Colossal — компания, которая занимается разработкой технологий возрождения вымерших видов живых существ. Команда учёных из Colossal использует генную инженерию, молекулярную и клеточную биологию. Специалисты собираются заняться возрождением тасманийского волка, последний представитель которого умер в зоопарке в 1936 году, и птицы додо — символа человеческой жестокости и равнодушия. А ещё, возможно, мамонтов.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/9ea/263/e94/9ea263e94d33f6bd8b4b3af569369f73.jpg)
Что может помешать?
Базовая стратегия Colossal достаточно проста на первый взгляд. В лабораториях уже собраны геномы нескольких вымерших видов животных, а также геномы существующих животных — их близких родственников. Путём сравнения двух геномов учёные идентифицируют ключевые изменения в ДНК. Этот материал переносится в стволовые клетки, взятые у существующих сейчас видов. После чего «суррогатные мамы» смогут вынашивать новые эмбрионы. Одновременно учёным нужно будет использовать стволовые клетки нескольких особей, чтобы обеспечить генетическое разнообразие для стабильности новой популяции.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/1fb/047/000/1fb04700023a5b794930fbaafdd758fe.jpg)
Большинство этих технологий частично уже было опробовано. Например, зоогенетики умеют получать образования стволовых клеток, которые потом будут использованы для создания тканей и органов вымерших видов. Также проводились эксперименты генетического редактирования в небольших масштабах и даже создавались клонированные мыши из индуцированных стволовых клеток.
Но это совсем не означает, что существует чёткая инструкция по процессу деэкстинкции. С практической точки зрения будет сложно выявить все ключевые различия ДНК между вымершим видом животного и ныне живущим ближайшим к нему видом. А использование лишь части генетически отличающегося материала может привести к получению нежизнеспособных организмов. Управление процессом размножения у птиц требует глубокого понимания процесса формирования твёрдой скорлупы яйца. А у коал и других сумчатых животных рождение детей происходит относительно рано, но затем следует длительный период беременности в сумке. Такой процесс развития детёнышей отличается от более типичной беременности у других видов млекопитающих, где развитие младенцев происходит внутри матки до рождения. Поэтому не всё, что подходит мышам, будет работать на представителях других видов животных.
В случае с возрождением мамонтов перед учёными возникают препятствия иного рода. Для вынашивания эмбриона своего предка самке слона понадобится почти два года беременности. И даже в случае удачи до момента половой зрелости животного пройдёт около 15 лет. Только через 17 лет станет ясно, смогут ли мамонты размножаться в неволе. Любая неудача будет означать потерю огромного количества времени и ресурсов. Но оно того стоит, ведь ранее никто не пытался воссоздать мамонта.
Также стоит учитывать, в каких условиях пребывал биологический материал вымерших гигантов на протяжении 4 тысяч лет. Это также усложняет работу специалистов по деэкстинкции. Ещё слоны представляют собой очень общительных животных с высоким уровнем интеллекта. Давайте представим, что эксперимент оказался удачным и учёным удалось возродить малышей мамонтов. Способны ли слоны-родители обеспечить правильную среду для взросления волосатого слона, если учитывать, что люди ничего не знают об их реальных социальных потребностях для успешного выживания?
С учётом всей этой информации становится понятно, что изначально проект деэкстинкции мамонтов имеет высокую вероятность неудачи и, скорее всего, потребуются усилия нескольких поколений учёных. Даже если человечеству удастся возродить какой-то вид животных, они могут значительно отличаться от «оригинала».
До успеха — xⁿ попыток
Но Colossal не пугают предстоящие трудности, и шаг за шагом она идёт к своей цели. Учёные уже создали первые индуцированные стволовые клетки на основе материала слонов. Они планируют публиковать все свои действия в общедоступном репозитории для научного сообщества. База данных не только предоставляет доступ к техническим деталям процесса, но и подробно описывает долгий и трудный путь, который приходится проходить специалистам Colossal.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/1cd/604/376/1cd6043761528b52e7e3807e2c0d2b57.png)
На сегодня учёными разработано несколько методов индуцирования стволовых клеток из клеток живого организма. Японский исследователь Шинья Яманака был удостоен Нобелевской премии по физиологии или медицине в 2012 году за открытие метода индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC). Этот метод позволяет преобразовывать обычные взрослые клетки человека в стволовые клетки, обладающие способностью превращаться в различные типы клеток. Но iPSC имеет несколько недостатков, так как 4 ключевых эмбриональных регуляторных гена могут остаться и потенциально мешать развитию организма.
Несмотря на это, существует способ обойти эту проблему. Учёные разработали смесь химических веществ, которая активирует сигнальные пути и перепрограммирует взрослые клетки. Когда это происходит, остаётся просто удалить «коктейль», а клетки могут принимать новые функции и характеристики в зависимости от разных факторов.
К сожалению, оба эти метода не сработали с клетками слонов. Их сначала подвергали действию химического «коктейля» для трансдифференциации, после чего вводились четыре гена, используемые в альтернативном методе репрограммирования. Однако даже этого оказалось недостаточно. «Был предпринят ряд попыток с использованием стандартных методов, но все они завершились неудачей», — комментирует ситуацию представитель компании. Исследователям также пришлось учитывать особенности биологии слонов.
Сложности как вызов
Слоны, как и киты, — животные, которые вызывают у учёных вопросы. Например, они
не так часто болеют раком, несмотря на свои существенные размеры. Это
противоречит общему представлению о том, что чем больше клеток в организме, тем
выше риск рака из-за возможности случайных мутаций. Одной из причин, почему у
слонов наблюдается низкая частота онкологии, может быть наличие дополнительных
копий гена p53. Он играет важную роль в подавлении роста раковых клеток. Учёные
предполагают, что он может «убивать» клетки, которые начали неконтролируемо
делиться. У слонов обнаружено наличие 29 дополнительных копий этого гена, что,
вероятно, способствует более эффективной защите от развития рака. Для слонов
это хорошо, это отлично. Но для исследователей — не особо.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/4df/b6f/24a/4dfb6f24a35723f36ef5ac64888a55e3.png)
Учёные Colossal подозревают, что ген p53 делает то же самое со стволовыми клетками, блокируя их изменения. Исследовательской группе пришлось использовать РНК, чтобы прекратить производство гена p53 и ввести ген, который кодирует белок, способный ингибировать функцию p53. Эти методы помогают снизить активность p53 и обеспечить успешное репрограммирование взрослых клеток в стволовые клетки. В конечном счёте после длинной череды неудач были получены необходимые стволовые клетки слона.
Здесь свои нюансы. Стандартный процесс репрограммации занимает менее 10 дней. Для людей — около трёх недель. Однако та же самая операция для клеток взрослого азиатского слона заняла более 2 месяцев времени. Тем не менее процесс деления осуществлялся раз в два дня, что является важным показателем их жизнеспособности.
Несмотря на то, что основная цель компании Colossal — восстановление вымерших видов, в своей работе учёные пишут о том, что использование этой технологии возможно и для сохранения видов животных, которые сейчас находятся на грани вымирания. Такой подход может быть полезен в случаях, когда особи вымирающих видов уже за пределами репродуктивного возраста.
Исследователи подчёркивают в своей работе, что изучение процессов развития и метаболизма слонов на реальных животных представляет собой сложную задачу. В это же время стволовые клетки могут обеспечить широкие возможности для изучения различных типов других, таких как нервные, печёночные, сердечные и т. д., без необходимости привлечения животных. Результаты текущей работы могут стать ценным инструментом для научных исследований в различных областях биологии и медицины.