Чудовиська оживають!

Шерстисті мамонти (Mammuthus primigenius) - це ті ж самі слони, тільки покриті шерстю, які населяли північ Євразії та Америки сотні тисяч років тому. Крім шерстистих, на Землі жили степові і південні мамонти. Всі ці тварини разом з сучасними африканськими та індійськими слонами походять від спільного африканського предка. Еволюційні шляхи мамонтів і африканських слонів розійшлися приблизно 7 мільйонів років тому, а мамонтів та індійських слонів - на мільйон років пізніше. Приблизно в цей же час розійшлися шляхи людини і шимпанзе, хоча з тих пір людина і шимпанзе еволюціонували в різні сторони набагато швидше, ніж слони і мамонти.

Захищені від холоду довгою шерстю майже метрової довжини і товстим шаром жиру мамонти були ідеально пристосовані для життя в умовах півночі. Вчені припускають, що мамонти використовували свої величезні зігнуті бивні, які досягали 5 метрів в довжину, для розгрібання снігу, щоб знаходити поховані під ним рослини. Головною причиною вимирання мамонтів вважають глобальне потепління, яке почалося приблизно 10 тисяч років тому і різко скоротило площу звичної для мамонтів екосистеми. Мамонти і раніше стикалися з глобальним потеплінням (наприклад, 125 тисяч років тому), але в цей раз потеплінню "допомогли" первісні люди, які поступово відвойовували собі життєвий простір на планеті, знищуючи всіх великих і смачних тварин на своєму шляху. Останні відомі мамонти (що належать до карликовому підвиду шерстистого мамонта) жили на о. Врангеля вже в історичний час, в XVIII столітті до нашої ери, в той час, коли на півдні розцвітали цивілізації Стародавнього Єгипту і Вавилона, і вимерли 3,5 тис. років тому.

Парк плейстоценовой епохи

Ще 15 років тому відновлення вимерлих тварин, включаючи мамонтів, вважалося чистою науковою фантастикою. У 1993 році періоду ", сюжет якого крутився навколо воскресіння динозаврів на основі викопного ДНК. У реальності в момент виходу фільму вчені знали послідовність ДНК тільки у декількох вірусів. За словами Вебба Міллера, одного з керівників проекту "геном мамонта", "ідея воскресити мамонтів була фантастикою, але зараз я починаю вірити, що це може статися в не дуже віддаленому майбутньому. Я б дуже хотів побачити шерстистого мамонта і сподіваюся, що мої онуки отримають цю можливість ".

Відомий науковий журналіст Генрі Николлс у своїй статті в журналі Nature описав, як, власне, це може здійснитися на практиці. Послідовність кроків наступна: потрібно синтезувати ДНК клону, "сконструювати" з синтезованого ДНК хромосоми, упакувати хромосоми в штучне клітинне ядро, після чого підсадити це ядро в запліднену яйцеклітину індійського слона, впровадити яйцеклітину в матку слонихи і дочекатися народження у слонихи мамонтеня.

Звучить просто, але проблем на цьому шляху - прірва. Одна з них: ланцюжки ДНК тварин не просто "плавають" у клітці, вони досить складним чином "намотані" на спеціальні білки (гістони), які частково здійснюють регулювання роботи ДНК і утворюють речовину хромосом - хроматин. Експерт з Німеччини Міхель Хофрайтер налаштований скептично: "Синтез ланцюжків ДНК такої довжини в пробірці неможливий, так як вони ламаються. Крім того, досі ніхто навіть не наблизився до довжини, яка потрібна для хромосом ссавців. Також ми поки не можемо зробити штучне клітинне ядро. Хоча пророкувати майбутнє небезпечно, я цілком впевнений, що штучне ядро ??не буде синтезовано в цьому столітті. Зараз ми вміємо тільки впроваджувати короткі штучні хромосоми в природне ядро ??".

Стефан Шустер пропонує маніпулювати з геномом слона, поступово вносячи в нього зміни. Група Шустера співпрацює з генним інженером Джорджем Черчем з Гарвардського університету, який стверджує, що його поки що не опублікований метод дозволяє одночасно вводити в клітку до 50 тисяч невеликих фрагментів ДНК для корекції основного генома. Якщо ця технологія виявиться вдалою, то ми зможемо отримати слонів з рисами мамонтів, можливо, за кілька поколінь.

Міхель Хофрайтер згоден, що "обхідний шлях" дещо простіше, але каже, що "в будь-якому випадку це справді" мамонтового "завдання". (Гра слів: mammoth task - по-англійськи означає величезну, майже нездійсненну роботу.)

А чи можна таким способом воскресити динозаврів? На жаль, більшість вчених, включаючи Шустера, вважають, що сучасний межа сохраннном ДНК у вічній мерзлоті - близько ста тисяч років, і навіть в ідеальних умовах мільйон років - це точно межа. Таким чином, динозаври відпадають - адже вони вимерли близько 65 мільйонів років тому.

ДНК для домогосподарки

Але як Міллеру і Шустеру вдалося відновити ДНК мамонта?

За словами відомого біолога Нейла Шубіна з Університету Чикаго, з проблемою вилучення ДНК із тканини живого організму може впоратися будь-яка домогосподарка - для цього достатньо розмолоти м'ясо в міксері, додати мильну рідину і размягчитель м'яса (щоб зруйнувати ядерні мембрани і білки хроматину), після чого додати спирт, в якому з'явиться липкий білий грудочку, що складається з ДНК.

На жаль, цей рецепт непрактичний для вилучення ДНК мамонтів, так як залишки їх замороженого м'яса сильно забруднені ДНК бактерій, вірусів і грибків, які харчувалися трупом мамонта під час періодичних відлиг. Тому група Міллера і Шустера витягла ДНК не з м'яса або кісток, а з волосся мамонта, які добре захищають ДНК від розкладання. Для досліджень не потрібно багато ДНК. Справа в тому, що навіть мікроскопічне кількість ДНК можна розмножити за допомогою технології ПЛР (полімеразної ланцюгової реакції), яка була відкрита Кері Малліс ще в 1983 році.

Геном людини

Технології автоматизованого відновлення послідовності (секвенування) генома будь-якого організму стали швидко розвиватися в результаті того, що в 1990 році американський уряд прийняв рішення фінансувати ці дослідження: вони обіцяють прорив у цілому ряді областей медицини. Спочатку отримали гроші шість дослідницьких центрів в США. Потім проект став міжнародним - був створений International Human Genome Sequence Consortium, в рамках якого над проблемою стали працювати близько 3000 вчених з 18 країн.

Через деякий час в гонку включилися і приватні компанії. У 1998 році компанія Celera Genetics анонсувала план закінчити секвенування генома людини всього за 3 роки. Технологія, запропонована Celera Genetics, була в тому, що вони розбивали весь геном на велику кількість дрібних випадкових шматочків, аналізували їх окремо і "зшивали" всі шматочки за допомогою "розумних" комп'ютерних програм.

У результаті міжнародного співробітництва та конкуренції робота з відновлення послідовності генома людини була закінчена за 13 років замість передбачуваних 15-ти, і за менші гроші, ніж запланований бюджет $ 3 млрд. Більше того, в результаті цих досліджень з'явилося нове покоління приладів і методів, які в недалекому майбутньому дозволять кожній людині отримати свій власний геном на CD-диску, причому не за $ 3 млрд, а менш ніж за тисячу доларів, і не за 15 років, а за один день. За словами Х'ю Мартіна, CEO біотехнологічної компанії Pacific Biosciences, це призведе до революції в медицині: практично кожен пацієнт буде знати про свою схильності до різних хвороб, а методи лікування стануть гранично індивідуалізованими.

Homo neanderthalensis

Однією з нових компаній, що займаються випуском машин для визначення послідовності генома, стала компанія 454 Life Sciences зі штату Коннектикут. Саме її прилад був використаний для проекту генома мамонта. "454" була заснована Джонатаном Ротберг в 2000 році і продана в 2007 році великої фармацевтичної компанії Roche за $ 155 млн. Саме Ротберг розпочав проект секвенування генома вимерлого людського виду неандертальців (Homo neanderthalensis).

Згідно генетичному аналізу, неандертальці були предками сучасної людини. Обидва людських виду одночасно жили на території Європи, що не схрещуючись і конкуруючи один з одним. Наш вид переміг, хоча не зовсім зрозуміло, чому це відбулося. Неандертальці мали більший об'єм мозку і сильніші м'язи і так само, як наші предки, вже вміли виготовляти знаряддя праці. Проте вони не змогли створити культуру, порівнянну з рівнем Homo sapiens. Або - просто не встигли.

Якщо робота з відновлення генома Homo neanderthalensis вдасться, то далі виникне питання: а хто буде виношувати маленького неандертальця? Варіантів два: або це буде звичайна жінка, але проти цього вже протестує Церква, або - так вважає біотехнолог Джордж Черч - ця робота буде покладена на самку шимпанзе.

І ось тут нас можуть чекати сюрпризи: а що якщо Homo neanderthalensis - це, якщо завгодно, альтернативне людство - виявиться розумніші за нас?