forskere ved Harvard University har samlet det første næsten komplette genom af den lille bush moa, en flygeløs fugl, der uddøde kort efter, at polynesiere bosatte sig i Danmark i slutningen af det 13.århundrede. Præstationen flytter feltet af uddøde genomer tættere på målet om “udryddelse”-at bringe forsvundne arter tilbage til livet ved at glide genomet ind i ægget af en levende art, “Jurassic Park”—lignende.
“sandsynligheden for udryddelse øges med hver forbedring i gammel DNA-analyse,” sagde Stuart Brand, medstifter af nonprofit conservation group Revive and Restore, der sigter mod at genoplive forsvundne arter, herunder passagerduen og den uldne mammut, hvis genomer allerede er blevet samlet sammen.
for moa, hvis DNA blev rekonstrueret fra tåbenet på et museumsprøve, der muligvis kræver lidt mere genetisk tinkering og en masse æg: den 6-tommer lange, 1-pund, som emus lå, kan være bare billetten.
arbejdet med little bush moa er endnu ikke offentliggjort i et tidsskrift (forskerne sendte et ikke-fagfællebedømt papir på et offentligt sted), men kolleger i den lille verden af uddøde genomer sang sine roser. Morten Erik Allentoft fra Statens Naturhistoriske Museum, en ekspert på moa DNA og andre uddøde genomer, kaldte det “et vigtigt skridt fremad.”Beth Shapiro fra University of California, Santa Cruce, der ledede en undersøgelse fra 2017, der rekonstruerede passagerduenes genom, kaldte det” super cool”, fordi det ” giver os et uddødt genom på en evolutionær gren, hvor vi ikke havde haft nogen før.”
at samlingen af et uddødt genom spredes som videnskabeligt samisdat er ikke usædvanligt på dette område. Tidsskrifter kræver mere af papirer end “her er det,” sagde Ben Novak, medforfatter af passenger pigeon study. “Antallet, der faktisk er blevet gjort, er muligvis firedoblet” de fire eller fem uddøde genomer formelt rapporteret”, men resultaterne sidder bare i folks laboratorier.”
de næsten komplette uddøde genomer inkluderer to menneskelige slægtninge, neandertalere og Denisovans, ud over den uldne mammut og passagerduen. Den sebralignende kvagga var den første uddøde art, der fik sit DNA sekventeret, tilbage i den genomiske stenalder i 1984, men det er ikke op til moderne standarder.
forskere er også tæt på at rekonstruere genomerne i dodo, den flyveløse fugl, der uddøde fra Mauritius, dets eneste hjem, i slutningen af 1600 ‘ erne; og den store auk, der boede i Nordatlanten, før han døde ud i midten af det 19.århundrede. Sidste måned afslørede forskere i Australien genomet til den tasmanske tiger, hvoraf den sidste døde i fangenskab i 1936.
i hvert tilfælde var trinene ens. Forskere indsamler vævsprøver fra museumsprøver: museerne Victoria i Melbourne, Australien, havde store Tasmanske tigre, for eksempel, mens Royal Ontario Museum i Toronto havde en dejlig tå knogle fra little bush moa. De ekstraherer derefter DNA. Det er næsten altid så dårligt fragmenteret som en knust vinbæger, fordi “DNA-henfald begynder inden for dage efter døden,” sagde UCSCS Shapiro.
heldigvis er det ikke et problem. Dagens genomsekvenser med høj kapacitet fungerer faktisk bedst på DNA—Målepunkter til hundreder af nukleotider — de ikoniske A ‘er, T’ er, C ‘er og G’ er, der omfatter DNA-lang.
den vanskelige del er at finde ud af, hvor stykkerne hører hjemme på genomet: på hvilke kromosomer og i hvilken rækkefølge. For at gøre det tog Harvards Alison Cloutier og resten af little bush moa-teamet (som nægtede at tale om arbejdet før dets formelle offentliggørelse) deres 900 millioner nukleotider spredt over millioner af DNA-stykker og forsøgte at matche dem til bestemte steder på genomet af emu, en nær slægtning til alle ni moa-arter.
det gjorde det muligt for forskerne at få omkring 85 procent af genomet på det rigtige sted. “De andre 15 procent er i deres data, men er vanskelige at organisere ved hjælp af ØMU-genomet,” sagde Novak. At omdanne små stykker DNA til et komplet genom “har været ekstraordinært vanskeligt. Det faktum, at de kunne få et genom fra en lille busk moa tå knogle er en big deal, da nu kan vi være i stand til at bruge deres data til at gøre andre uddøde fuglearter.”
det skyldes, at fuglegenomer, inklusive de otte andre (alle uddøde) moa-arter, har lignende strukturer. Det vil sige, gener for bestemte træk har tendens til at være på det samme kromosom og arrangeret i forhold til andre gener på en lignende måde. Jo flere ledetråde til, hvordan man organiserer de stykker genom, som en sekvensator spytter ud, jo bedre.
for passagerduen brugte Shapiro og hendes paleogenomics-team genomet af band-tailed pigeon til at finde ud af, hvordan man organiserer deres korte DNA-sekvenser. Hun forsøger at gøre noget lignende for dodoen ved at bruge genomet til nicobarduen (den nærmeste levende art) som en skabelon.
det er” ekstremt vanskeligt ” at få genomorganisation rigtigt, sagde Charlie Feigin, en postdoktor ved Princeton University, der ledede sekventeringen af Det Tasmanske tigergenom. “Du kan se på nært beslægtede arter for spor,” men uden garanti for at få det uddøde genom arrangeret korrekt. “Denne struktur betyder noget, men i hvilket omfang den skal være perfekt diskuteres.”
for mammoth-projektet sekventerer forskere for eksempel elefantkromosomer for at få en bedre fornemmelse af, hvordan mammoth DNA er organiseret, sagde Harvards George Church, der leder dette projekt. De håber også at forbedre naturen, genetisk ingeniørresistens mod herpesviruset i mammutgenomet (jo bedre at holde det i live, hvis udryddelsesarbejdet). Nogle forskere mener, at herpesinfektioner hjalp med at dræbe mammuten. Kirken sagde, at hans laboratorium sigter mod at annoncere fremskridt på begge fronter i år.
det bedste gæt er, at hvis forskere genoplivede en uddød art ved at sætte sit genmonterede genom i ægget af en levende art, ville det sandsynligvis ikke være en perfekt kopi af originalen. En” uddød ” passagerdue spiser måske, hvad originalen gjorde, men har forskellige reproduktive og sociale adfærd, for eksempel.
putting-in-an-egg-trinnet viser sig at være sværere hos fugle end pattedyr. Et rekonstrueret genom kan indføres i et pattedyræg med kloningsteknikken, der producerede fårene Dolly. Men det fungerer ikke hos fugle—”i det mindste indtil videre,” sagde Brand. Et håb er at få en løsning, der for nylig lykkedes med kyllinger, dybest set at sætte genomet i embryonceller, der bliver æg eller sæd, for at lykkes i vilde fugle.
det er “en af de ting, Revive and Restore er fokuseret på nu,” sagde Brand. “De-udryddelse kommer, gradvist og sikkert. Det vil i sidste ende blive betragtet som blot en anden form for genindførelse,” som at bringe “ulve tilbage til Gulsten Park bævere tilbage til Sverige og Skotland.”
genudgivet med tilladelse fra STAT. Denne artikel blev oprindeligt vist den 27. februar 2018