Így lehetne mamutot* csinálni

*Ami valójában inkább egy sarkvidéki elefánt lenne.

A gyapjas mamut és az elefántok közti genetikai különbségek vizsgálata feltárja, hogyan viselték el a jégkorszaki óriások a hideget.

Egy gyapjas mamut rekonstrukció. Forrás: Wikipedia

Az elefántokkal ellentétben, a gyapjas mamutok hideg klímában érezték jól magukat, a hőveszteséget csökkentő hosszú szőrű bundájukkal, vastag zsírrétegeikkel és kis füleikkel. Most először kutatók széleskörűen katalogizáltak több száz genetikai mutációt, amely ezekhez a különbségekhez vezet.

A kutatás arra is választ ad, hogyan alakultak ki a gyapjas mamutok az ázsiai elefánttal közös ősükből és receptként szolgálhat Szibériában túlélni képes, mamuthoz hasonló elefántok létrehozására.

“Ezek azok a gének, amelyeket módosítanunk kellene egy elefánt genomban ahhoz, hogy egy olyan állatot csináljunk, amely bár többnyire egy elefánt, hideg klímában is túl képes élni.”

- mondta el Beth Shapiro, egy a kaliforniai egyetemen dolgozó evolúciós genetikus, aki nem vett részt ebben a kutatásban.

Bármennyire is furcsán hangzik, egy ezt célzó projekt már korai szakaszban zajlik egy bostoni kutató laboratóriumban.

Az első gyapjas mamut genomot 2008-ban publikálták a Nature-ben. Az túl sok hibát tartalmazott még ahhoz, hogy pontosan meg lehessen állapítani, milyen különbségek vannak a mamut és az elefántok közt. Más tanulmányok egyes mamut génekre fókuszáltak, azonosítva mutációkat, amelyek vékony bundát és hidegtűrő oxigén szállító hemoglobin fehérjéket adtak az állatoknak.

A friss tanulmányban Vincent Lynch, a Chicagói Egyetemen dolgozó evolúciós genetikus és csoportja bemutatja, hogyan szekvenálták meg három ázsiai elefánt és két gyapjas mamut genomját (az egyik 20 ezer éve, a másik 60 ezer éve halt meg) nagyon nagy pontossággal. 1.4 millió DNS bázis különbséget találtak a mamut és elefántok közt, amelyek 1600 fehérje kódoló gén szekvenciáját módosítják.

A szakirodalom és adatbázisok segítségével a kutatók megnézték, hogy milyen feladatot látnak el azok a fehérjék más élőlényekben. Ez több tucat olyan gént tárt fel, amely szerepet játszik a bőr, szőrzet, zsírrétegek kialakításában, az anyagcsere szabályozásában, hőmérséklet érzékelésben és más dolgokban, amelyek biológiailag relevánsak lehetnek a sarkvidéki életmódhoz való alkalmazkodáshoz.

Sok gén, amely a mamutokban változásokat mutat, a biológiai óra beállításáért felelős. Ez egy potenciális adaptáció egy sötét telekkel és 24 órás napfényes nyarakkal jellemezhető világhoz. Más sarkvidéki élőlények, például a rénszarvasok is rendelkeznek hasonló mutációkkal.

Továbbá a mamut genom extra másolatokat tartalmaz olyan génekből, amelyek a zsírsejtek termeléséért felelősek, variációk vannak az inzulin jelátvitelhez kapcsolódó génekben is. Néhány elefántok és mamutok közt eltérő gén a hő érzékelésben és ennek az agyba való továbbításában játszik szerepet.

A kutatócsoport “felélesztette” az egyik hő érzékelésért felelős gén mamut verzióját, amely a TRPV3 fehérjét kódolja. Ez a fehérje a bőrben termelődik és befolyásolja a szőr növekedést is. A létrehozott szekvenciát beillesztették emberi sejtek genomjába és ezeket a sejteket különböző hőmérsékleti körülményeknek tették ki. Ez feltárta, hogy a mamut TRPV3 fehérje kevésbé reagál a hőmérséklet változásaira, mint az elefántokban lévő verziója.

A következő lépés Lynch szerint ugyan ezen gén beillesztése elefánt sejtekbe, amelyek úgy lettek kémiailag programozva, hogy embrionális őssejtekként viselkedjenek és több sejttípussá is képesek legyenek differenciálódni. Ilyen indukált pluripotens őssejtek (iPS) segítségével különböző szövetekben lehetne vizsgálni a mamut fehérjéket. A kutatócsoport más mamut mutációk hatását is vizsgálná az iPS sejtekkel.

Hasonló kutatások már folynak George Church genetikus Boston-i laborjában. A CRISPR/Cas9 technológia segítségével, amely lehetővé teszi gének szerkesztését, a kutatócsoport olyan elefánt sejteket hozott létre, amelyek 14 gén mamut verzióját tartalmazzák és potenciálisan a hidegtűrés kialakításáért felelnek.

Ez a munka alapozhatja meg egy teljes gyapjas mamut genom létrehozását - és talán a gyapjas mamut felélesztését, vagy legalább egy sarkvidék kompatibilis ázsiai elefánt létrehozását. Ez utóbbi egyszerűbb lenne, mivel kevesebb módosítást kellene hozzá tenni az elefánt genomban. Egy 16 négyzetkilométeres park észak Szibériában potenciálisan otthonául is szolgálhatna egy hidegtűrő elefánt populációnak.

Sok technológiai akadályt kellene leküzdeni ahhoz, hogy genetikailag módosított gyapjas mamuthoz hasonló elefántokat hozzanak létre kutatók, nem beszélve arról, hogy még nem ismerjük eléggé az elefántok szaporodásbiológiáját.

Az persze, hogy jó ötlet-e ezzel próbálkozni, már egy más kérdés. Egy kihalt fajhoz hasonló új faj létrehozása komoly etikai kérdéseket vet fel.

(via Nature News)

Népszerű
Uralkodj magadon!
Új kommentelési szabályok vannak 2016. január 21-től. Itt olvashatod el, hogy mik azok, és itt azt, hogy miért vezettük be őket.