naukowcy z Uniwersytetu Harvarda zebrali pierwszy prawie kompletny Genom małego krzewu moa, nielotnego ptaka, który wyginął wkrótce po tym, jak Polinezyjczycy osiedlili się w Nowej Zelandii pod koniec XIII wieku. Osiągnięcie to przybliża pole wymarłych genomów do celu ” de-extinction „-przywrócenia zaginionych gatunków do życia poprzez wsunięcie genomu do jaja żyjącego gatunku, podobnego do”Parku Jurajskiego”.
„prawdopodobieństwo wyginięcia rośnie wraz z każdą poprawą analizy starożytnego DNA”, powiedział Stewart Brand, współzałożyciel organizacji non-profit conservation group Revive and Restore, której celem jest wskrzeszenie zaginionych gatunków, w tym gołębia wędrownego i mamuta włochatego, których genomy zostały już w większości poskładane razem.
w przypadku moa, którego DNA zrekonstruowano z kości palca okazu muzealnego, może to wymagać trochę bardziej genetycznego majsterkowania i dużo jaj: 1 – calowy, 1-funtowy, który leżał u emu, może być tylko biletem.
prace nad małym krzakiem moa nie zostały jeszcze opublikowane w czasopiśmie (naukowcy opublikowali niepublikowany artykuł na publicznej stronie), ale koledzy z małego świata wymarłych genomów wyśpiewali jego pochwałę. Morten Erik Allentoft z Muzeum Historii Naturalnej w Danii, ekspert od dna moa i innych wymarłych genomów, nazwał to ” znaczącym krokiem naprzód.”Beth Shapiro z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz, która prowadziła w 2017 r. badanie rekonstrukcji genomu gołębia pasażerskiego, nazwała go „super cool”, ponieważ ” daje nam wymarły Genom na gałęzi ewolucyjnej, której wcześniej nie mieliśmy.”
to, że montaż wymarłego genomu jest rozpowszechniany jak naukowy samizdat, nie jest niczym niezwykłym w tej dziedzinie. Dzienniki wymagają od artykułów więcej niż „oto jest”, powiedział Ben Novak, współautor badania gołąb pasażerski. „Liczba, która została faktycznie wykonana, jest prawdopodobnie czterokrotnie większa „cztery lub pięć wymarłych genomów oficjalnie zgłoszonych”, ale wyniki są po prostu w ludzkich laboratoriach.”
prawie kompletne wymarłe genomy obejmują dwóch krewnych ludzi, neandertalczyków i denisowian, oprócz mamuta włochatego i gołębia wędrownego. Zebra-jak kwagga był pierwszym wymarłym gatunkiem, który miał zsekwencjonowane DNA, z powrotem w genomowej epoce kamienia 1984, ale to nie jest do współczesnych standardów.
naukowcy są również bliscy rekonstrukcji genomów dodo, nielotnego ptaka, który wyginął z Mauritiusa, jego jedynego domu, pod koniec XVI wieku; i Wielkiego auk, który żył na północnym Atlantyku, zanim wymarł w połowie XIX wieku. W zeszłym miesiącu naukowcy z Australii ujawnili Genom tygrysa tasmańskiego, z którego ostatni zmarł w niewoli w 1936 roku.
w każdym przypadku kroki były podobne. Naukowcy zbierają próbki tkanek z okazów muzealnych: Muzea Victoria w Melbourne w Australii miały wielkie tygrysy Tasmańskie, na przykład, podczas gdy Royal Ontario Museum w Toronto miało ładną kość palca z małego krzewu Moa. Następnie wyodrębniają DNA. Prawie zawsze jest tak samo rozdrobniony jak roztrzaskany kielich wina, ponieważ „rozpad DNA zaczyna się w ciągu kilku dni od śmierci”, powiedział Shapiro z UCSC.
na szczęście to nie problem. Dzisiejsze sekwencery genomu o wysokiej przepustowości działają najlepiej na DNA, mierząc wyniki dla setek nukleotydów-kultowych A, T, C i G, które zawierają DNA-długie.
trudną częścią jest ustalenie, gdzie fragmenty należą do genomu: na których chromosomach i w jakiej kolejności. Aby to zrobić, Alison Cloutier z Harvardu i reszta zespołu little bush moa (który nie chciał mówić o pracy przed oficjalną publikacją) wzięli 900 milionów nukleotydów rozrzuconych po milionach kawałków DNA i próbowali dopasować je do konkretnych lokalizacji w genomie emu, bliskiego krewnego wszystkich dziewięciu gatunków moa.
to umożliwiło naukowcom uzyskanie około 85% genomu we właściwym miejscu. „Pozostałe 15 procent jest w ich danych, ale jest trudne do zorganizowania przy użyciu genomu emu,” powiedział Novak. Przekształcanie maleńkich fragmentów DNA w kompletny Genom ” było niezwykle trudne. Fakt, że mogą uzyskać Genom z małej kości palca Moa to wielka sprawa, ponieważ teraz możemy wykorzystać ich dane do badania innych wymarłych gatunków ptaków.”
To dlatego, że genomy ptaków, w tym osiem innych (WSZYSTKICH wymarłych) gatunków moa, mają podobną strukturę. Oznacza to, że geny dla poszczególnych cech wydają się być na tym samym chromosomie i ułożone w stosunku do innych genów w podobny sposób. Im więcej wskazówek, jak zorganizować fragmenty genomu, które sekwencer wypluwa, tym lepiej.
dla gołębia pasażerskiego, na przykład, Shapiro i jej zespół paleogenomiczny użyli genomu gołębia pasmowego, aby dowiedzieć się, jak zorganizować ich krótkie sekwencje DNA. Próbuje zrobić coś podobnego dla dodo, używając genomu gołębia nikobarskiego (najbliższego żyjącego gatunku) jako szablonu.
jest to „niezwykle trudne”, aby uzyskać prawo organizacji genomu, powiedział Charlie Feigin, Postdoctoral fellow na Uniwersytecie Princeton, który prowadził sekwencjonowanie genomu tygrysa tasmańskiego. „Możesz spojrzeć na blisko spokrewnione gatunki w poszukiwaniu wskazówek, ale bez gwarancji poprawnego ułożenia wymarłego genomu. „Ta struktura ma znaczenie, ale dyskutuje się o stopniu, w jakim musi być doskonała.”
na przykład w przypadku projektu Mamut, naukowcy sekwencjonują chromosomy słoni, aby lepiej zrozumieć, jak zorganizowane jest mamutowe DNA, powiedział George Church z Harvardu, który prowadzi ten projekt. Mają również nadzieję na poprawę w przyrodzie, genetycznie inżynierii odporności na wirusa opryszczki do genomu mamuta (lepiej utrzymać go przy życiu powinno de-extinction pracy). Niektórzy naukowcy uważają, że infekcje opryszczki pomogły zabić mamuta. Church powiedział, że jego laboratorium ma ogłosić postępy na obu frontach w tym roku.
najlepszym przypuszczeniem jest to, że gdyby naukowcy wskrzesili wymarły gatunek, umieszczając jego ponownie złożony Genom w jajku żywego gatunku, prawdopodobnie nie byłby to doskonały replika oryginału. „Wymarły” gołąb pasażerski może jeść to, co oryginał, ale ma inne zachowania reprodukcyjne i społeczne, na przykład.
krok wkładania jaj okazuje się trudniejszy u ptaków niż u ssaków. Zrekonstruowany Genom można wprowadzić do jaja ssaka za pomocą techniki klonowania, która produkowała owcę Dolly. Ale to nie działa u ptaków – „przynajmniej na razie”, powiedział Brand. Jedną z nadziei jest obejście, które ostatnio udało się kurczętom, wprowadzenie genomu do komórek zarodkowych, które stają się jajkami lub plemnikami, aby odnieść sukces u dzikich ptaków.
To jest „jedna z rzeczy Revive and Restore koncentruje się teraz”, powiedział Brand. „De-extinction nadchodzi, stopniowo i na pewno. Ostatecznie będzie to postrzegane jako kolejna forma reintrodukcji, „jak sprowadzenie” wilków z powrotem do Parku Yellowstone bobrów z powrotem do Szwecji i Szkocji.”
Ten artykuł pierwotnie ukazał się 27 lutego 2018