kelompok Gereja melakukan satu atau lebih modifikasi sekaligus, memastikan semuanya selesai. dengan benar, dan kemudian mengambil sel dengan modifikasi yang benar dan mengarahkannya ke babak berikutnya mengedit. Terakhir kali saya bertanya kepada Church bagaimana keadaan mereka, dia mengatakan bahwa timnya telah menambahkan sekitar 50 modifikasi, mengganti beberapa gen dengan varian mammoth, yang menurut penelitian membuat mammoth lebih mirip mammoth daripada gajah. Saat ini, tim Church memiliki sel-sel hidup yang, jika dikloning, akan berisi instruksi genetik yang memulihkan beberapa sifat mammoth. Ini bukan sel mammoth, melainkan seperti mammoth.
Apakah mungkin mengkloning sel Gereja raksasa? Teknologi kloning, terutama untuk hewan peliharaan seperti domba dan sapi, telah meningkat secara signifikan sejak tahun 2003, ketika domba Dolly lahir. Namun, dalam kasus jenis lain, banyak waktu dihabiskan untuk mengklarifikasi semua detail yang diperlukan: bagaimana dan kapan harus mengambil telur, cara membuat budaya yang ideal untuk perkembangan awal embrio, kapan menanamnya dengan pengganti ibu. Dan kendala utamanya adalah tahap pemrograman ulang, di mana sel somatik lupa bagaimana menjadi sel sejenis, dan berubah menjadi sel sejenis yang bisa menjadi hewan utuh. Langkah ini jarang dilakukan dengan benar—sangat jarang sehingga tingkat keberhasilan upaya kloning hampir tidak melebihi 20%, bahkan untuk spesies yang selalu dikloning oleh para ilmuwan.
Gajah tidak pernah dikloning, sebagian karena tidak ada pasar khusus untuk gajah hasil kloning.
Pasar tiruan kami lokal hewan tumbuh. Perusahaan bioteknologi Boyalife Genomics sedang membangun pabrik kloning ternak di Tianjin dan mengklaimnya itu akan dapat memelihara satu juta sapi wagyu hasil kloning setiap tahun untuk memenuhi permintaan daging sapi Cina yang terus meningkat. pasar.
Perusahaan Hwang, Sooam Biotech, siap mengkloning Anda doggy, dan di ViaGen Pets, yang berbasis di Texas, mereka memiliki seekor anjing, kucing, dan bahkan kekasih kuda. Namun entah kenapa, hanya sedikit orang yang berusaha mengkloning gajah kesayangannya.
Mungkin tidak mungkin mengkloning gajah. Gajah adalah hewan besar dengan sistem reproduksi yang sangat besar. Ini memperumit langkah-langkah kritis dalam proses kloning, seperti memanen telur untuk transfer nuklir. dan masuknya embrio yang sedang berkembang ke dalam rahim ibu pengganti, karena selaput dara pada gajah berada di antara kehamilan beregenerasi (memiliki lubang kecil tempat masuknya sperma jantan, tetapi bagi embrio gajah ini merupakan hambatan yang signifikan dan mungkin tidak dapat diatasi). Gajah India juga merupakan spesies yang terancam punah, artinya jika teknologi ini masih belum melampaui kemampuan sains, sebaiknya diterapkan pada penangkaran gajah.
Bahkan jika kloning gajah menjadi layak secara teknis (dan etis), tidak sepenuhnya jelas apakah induk gajah dapat melahirkan bayi mammoth.
Lima juta tahun adalah waktu evolusi yang panjang, dan banyak sekali perbedaan antara DNA. Intinya, perbedaan evolusi antara mammoth dan gajah India hampir sama dengan perbedaan antara manusia dan simpanse. Sulit membayangkan induk simpanse menggendong bayi manusia (dan sebaliknya).
Kebetulan ibu pengganti telah berhasil menghasilkan anak dari spesies yang berbeda, jadi jarak evolusi mungkin bukan keputusan. Anjing domestik melahirkan anak serigala hasil kloning, domestik kucing - anak kucing stepa yang sehat, dan satu sapi domestik melahirkan anak gaur hasil kloning yang sehat.
Eksperimen ini membuktikan apa yang dicurigai para ilmuwan sejak awal: semakin jauh hubungan antara dua spesies, terlibat dalam kloning antarspesies, semakin rendah kemungkinan keberhasilan pada setiap tahap proses kloning. Hingga saat ini, kerabat paling jauh yang terlibat dalam percobaan kloning antarspesies yang sukses adalah unta berpunuk satu dan berpunuk dua (dromedaris dan baktria), yang jalur evolusinya menyimpang sekitar empat juta tahun yang lalu.
Terlepas dari periode evolusi yang begitu lama, pada tahun 2017, unta dromedaris domestik melahirkan unta berpunuk ganda hasil kloning. Ini sangat menjanjikan baik untuk unta baktria (mereka hampir menjadi yang pertama dalam daftar mamalia besar yang terancam punah), dan untuk konservasi. alam secara keseluruhan, karena peristiwa ini sendiri menekankan betapa canggihnya teknologi kloning dan bagaimana jangkauan spesies yang dapat diselamatkan oleh kloning tersebut. metode.
Pada tahun 2003, seekor ibex Iberia betina lahir tiga tahun setelah spesiesnya punah. Empat tahun sebelumnya, sebuah kelompok yang dipimpin oleh Alberto Fernandez-Arias, yang kini menjadi kepala Kementerian Perburuan, Penangkapan Ikan, dan lahan basah Otonomi Spanyol Aragon, mengumpulkan sel-sel Celia, individu terakhir dari ibex Pyrenean, dan menundukkan mereka instan pembekuanagar tidak merusak DNA. Kemudian Fernandez-Arias dan rekan-rekannya menghabiskan beberapa tahun mengembangkan strategi kebangkitan kambing gunung. Mereka mencoba mengambil telur untuk mengkloning sel Celia dari kambing gunung liar lainnya, tetapi hewan liar tidak terbiasa dengan manusia dan pandai melarikan diri, jadi percobaan gagal.
Untungnya, lebih mudah mengumpulkan telur dari kambing peliharaan. Alih-alih DNA kambing domestik, para ilmuwan memasukkan DNA sel somatik beku Celia ke dalam telur, setelah itu 57 telur yang diubah ditanamkan ke ibu pengganti. Sel-sel ini adalah hibrida dari kambing domestik dan ibex Pyrenean. Tujuh embrio tertanam dan satu betina lahir hidup. Sayangnya, betina kloning memiliki kelainan paru bawaan, mungkin disebabkan oleh kerumitan proses kloning, dan dia meninggal dalam beberapa menit. Upaya untuk menghidupkan kembali ibex Iberia dari sel Celia telah ditunda, tetapi selnya masih disimpan dalam keadaan beku.
Kemungkinan suatu hari nanti para ilmuwan akan dapat mengkode ulang genom gajah menjadi genom mammoth dan mengkloningnya. kandang dengan menanamnya bersama induk gajahnya, namun prosesnya sendiri dapat mencegah kebangkitan mammoth perkembangan.
Mammoth kloning yang lahir dari induk gajah (atau rahim buatan yang disukai oleh George Church sebagai solusi untuk masalah kloning gajah) mungkin akan terlihat seperti mammoth.
Hampir semua dari kita di antara kenalan kita memiliki saudara kembar identik, jadi kita bisa membayangkan seberapa besar pengaruh DNA terhadap penampilan. Tapi teman kembar kita tidak bisa dipertukarkan. Mereka memiliki pengalaman hidup yang berbeda, penyebab stres yang berbeda, pola makan yang berbeda, dan lingkungan yang berbeda… singkatnya, mereka adalah orang yang sama sekali berbeda. Akankah ada mammoth yang telah melalui jalur perkembangan intrauterin gajah, dibesarkan oleh gajah, diberi makan makanan gajah dan memiliki mikroflora gajah usus, berperilaku seperti mammoth - atau masih seperti gajah?
Tidak masalah, tentu saja, jika tujuan akhir kita adalah menciptakan gajah dengan beberapa sifat mammoth, yang mungkin kita inginkan. Namun jika kita ingin membuat mammoth, kita juga perlu membuat ulang seluruh habitat mammoth, dari pembuahan hingga kematian. Dan lingkungan ini, sayangnya, juga mati.
Buku "The Life We Created" juga menghilangkan mitos tentang rekayasa genetika. Beth Shapiro berbicara tentang bagaimana tren ini memengaruhi produksi ternak dan membantu melindungi spesies yang terancam punah dari kepunahan.
Beli bukuBaca juga🐍
- Apakah evolusi sedang berlangsung? Bagaimana orang telah berubah sejak Darwin
- "Survival of the fittest": 10 mitos paling terkenal tentang evolusi
- “Hal utama dalam hidup adalah kematian”: wawancara dengan ahli epigenetik Sergei Kiselev