Kloniranje dinosaura. Kloniranje dinosaura zašto ne možete klonirati dinosaura

Julie Feinstein iz Američkog prirodoslovnog muzeja uzima uzorak smrznutog tkiva ugrožene životinje

Je li doista potrebno uskrsnuti dinosaure od krvi i mesa ako će ih računalna tehnologija tako brzo učiniti potpuno “živim”?

U muzeju se danas čuva punjena ovca Dolly

"Riješi sve svoje probleme jednostavnim zamrzavanjem" - slogan Primijenjene kriogenike iz animirane serije Futurama

Fantasti i futurolozi su u više navrata predviđali da će u budućnosti izumrla stvorenja biti ponovno "obnovljena" kloniranjem koristeći preostale - recimo, u smrznutom stanju - fragmente DNK. U kojoj je mjeri to uopće moguće, nije sasvim jasno. Međutim, u Sjedinjenim Državama već je pokrenut veliki projekt za očuvanje smrznutih uzoraka tkiva rijetkih i ugroženih životinja.

U principu, takvo kloniranje se već dogodilo - španjolski znanstvenici "oživjeli" su pirenejsku kozu, čiji je posljednji predstavnik uginuo 2000. No, klonirana životinja nije izdržala ni 7 minuta, uginuvši od infekcije pluća. Međutim, mnogi stručnjaci to su smatrali velikim uspjehom, što je potaknulo pojavu novih kolekcija smrznutih primjeraka, uključujući projekt Američkog prirodoslovnog muzeja (AMNH). I tko zna neće li takva spremišta doista poslužiti kao neprocjenjiva “Noina arka” koja mnoge vrste može spasiti od potpunog izumiranja.

Repozitorijum AMNH ima prostora za oko milijun uzoraka, iako je još uvijek daleko od tog broja. Leptiri, žablji krakovi, komadić kože kita i krokodilske kože - takvi se uzorci čuvaju u posudama hlađenim tekućim dušikom. A prema nedavno sklopljenom sa US National Park Service, zbirka će se nadopuniti novim eksponatima. Primjerice, već u kolovozu znanstvenici se spremaju uzeti uzorke krvi otočke lisice koja je na rubu izumiranja. U teoriji, takve bi se smrznute stanice jednog dana mogle upotrijebiti za kloniranje i potpuno "uskrsnuće" izumrle vrste. Ali do sada to nije uspjela niti jedna znanstvena skupina.

Primjerice, Španjolci koji su klonirali pirenejsku kozu gotovo su doslovno slijedili metodu Britanca Iana Wilmuta (Ian Wilmut) – istog onog koji je 1997. doslovno šokirao cijeli svijet uvođenjem klonirane ovce Dolly. To je pokazalo temeljnu mogućnost kloniranja sisavaca - štoviše, ovca je živjela više od 6 godina i uginula 2003. Međutim, i Dolly i španjolska koza klonirane su nuklearnim prijenosom: znanstvenici su uzeli jaje jedne životinje i uklonili jezgru iz i umjesto toga uveo jezgru iz stanica životinje koju su htjeli klonirati. Tada je takva "hibridna" stanica smještena u tijelo surogat majke.

Takva metoda zahtijeva idealno stanje stanica životinje koju znanstvenici namjeravaju klonirati. Za ovcu i kozu ovo bi moglo i dalje funkcionirati, ali što je s mnogim izumrlim ili ugroženim vrstama koje nemaju ni rogove ni noge? Čak iu kriogenom skladištenju, tijekom godina, DNK se polako razgrađuje, pa čak i uzorci koji su sačuvani u “prirodnim” uvjetima uopće sadrže samo neznatan dio svog genoma.

Međutim, moderna računalna tehnologija omogućuje skrupulozno obnavljanje kompletnog genoma izumrle vrste kombiniranjem podataka iz nekoliko uzoraka. Na taj se način radi na genetskom mapiranju starih mamuta, pa čak i neandertalaca. Već su dobiveni prilično značajni fragmenti genoma drugih izumrlih vrsta - na primjer, špiljski medvjed ili moa, divovska ptica koja je vladala na Novom Zelandu prije nego što su se ovdje pojavili maorski aboridžini.

I njemački istraživači uspjeli su napraviti dobar posao s genomom neandertalca – međutim, samo njegovim mitohondrijima (posebne organele, “energetske stanice” naših stanica koje imaju svoj genetski materijal). A ako su ptice moa izumrle prije otprilike tisuću godina, onda neandertalci ne postoje već oko 40 tisuća godina - a rad znanstvenika iz Njemačke tim je vrijedniji. Međutim, svi ovi pristupi nikada neće funkcionirati s uzorcima starijim od 100 tisuća godina: tijekom tog razdoblja DNK se potpuno razgrađuje.

Što - nikada nećemo vidjeti "park dinosaura" u čijim ograđenim prostorima žive klonirani tiranosauri ili divovski diplodokusi? Kako znati. Na primjer, ne tako davno predložena je metoda "obrnute evolucije" za obnovu genoma, koja se sastoji u radu s genotipom "živih srodnika" izumrle vrste.

Kalifornijski znanstvenik Benedict Paten i kolege rade na takvom pristupu. Njihovo rješenje sastoji se od sekvenciranja genoma mnogih pojedinačnih pripadnika srodnih vrsta, a zatim ih uspoređuje kako bi se pomoću posebnih algoritama odredio “izvorni kod”. Primjerice, "izračunavajući" genome ljudi i čimpanzi, autori su uspjeli "doći" do četiri naša zajednička predaka, o čemu su objavili u jednoj publikaciji prošle jeseni.

Međutim, ova metoda, naravno, nije idealna i ima svoja ograničenja. Oživljavanje dinosaura ponovno je odgođeno. Pa čak i ako uspijemo doći do podataka o genomima svih živih organizama na planeti, neke od izumrlih vrsta jednostavno nisu ostavile potomke. Nestali su, a malo je vjerojatno da će se nekako doći do informacija o njihovoj DNK.

No, recimo da smo uspjeli dobiti potpuni prijepis genoma neke izumrle vrste. Ovo je samo dio zadatka, jer još trebamo nabaviti živi organizam. A ovo je gotovo božanska stvar: prijeći od informacije kodirane u DNK do stvarnog bića.

Za početak, bit će potrebno sintetizirati samu DNK i nekako ispravno podijeliti njezine niti u potrebne kromosome i presavijati ih – također na isti jedinstven način na koji su bili presavijeni i poredani u nekoć živom biću. Već u ovoj fazi danas je problem nerješiv. No, recimo, i uspjeli smo, recimo, pomoću robota biologa koji je napravio stotine tisuća pokušaja i pronašao jedinu ispravnu opciju (o takvim robotima smo pisali u članku “Početak nove ere”). Trebat će vam eviscerirano jaje u koje možete smjestiti kromosome u jezgru prije nego što ga ugradite surogat majci. A sve što znamo o prirodi i prirodi genetskih bolesti omogućuje nam da dodamo: najmanja pogreška dovest će do potpunog kolapsa. Jednom riječju, sve to izgleda previše komplicirano i malo je vjerojatno da će u dogledno vrijeme omogućiti kloniranje čak i mamuta. Možda bi bilo lakše izmisliti vremeplov.

Iako poznati američki genetičar George Church (George Church) nudi potpuno originalan pristup. Nije potrebno, smatra, klonirati cijelu drevnu životinju. Kod istog mamuta zanima nas dlakavi slon, pa je lakše uzeti običnog slona i isključiti gene koji određuju njegov nedostatak dlake, a umjesto toga u njega uvesti one koji su zaslužni za dlaku mamuta. Korak po korak, slonu se mogu dodati i drugi karakteristični elementi mamuta – recimo, mijenjanje oblika kljova i tako dalje – sve dok se više-manje ne približimo „izvornom izvoru“. Metoda je i više nego kontroverzna – uostalom, time zapravo ne obnavljamo izumrle vrste, već stvaramo nove.

I je li sve potrebno? Mnogi znanstvenici skloni su vjerovati da složeni problemi povezani s "oživljavanjem" nekada izumrle vrste nisu vrijedni toga. Zamislite da obnovimo iste moa ptice – njihov će utjecaj na ekosustav modernog Novog Zelanda najvjerojatnije biti duboko destruktivan. A utrošiti kolosalne napore i sredstva samo za nabavu nekoliko ptica za zoološki vrt čini se vrhunac ekstravagancije. Teško je govoriti o etičkim pitanjima kloniranja, recimo, neandertalaca. Kako neki stručnjaci mudro ističu, nego obnavljati izgubljeno, bolje je preuzeti očuvanje onoga što je još dostupno. I ne možemo se ne složiti s njima.

Film slavnog redatelja S. Spielberga o otoku na kojem lutaju klonirani divovski gušteri lunaparkom vjerojatno je pogledao svaki naš čitatelj. Svojedobno, nakon što su pogledali film, mnogi su se pitali: je li klon dinosaura mit ili stvarnost?

Najzanimljivije je da ovo pitanje ne zanima samo dokoljene promatrače. Problem kloniranja uhvatio se u koštac s genetičkim znanstvenicima koje su financirali vrlo bogati ljudi.

DNK dinosaura je nestao

Milijarder iz Australije Clive Palmer, koji se proslavio stvaranjem kopije zloglasnog broda "Titanic", "zapalio" se idejom da napravi vlastiti park s divovskim gušterima. Da biste to učinili, samo trebate nabaviti klon ovih prapovijesnih stvorenja, ali je li takav zadatak moguć za osobu, čak i sa čvrsto napunjenim novčanikom (oprostite, koferom) novca? Nažalost, ne, odgovorili su znanstvenici.

Dugo vremena australski istraživači rade na problemu očuvanja DNK u kostima drevnih ptica i vjerojatnosti dobivanja iste. Ispitivanja su provedena na kostima drevnih ptica zvanih moas.

Nekada su ovi divovi naseljavali Novi Zeland, ali prije petsto godina praktički ih je uništilo lokalno stanovništvo. Genetičari su proučavali kosti stare i do 8000 godina ili više. Pokazalo se da su se molekule DNK prilično brzo raspale u kostima. Nakon milijun i pol godina genetski materijal se ne može koristiti za čitanje, a nakon sedam milijuna godina potpuno propada. Čak ni drevni insekti umotani u jantar ne posjeduju nikakav DNK.

Najpoznatiji dinosauri

Tyrannosaurus Rex(aka Tyrannosaurus Rex). Ovo je nenadmašni grabežljivac, pravi stroj za ubijanje. Stari Rex je poznat svima koji su gledali Jurski park. Vjeruje se da je gušter sa svojim ogromnim dimenzijama mogao postići brzinu i do 60 km / h.	Diplodocus. Ovaj miroljubivi biljojedi gušter imao je impresivnu veličinu - duljina tijela dosegla je 40 metara! Diplodocus je većinu svog života proveo u vodi, a na kopno su izašli da jedu ili polažu jaja.	Triceratops. Karakteristična karakteristika ovog masivnog dinosaura su tri roga i ažurni "ovratnik" oko vrata. Izgled Triceratopsa imao je neke sličnosti s modernim nosorogom. Ovaj dinosaur težio je oko 12 tona, pripadao je biljojedima.
Pterodaktil. Predstavnik jurskog zrakoplovstva. Što se može reći o ovom gušteru? Imao je prilično veliki kljun sa zubima, a raspon krila "ptice" dosegao je 12 metara. Pterodaktil je mogao iščupati ribu iz vode odmah u letu, zahvaljujući spretnim šapama s "prstima".	Alosaurus. Još jedan strašni grabežljivac koji napada svoj plijen u skoku. Čeljust alosaura sastojala se od oko 70 zuba, dugih od 10 do 15 cm.Dug i mišićav rep pomagao je grabežljivcu da zadrži ravnotežu prilikom hodanja i trčanja.	Pleziosaur. To je vodeni gušter s nevjerojatno dugim vratom. Neki vjeruju da je poznato čudovište iz Loch Nessa možda potomak plesiosaura. Glavna prehrana ovog pangolina bila je riba. Plesiosaurus je imao velike peraje, što mu je omogućilo manevriranje u vodenom okruženju.

Preci pilića mogli su bolno gristi

Nitko čak sumnja da će se znanstvena istraživanja u području paleontologije nastaviti, ali zaključak je već donesen. Kaže nam da je nemoguće napraviti zabavni park s divovskim gušterima. Ali ne treba se ljutiti! Izumrli divovi mogu se oživjeti i na drugi način.

Koliko često jedemo pileće meso? No, niti na trenutak ne pomislimo da je ovo meso potomka prapovijesnog guštera. Smiješno je da naša kokoš i drevno čudovište imaju sličan DNK, a embrionalna kokoš je opremljena velikim ljuskavim repom i sabljastim čeljustima. Koji je izazov s kojim se danas suočavaju genetičari? Imali su priliku proučiti informacije o genima ptice kako bi dobili dinosaura.

Relativno nedavno, američki istraživači došli su do zaključka da sastav krvi noja jako podsjeća na sastav krvi divovskih guštera. I ovo otkriće daje nadu za dobivanje DNK ovih izumrlih pojedinaca. Po svoj prilici očekujemo puno zanimljivih stvari. A možda ćemo moći vlastitim očima vidjeti pravi "park dinosaura".

I o današnjem oživljavanju njihovih ideja. A onda sam pročitao o glasinama da bi se poznati film “Park iz doba Jure” mogao ponovno snimiti, pa sam razmišljao o tome koliko je sada znanost napredovala u kloniranju dinosaura, pa, ili barem nekog mlađeg, na primjer, neandertalaca. Išao sam na internet za najnovije članke.
Počet ću s lošim vijestima. Unatoč lijepoj teoriji, tako živopisno prikazanoj u filmu, iznimno ju je teško, odnosno nemoguće, provesti u praksi. Prvo, vjerojatnost da ćete pronaći ženku komarca u jantaru odmah nakon što je ugrizla dinosaura, a ne nekoga par stotina milijuna kasnije, zanemariva je. A sigurnost čiste DNK u jantaru također je veliko pitanje. Ali sama ideja da trebate pronaći ili ponovno stvoriti DNK je, naravno, točna. Ali je li moguće to učiniti?

Dugo je vremena odgovor znanstvenika na ovo pitanje bio kategorički nedvosmislen: ne, nije moguće izdvojiti DNK iz drevnih fosila iz sljedećih razloga:
- u prosjeku se DNK izvan permafrosta uništava nakon 100.000 godina
- sve što možete pronaći su vrlo kratki dijelovi DNK koji se ne mogu spojiti
- čak i ako pokušate izolirati fragmente genetske informacije, vrlo je teško odvojiti ih od tuđe DNK, unesene kasnije ili koja pripada bakterijama tog doba
Ali za to su nam dani snovi, da učinimo nemoguće. Srećom po našu i civilizaciju u cjelini, znanstvenici ne razumiju riječ "nemoguće" i ne slušaju argumente razuma koji nam daje velika otkrića.
Godine 2010. napravljen je veliki napredak u pronalaženju DNK s vrlo visokom točnošću iz pronađenih ostataka datiranih prije otprilike 50-75 tisuća godina. Prva je bila djevojka koja je pripadala drevnom izumrlom narodu - Denisovcima, koji su postojali paralelno s neandertalcima. Znanstvenici su razvili novu metodu za rekonstrukciju jednolančanih fragmenata molekule DNK, koja je omogućila očitavanje nuklearnog genoma djevojčice s vrlo visokom točnošću i na temelju nje napraviti mnoga otkrića o evoluciji ljudi tog vremena .
2013. dogodio se sljedeći veliki događaj: prevladana je prekretnica od 100 tisuća godina. Genom konja koji je živio prije 560-780 tisuća godina dešifriran je iz ostataka pronađenih u permafrostu. Ali najzanimljivije je dešifriranje mitohondrijske DNK medvjeda i predaka neandertalaca (čovjek iz Heidelberga) od 400 tisuća godina, čiji su ostaci pronađeni u ugodnijoj klimi. Ovaj rad pokazao je temeljnu mogućnost obnove genoma ostataka ne iz zona permafrosta, što značajno proširuje geografiju potencijalnih klonova. I opet, zahvaljujući proboju u tehnici rada s fragmentima DNK. Kako bi se riješio problem kontaminacije stranom DNK, uzete su sekvence od najviše 45 nukleotida (dulje presjeke jedva da su se mogle sačuvati) s postmortem mutacijama (određene nukleotidne zamjene koje se javljaju nakon smrti stanice). Kada su prikupili dovoljno dijelova slagalice, počeli su tražiti predložak, najbliži DNK, iz kojeg je moguće obnoviti slijed gena. To je kao da sastavljate slagalicu od malih dijelova kada imate veliku sliku. Genom denisovačkog čovjeka najbolje je odgovarao ovoj ulozi.
Ova metoda zahtijeva 2 važne komponente: veliku količinu fragmenata DNK i šablonu za rekonstrukciju genoma. Svakim novim dekodiranjem stječemo nova znanja i ... novi obrazac. Dakle, korak po korak možemo uroniti u vlastitu povijest.


Ali do sada su sva ta otkrića ograničena na segment od 800 tisuća godina. A što učiniti s dinosaurima koji su živjeli prije 225-65 milijuna godina. Vjeruje se da niti jedna molekula pa čak niti stanica ne može preživjeti tako dugo vremena. Ali ni ovdje znanost ne miruje.
Vrlo nedavna istraživanja iz 2014. godine pokazala su da se u poroznom vulkanskom tlu fosilizacija događa tako brzo da se ne samo sačuva struktura stanica, već se mogu razlikovati i kromosomi. Tako je procijenjena veličina genoma paprati koja je živjela prije 182 milijuna godina, a to je već prikladno razdoblje.
Što se samih dinosaura tiče, skupina znanstvenika je 2013. godine pokazala da je struktura osteocita (koštanih stanica) očuvana u fosiliziranim kostima nakon demineralizacije. A uz pomoć masene spektroskopije (visoko precizne metode za određivanje molekularne težine) i antitijela, pokazali su da su tu sačuvani proteini mišića, kostiju i, što je najvažnije, specijalizirani proteini - histoni, koji su povezani s molekulama DNK. . Dakle, ispada da se u tim ostacima može pronaći i DNK, a samim time i genom se može obnoviti.
Dok neki znanstvenici pokušavaju govoriti o fosilima, drugi se dozivaju nad DNK... piletine, pokušavajući u njoj probuditi arhaične gene i stvoriti dinosaura od Ryabine obične domaće kokoši. Osobno ne vjerujem u kurodinosaurusa, ali ovaj bi rad mogao pomoći u osiguravanju predloška genoma za naknadno dekodiranje fosilnog genoma.

Sumirajući, želim reći da se znanost tvrdoglavo kreće prema cilju dobivanja genoma ne samo predaka ljudi, već i dinosaura, a tamo će se već moći razmišljati o kloniranju :-)

Ideja o kloniranju dinosaura iz fosilnih ostataka bila je posebno aktualna nakon izlaska filma Jurassic Park, koji govori kako je znanstvenik naučio klonirati dinosaure i stvorio cijeli zabavni park na pustom otoku u kojem se mogla vidjeti živa drevna životinja. vlastitim očima.

Ali prije nekoliko godina, australski znanstvenici predvođeni Morten Allentoft i Michael Bunce sa Sveučilišta Murdoch (Zapadna Australija) dokazali su da je nemoguće "rekreirati" živog dinosaura.

Istraživači su proveli radiokarbonsko istraživanje koštanog tkiva uzetog iz fosiliziranih kostiju 158 izumrlih ptica moa. Ove jedinstvene i ogromne ptice živjele su na Novom Zelandu, ali prije 600 godina potpuno su ih uništili Maori starosjedioci. Kao rezultat toga, znanstvenici su otkrili da se količina DNK u kostima s vremenom smanjuje – svake 521 godine broj molekula se smanji za polovicu.

Posljednje molekule DNK nestaju iz koštanog tkiva nakon oko 6,8 milijuna godina. U isto vrijeme, posljednji dinosauri nestali su s lica zemlje na kraju razdoblja krede, odnosno prije oko 65 milijuna godina - mnogo prije kritičnog praga za DNK od 6,8 ​​milijuna godina, a nije bilo molekula DNK u koštanom tkivu ostataka koje arheolozi uspijevaju pronaći.

"Kao rezultat toga, otkrili smo da se količina DNK u koštanom tkivu, ako se drži na temperaturi od 13,1 Celzijevih stupnjeva, smanjuje za polovicu svakih 521 godinu", rekao je voditelj istraživačkog tima Mike Bunce.

“Te smo podatke ekstrapolirali na druge, više i niže temperature i otkrili da ako držite koštano tkivo na temperaturi od minus 5 stupnjeva, tada će posljednje molekule DNK nestati za oko 6,8 milijuna godina”, dodao je.

Dovoljno dugi fragmenti genoma mogu se naći samo u smrznutim kostima starim ne više od milijun godina.

Inače, do danas su najstariji uzorci DNK izolirani iz ostataka životinja i biljaka pronađenih u permafrostu. Starost pronađenih ostataka je oko 500 tisuća godina.

Vrijedi napomenuti da će znanstvenici provoditi daljnja istraživanja na ovom području, budući da su razlike u starosti ostataka odgovorne za samo 38,6% odstupanja u stupnju uništenja DNK. Na brzinu propadanja DNK utječu mnogi čimbenici, uključujući uvjete skladištenja ostataka nakon iskopavanja, kemijski sastav tla, pa čak i godišnje doba u kojem je životinja uginula.

Odnosno, postoji šansa da će u uvjetima vječnog leda ili podzemnih špilja poluživot genetskog materijala biti duži nego što genetičari sugeriraju.

Erenhot, grad dinosaura. Foto: AiF / Grigorij Kubatjan

Što kažeš na mamuta?

Redovito se pojavljuju izvještaji za koje su znanstvenici pronašli ostatke prikladne za kloniranje. Prije nekoliko godina, znanstvenici sa Sjeveroistočnog saveznog sveučilišta Yakutsk i Seulskog centra za istraživanje matičnih stanica potpisali su sporazum o zajedničkom radu na kloniranju mamuta. Znanstvenici su planirali oživjeti drevnu životinju koristeći biološki materijal pronađen u vječnom ledu.

Za eksperiment je odabran moderni indijski slon, budući da je njegov genetski kod što je bliži DNK mamuta. Znanstvenici su predvidjeli da će rezultati eksperimenta biti poznati tek za 10-20 godina.

Ove godine ponovno su se pojavila izvješća znanstvenika sa Sjeveroistočnog saveznog sveučilišta, izvijestili su o otkriću mamuta koji je živio u Jakutiji prije 43.000 godina. Prikupljeni genetski materijal omogućuje nam da očekujemo da je sačuvana netaknuta DNK, no stručnjaci su skeptični – uostalom, za kloniranje su potrebni vrlo dugi lanci DNK.

Živi klonovi

Tema kloniranja ljudi razvija se ne toliko na znanstveni, koliko na društveni i etički način, izazivajući sporove na temu biološke sigurnosti, samoidentifikacije “nove osobe”, mogućnosti pojave inferiornih ljudi. , što također dovodi do vjerskih sporova. Istodobno se provode pokusi kloniranja životinja i imaju primjere uspješnog završetka.

Prvi klon na svijetu - punoglavac - stvoren je davne 1952. godine. Jedno od prvih uspješnih kloniranja sisavca (kućnog miša) izveli su sovjetski istraživači davne 1987. godine.

Najupečatljivija prekretnica u povijesti kloniranja živih bića bila je rođenje ovce Dolly - ovo je prva klonirana životinja sisavca dobivena presađivanjem jezgre somatske stanice u citoplazmu jajne stanice bez vlastite jezgre. Ovca Dolly bila je genetska kopija ovce donora stanica (odnosno, genetski klon).

Ako u prirodnim uvjetima svaki organizam kombinira genetske karakteristike oca i majke, onda je Dolly imala samo jednog genetskog "roditelja" - prototip ovce. Eksperiment su postavili Ian Wilmuth i Keith Campbell na Roslyn institutu u Škotskoj 1996. godine i bio je proboj u tehnologiji.

Kasnije su britanski i drugi znanstvenici provodili eksperimente na kloniranju raznih sisavaca, među kojima su bili konji, bikovi, mačke i psi.