É possível reviver mamutes e outros animais extintos
Miscelânea / / May 13, 2023
Explica a antiga especialista em DNA Beth Shapiro.
Beth Shapiro pesquisa o DNA de mamutes, dodôs e outras espécies extintas. Em The Life We Created, ela explica como as pessoas interagiram com os animais ao longo de sua existência: caçaram-nos, domesticaram-nos e protegeram-nos da extinção. Com a permissão da Corpus, publicamos um trecho do capítulo "Intended Consequences" sobre como os cientistas estão tentando ressuscitar os mamutes.
A maioria de nós que trabalha no campo do DNA antigo está acostumada a questões sobre a ressurreição de espécies extintas - presumivelmente com a ajuda da biotecnologia. Já fizemos isso? Não? Então, quão perto estão os cientistas de fazer isso? É possível ressuscitar uma espécie extinta? Como é o processo de recuperação? Eu respondo a mesma coisa o tempo todo - não, ainda não, dificilmente em um futuro próximo.
Criar uma cópia exata de uma espécie extinta é impossível e provavelmente nunca será possível.
Mas existem tecnologias que algum dia provavelmente nos permitirão reviver os componentes de espécies extintas - suas características extintas.
Digamos que um cientista possa modificar um elefante adicionando um pedaço de DNA que surgiu durante evolução mamutes e elefantes terão cabelos e desenvolverão uma espessa camada de gordura subcutânea, com a qual poderão sobreviver às geadas do Ártico. É possível modificar o pombo rabo-listrado para que se pareça com um pombo-passageiro na cor da plumagem e no formato da cauda. Mas esses elefantes modificados e pombos de cauda listrada serão verdadeiros mamutes e pombos-passageiros? Eu não penso assim.
Por que não podemos trazer espécies extintas de volta? Existem mil razões pelas quais espécies extintas difíceis de reviver: de complexidades puramente técnicas a questões éticas sobre a manipulação de espécies e desafios ambientais associados à necessidade de liberar espécies ressuscitadas em um ambiente onde não estavam, provavelmente já dezenas mil anos. Alguns problemas técnicos podem ser superados (editar a linhagem germinativa das aves, transplantar um embrião de elefante para uma mãe cativa), outros provavelmente nunca serão resolvidos (restaurar a microflora intestinal do extinto rinoceronte lanudo, encontrar uma mãe substituta de Steller vaca).
Tomemos, por exemplo, mamutes. Conheço três grupos de pesquisa que estão atualmente trabalhando na recriação de mamutes. Destes, dois foram liderados por Hwang Woo-seok da South Korean Suam Biotechnology Research Foundation e liderados por Akira Iritani da Kindai University no Japão - buscam clonar mamutes, ou seja, reanimá-los por meio de um processo, cujo resultado mais famoso foi aniversário boneca a ovelha.
Como a clonagem requer células vivas, Hwang espera encontrar células vivas de mamute que tenham sobrevivido. em carcaças congeladas, que agora (graças ao aquecimento global) estão descongelando na eternidade siberiana permafrost. […] A desvantagem desse método é que não pode haver células vivas nas carcaças de mamute congeladas, pois o processo de decomposição celular começa imediatamente após a morte. O grupo de trabalho Iritani, no entanto, reconhece que é improvável que células vivas de mamute sejam encontradas e se volta para a pesquisa molecular. biologia a fim de reviver células de mamute mortas, ou pelo menos alcançar uma aparência de vida que possa ser clone. O plano de Iritani é forçar as proteínas dos ovos ratosprojetado para reparar DNA danificado, reconstruir DNA quebrado em células de mamute.
Em 2019, Iritani e seus colegas publicaram um artigo descrevendo como tentaram fazer isso com células de uma carcaça de mamute particularmente bem preservada chamada Yuka. Este artigo foi imediatamente saudado na imprensa popular como um prenúncio da iminente ressurreição do mamute, mas a evidência parece sugerir o contrário. Embora as células de Yuka estivessem notavelmente bem preservadas em comparação com as de outros mamutes mumificados, as proteínas do camundongo não tiveram muito sucesso em reparar o DNA da célula.
É impossível clonar mamutes porque todas as células de mamute estão mortas.
Um terceiro grupo que espera reviver os mamutes é liderado por George Church, do Instituto Wyss de Engenharia Biológica da Universidade de Harvard. Os cientistas admitem que não será possível encontrar células vivas de mamutes, visto que os últimos mamutes morreram há mais de três mil anos. No entanto, Church não concorda que isso exclua a possibilidade reviver mamutes. Ele enfatiza que temos à nossa disposição um suprimento inesgotável de células vivas quase como mamutes - elefantes indianos - que pode ser cultivado em laboratório e transformado de quase mamute a totalmente mamute com ferramentas sintéticas biologia. Para esse fim, Church lançou um programa para usar CRISPR para inserir DNA em células de elefantes indianos. pequenas mudanças (uma de cada vez) até que o genoma da célula corresponda exatamente ao genoma mamute.
vez genoma elefante no genoma do mamute é uma tarefa de proporções assustadoras. As linhas que levam aos elefantes indianos e aos mamutes lanosos divergiram há mais de cinco milhões de anos. Como os restos de mamute estão bem preservados, os cientistas que trabalham com DNA antigo conseguiram reconstruir vários genomas desses restos em sua totalidade. Quando eles foram comparados com os genomas dos elefantes indianos, descobriu-se que eles têm cerca de um milhão de diferenças genéticas.
Hoje, é impossível fazer um milhão de modificações no DNA de uma célula de uma só vez - nenhum dos métodos disponíveis para editar o genoma permite isso. Para fazer tantas mudanças teria que quebrar fisicamente o genoma em muitos fragmentos ao mesmo tempo, uma catástrofe potencial da qual é improvável que a célula se recupere. Além disso, cada modificação (ou conjunto de modificações) requer seu próprio mecanismo de edição, e as tentativas de colocar todas elas na jaula de uma vez claramente não resultarão em nada de bom.
Até agora, o grupo de Church está fazendo uma ou mais modificações por vez, certificando-se de que sejam concluídas. corretamente e, em seguida, pega as células com a modificação correta e as submete à próxima rodada edição. A última vez que perguntei a Church como eles estavam, ele disse que sua equipe havia acrescentado cerca de 50 modificações, substituindo alguns dos genes por variantes de mamute, cujos estudos mostram que o mamute se parece mais com um mamute do que com um elefante. Hoje, a equipe de Church tem células vivas que, se clonadas, conterão as instruções genéticas que restauram algumas das características do mamute. Estas não são células de mamute, mas semelhantes a mamute.
É possível clonar gigantescas células da Igreja? As tecnologias de clonagem, especialmente para animais domésticos como ovelhas e vacas, melhoraram significativamente desde 2003, quando nasceu a ovelha Dolly. No entanto, no caso de outros tipos, gasta-se muito tempo esclarecendo todos os detalhes necessários: como e quando retirar ovos, como criar uma cultura ideal para o desenvolvimento inicial de embriões, quando implantá-los com um substituto mãe. E o principal obstáculo é a fase de reprogramação, em que a célula somática esquece como ser uma célula do seu tipo, e se transforma em uma célula do tipo que pode virar um animal inteiro. Essa etapa raramente é executada corretamente – tão rara que a taxa de sucesso das tentativas de clonagem mal ultrapassa 20%, mesmo para espécies que os cientistas clonam o tempo todo.
Elefantes nunca foram clonados, em parte porque não há nicho de mercado para elefantes clonados.
Nosso mercado de clones doméstico animais crescem. A empresa de biotecnologia Boyalife Genomics está construindo uma fábrica de clonagem de gado em Tianjin e afirma será capaz de criar um milhão de vacas wagyu clonadas por ano para atender à crescente demanda por carne bovina chinesa. mercado.
A empresa de Hwang, Sooam Biotech, está pronta para clonar seu cachorrinho, e na ViaGen Pets, com sede no Texas, eles têm um cachorro, um gato e até uma amada cavalo. Mas, por algum motivo, poucas pessoas procuram clonar seu amado elefante.
Provavelmente é impossível clonar um elefante. Os elefantes são animais enormes com um sistema reprodutivo correspondentemente enorme. Isso complica etapas críticas no processo de clonagem, como colher um óvulo para transferência nuclear. e a introdução de um embrião em desenvolvimento no útero de uma mãe de aluguel, uma vez que o hímen em elefantes está entre gravidez regenera (tem um pequeno orifício por onde entra o esperma masculino, mas para um embrião de elefante esse é um obstáculo significativo e provavelmente intransponível). Os elefantes indianos também são uma espécie em extinção, o que significa que, se essa tecnologia ainda não estiver além das capacidades da ciência, seria melhor aplicá-la à criação de elefantes.
Mesmo que a clonagem de elefantes se torne tecnicamente (e eticamente) viável, não está totalmente claro se uma mãe elefante pode gerar um filhote de mamute.
Cinco milhões de anos é um longo tempo evolucionário, e um milhão de diferenças entre o DNA é muito. Em essência, a diferença evolutiva entre mamutes e elefantes indianos é quase a mesma entre humanos e chimpanzé. É difícil imaginar uma mãe chimpanzé carregando um bebê humano (e vice-versa).
Já aconteceu de mães de aluguel produzirem com sucesso filhotes de espécies diferentes, então a distância evolutiva pode não ser um veredicto. Cães domésticos deram à luz filhotes de lobo clonados, domésticos gatos - filhotes de gato estepe saudáveis, e uma vaca doméstica deu à luz um filhote de gaur clonado saudável.
Esses experimentos provaram o que os cientistas suspeitavam desde o início: quanto maior a relação entre duas espécies, envolvidos na clonagem interespécies, menor a probabilidade de sucesso em cada etapa do processo clonagem. Até o momento, os parentes mais distantes envolvidos em um experimento bem-sucedido de clonagem interespécies são camelos de uma e duas corcundas (dromedário e bactriano), cujos caminhos evolutivos divergiram há cerca de quatro milhões de anos.
Apesar de um período evolutivo tão longo, em 2017, um camelo dromedário doméstico deu à luz um camelo clonado de duas corcundas. Isso é muito promissor tanto para os camelos bactrianos (são quase os primeiros na lista de grandes mamíferos ameaçados de extinção) quanto para a conservação. natureza como um todo, porque este evento em si enfatiza como as tecnologias avançadas de clonagem avançaram e como a gama de espécies que podem ser salvas por tais métodos.
Em 2003, uma fêmea de íbex ibérico nasceu três anos após a extinção de sua espécie. Quatro anos antes, um grupo liderado por Alberto Fernandez-Arias, hoje chefe do Ministério da Caça, Pesca e zonas húmidas da Autonomia Espanhola de Aragão, recolheu as células de Celia, o último indivíduo do íbex dos Pirenéus, e submeteu-as instante congelandopara não danificar o DNA. Então Fernandez-Arias e seus colegas passaram vários anos desenvolvendo uma estratégia para o renascimento da cabra montesa. Eles tentaram pegar ovos para clonar as células de Celia de outras cabras selvagens da montanha, mas os animais selvagens não estão acostumados com as pessoas e são ótimos em escapar, então experimentar fracassado.
Felizmente, era mais fácil coletar ovos de cabras domésticas. Em vez do DNA de uma cabra doméstica, os cientistas introduziram o DNA das células somáticas congeladas de Celia nos óvulos, após o que 57 óvulos transformados foram implantados em mães substitutas. Essas células eram híbridos de uma cabra doméstica e um íbex dos Pirinéus. Sete embriões enxertados e uma fêmea nasceu viva. Infelizmente, a fêmea clonada tinha uma anomalia pulmonar congênita, provavelmente causada pelas complexidades do processo de clonagem, e morreu em minutos. As tentativas de reviver o íbex ibérico das células de Celia foram suspensas, mas as células ainda estão armazenadas congeladas.
É provável que algum dia os cientistas sejam capazes de recodificar o genoma do elefante no genoma do mamute e cloná-lo. uma gaiola plantando-a com sua mãe elefante, no entanto, o próprio processo pode impedir o renascimento de um mamute desenvolvimento.
Um mamute clonado nascido de uma mãe elefante (ou o útero artificial preferido por George Church como solução para o problema da clonagem de elefantes) provavelmente se parecerá com um mamute.
Quase todos nós, entre nossos conhecidos, temos gêmeos idênticos, então imaginamos o quanto o DNA afeta a aparência. Mas nossos amigos gêmeos não são intercambiáveis. Eles têm diferentes experiências de vida, diferentes estressores, diferentes dietas e diferentes ambientes… em suma, são pessoas completamente diferentes. Haverá um mamute que passou pelo caminho do elefante do desenvolvimento intrauterino, criado por elefantes, alimentado com comida de elefante e possuindo microflora de elefante? intestinos, comporta-se como um mamute - ou ainda é como um elefante?
Não importa, é claro, se nosso objetivo final é criar um elefante com algumas características gigantescas, que provavelmente é o que queremos. Mas se vamos criar um mamute, também precisamos recriar todo o habitat do mamute, desde a concepção até a morte. E esse ambiente, infelizmente, também morreu.
O livro "The Life We Created" também dissipa os mitos sobre a engenharia genética. Beth Shapiro fala sobre como essa tendência afeta a produção de gado e ajuda a proteger espécies ameaçadas de extinção.
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