Visszatérhet a Földre az ősmamut, de dodó is itt totyoghat újra

A vadon élő állatok védelme eddig leginkább a fajvédelemre összpontosított. De mi van, ha a jelenlegi fajok is kihalnak? Ezen a ponton ugyanis igen érdekes kérdések merülnek fel. A legfontosabb: van-e visszaút egy faj teljes eltűnéséből, a kihalás széléről? És ha igen, a klímaválsággal küszködő ökoszisztémákat „újra lehet-e formálni” a régóta kihalt állatokkal?

2021-ben Ben Lamm vállalkozó és George Church világhírű harvardi genetikus azzal a merész tervvel alapította meg a Colossal Biosciencest, hogy a gyapjas mamutokhoz nagyon hasonló állatokat „hozzanak létre” úttörőnek számító géntechnológiai technikákkal. 

2023 januárjára ennek érdekében a Colossal 225 millió dollár kockázati tőkét vont be, és küldetését kibővítette a rég kihalt tasmán tigris és a legendás madár, a dodó visszahozásával.

„Célunk egy elejétől a végéig tartó tudományos lánc kiépítése a kihalás megelőzésére” – mondja Eriona Hysolli a Nature-nak, aki a Colossal biológiai részlegének vezetője és a gyapjas mamut projekt vezetője. Hozzátette: "Az emberek kezdik látni, hogy a genetikai technológiáknak milyen kiemelt szerepük lehet a megőrzésben."

Mamut-vállalkozások

A Colossal mögött meghúzódó koncepció, amelyet Church először vázolt fel nyilvánosan egy 2013-as TEDx-előadásban, hogy a mamut legközelebbi genetikai rokonának, az ázsiai elefántnak a génjet átírja.

A kutatók szeretnék összemixelni az ázsiai mamut és az ősi mamut DNS-elemzéséből származó kritikus elemeket: a zsírlerakódásokért, a bozontos hajért, a kis fülekért, a bioritmusért és egyéb, például a hideg időjárásra való ellenállóképességért felelős jellemzőket. Így az új hibrid fajokat újra be lehetne telepíteni a tundrákra, ahol a kutatók szerint az új állatok jelenléte javítaná a hideg beáramlását a permafrosztba (az örök fagy birodalmába), így megakadályozva annak olvadását. Mindez lelassítaná az egyre gyorsuló folyamatot, ahogy a tundrák füves szteppévé alakulnak.

Kezdetben a finanszírozó ügynökségek nem mutattak lelkesedést a Church laboratóriumában folyó kihalást megelőző kutatás iránt. Egy őssejtkutató, Eriona Hysolli mégis már 2015-ben csatlakozott a projekthez.

„Akkor épp Svante Pääbo (2022-ben orvosi-életani Nobel-díjat kapott tudós) Neander-völgyi emberét olvastam, és lenyűgözött az az út, amely az ősi DNS-szekvenálásához vezetett. George Church-ot is említik a könyvben, aki nem csupán egy faj beazonosításán gondolkodott, hanem azon is, hogyan tudna visszahozni egy egész ökoszisztémát” – mondja az őssejtkutató.

Ezért az olyan sikerek után, miután emlőssejteket fejlesztettek tovább úgynevezett multiplex bázisszerkesztéssel (egy olyan technika, amely mesterséges enzimeket használ a genom több részének egyidejű újrakódolására), biológusként Hysolli csatlakozott először a Colossalhoz.

„Úttörő kutatásokat végzünk, ezért munkafolyamataink nagyon egyediek. A fajok kihalásának visszafordítása számos olyan területet felölel, ahol szakértelmet és új technológiákat kell fejleszteni" - teszi hozzá.

A vállalkozáshoz való csatlakozása után Hysollinak elsőként a csapat összeállítása és a protokollok kidolgozása jelentette a legnagyobb kihívást a gyapjas mamut projekthez. 

Ő ugyanis hozzászokott a hagyományos golyótollas-papíros nyilvántartási módszerekhez a konzervatív laboratóriumokban, ez az új vállalkozás azonban digitális megközelítést igényel.

2015-ben és 2021-ben a gyapjas mamut több, csaknem teljes genomját szekvenálták, így Hysolli és munkatársai figyelmük nagy részét az ázsiai elefánt nagyadat-elemzése felé fordította. 2022 júliusában a Colossal and the Vertebrate Genomes Project bejelentette, hogy sikeresen szekvenálta és összeállította a rendkívül nagy sikernek számító első ázsiai elefántgenomot. 

"Egy új megközelítéssel dolgozunk: az élvonalbeli AI/ML technikákat ötvözzük a hagyományos nedves labormunkával, s a Colossal jó példája a két terület közötti együttműködésnek. Ez a tudományos felfedezések új korszakát is jelzi, ahol a gépi tudást és az adatelemzés erejét az élettudományok innovációjával egyesítjük" - meséli Zareh Zurabyan, a labor digitális stratégiai szakértője és az eLabNext America vezetője, aki a Colossal adatait és munkafolyamatait kezeli. 

A biológia határait feszegetik 

Hysolli megjegyzi, hogy a Colossal befektetőinek kínált jövőbeni eredmény nem csupán a kihalás megszüntetésének kidolgozásában rejlik, hanem a biológusok számára készült új eszközök szélesebb körű kifejlesztésében, a sejttervezéstől és az újra programozáson át a terhességi technológiáig. 

„Valójában tényleg az emlős-, erszényes- és madárbiológia határait feszegetjük, mely technológiák túlmutatnak a kipusztulásukon” – mondja.

2022 szeptemberében a Colossal bejelentette első kiválását, a Form Bio nevű számítógépes biológiai platformot, amelyet a cég a kihalás-mentesítési láncolat kezelésére fejlesztett ki. A 30 millió dolláros kockázati finanszírozású, független szoftvercég a nehézkes, sok kódot igénylő folyamatokat akarja kiváltani egy olyan hozzáférhető „interfésszel”, amely leegyszerűsíti a tudósok számára a bioinformatika használatát.

„A Form Bio egyedi genomikai elemzést végez helyettünk, különösen ami a DNS-sel és a különböző tulajdonságokkal kapcsolatos dolgokat illeti. Egyfajta ősi DNS-adatbázisként szolgál. Számításokra és tárolásra is használjuk, ha pedig saját elemzést szeretnénk, akkor sok munkafolyamatban segít a beépített AI” – magyarázza Hysolli.

A most élő fajok megőrzése is cél

Az őssejtkutató azt is kiemeli, hogy munkájába tartozik az elefántvédelem új irányainak felfedezése és az elefántok herpeszvírusának megelőzését szolgáló vakcina kifejlesztése. 

De azt is tervezi, hogy a még élő afrikai elefánt és az úgynevezett erdei elefánt referenciagenomját is felépíti.

„Mi lenne, ha ezek az elefántok néhány éven belül eltűnnének, de mi hozzá sem kezdtünk volna az embriológia és az asszisztált reprodukciós technológiák felépítésével, hogy visszahozhatók legyenek? Megvannak az eszközeink a biológiai sokféleség létrehozásához egy edényben, de még több minta szekvenálásával és megőrzésével egész populációkat lehet helyreállítani egyedek helyett” – állítja a szakember.

Hysolli hangsúlyozza, hogy a fajkihalás megelőzésének céljaival kapcsolatos nyitottság a nyilvánosság kritikus fontosságú a Colossal szempontjából.

„Elkötelezettek vagyunk természeti örökségünk helyreállítása és az érdekelt felekkel való együttműködés mellett, mert amikor az ökoszisztémák újjáélesztését szolgáló modelleket építünk, azt átláthatóan és etikusan kell megtenni” – teszi hozzá.