Hur länge tills vi tar ullmammar tillbaka från utrotning?

Huvudbild: Woolly mammoths var ungefär storleken på moderna afrikanska elefanter och vägde runt sex ton. Kreditera: Wikimedia Commons

Del av Dr Tom Ellis - The “rationell forskare” del - anser att en grupp forskare planerar att ta tillbaka ullmammoten från utrotning är bara en “sideshow” av liten praktisk användning. “Men sen på flipsidan sitter jag här med en Jurassic Park T-shirt,” han säger. “Skulle det vara kul om någon kunde få tillbaka några av de saker jag såg i böcker som barn? Ja, det skulle vara coolt.”

Den aktuella gruppen leddes av Harvard och MIT professor George Church, en av världens ledande genetiker, och deras "utrotning" -projekt syftar till att göra besättningar av ullmammor - eller åtminstone djur som liknar de massiva däggdjuren - gå igen.

I praktiken innebär forskningen att man redigerar DNA: n från asiatiska elefantembryon, så att de är födda med några av egenskaperna hos deras långdöda kusiner, däribland tjock päls, ett isolerande skikt av fett för att överleva kalla förhållanden och förmågan att släppa blod syre vid lägre temperaturer.

Asiatiska elefanter delar mer än 99,96% av deras DNA med ullmammor, vilket gör dem ideala för projektet. Kredit: Dennis Jarvis, Flickr

(Bild: © Dennis Jarvis, Flickr)

År 2017 sade kyrkan att vi kunde se levande ullmammor “om ett par år”. Men den tidslinjen skulle kunna glida: Ellis, som är ledande forskare inom syntetisk biologi och syntetisk genomteknik vid Imperial College London, tror att det tar minst 10 år.

Hur svårt är kyrkans nästa steg? Och kan forskningen leda till andra genombrott? TechRadar talade med Ellis och Dr Mike McGrew, gruppledare på The Roslin Institute, ett institut för djurforskning vid University of Edinburgh, för att ta reda på.

Jordnära

Många av projektets tekniker är relativt väl etablerade. Fysisk redigering av asiatisk elefant DNA, till exempel, borde vara enkelt. Forskare använder en typ av "molekylära saxar" som riktar sig mot en specifik DNA-sekvens inom en cell. När den delen av DNA har klippts ut, försöker cellen att reparera den med något annat DNA som finns - inklusive eventuella strängar som injiceras i cellen av forskare. Det är i huvudsak ett "klipp och klistra" jobb.

Nyckeln är att bestämma vilka gener du vill "klistra in" - och det är där det blir svårt. Det woolly mammut genomet har sekvenserats, men det är svårt att veta vilka fysiska egenskaper generna kodar för och isolera de rätta. Genom att titta på kända genetiska vägar har kyrkans lag redan omskrivit a “antal gener” till asiatiska elefantcellinjer, generering “alltmer mammutliknande celler”, inklusive mutationer såsom extra hårväxt. Men det måste ändå förbättra sina resultat.

Forskargruppen har skördat genetisk information från frusen mammutvävnad. Kredit: George Church, Instagram

(Bild: © George Church, Instagram)

Ellis påpekar att även om genomerna av de två djuren är 99,6% liknande, gör det dem fortfarande annorlunda med mer än en miljon mutationer. “Strategin de tar är att titta på 100 eller 1000 mutationer som äger rum på 20-100 platser som ser ut som de är mest troliga att förklara [skillnaderna],” han säger.

“Men det förutsätter att ingen av de andra mutationerna någon annanstans är relaterade, och vi vet att du ofta har mutationer som ligger i områden som inte tycks ge någon mening för de involverade [egenskaperna], men [...] hjälper mutationen eller förändringen i ett annat område av genomet.

“Genom att säga att "en miljon baser är annorlunda, men om vi bara byter 1000 som kommer att räcka" är det en stor risk i samband med det.”

"Fördjupad science fiction"

Då är det liten fråga om att skapa ett konstgjort livmoder för att odla embryot. Teamet medger det här låter som “fördjupad science fiction”, men pekar på de senaste vetenskapliga genombrott som kan göra en sådan möjlighet till en möjlighet, däribland två fall där förtida lamm togs till fullo i en artificiell livmoder. Så otroligt som det låter var lammet bara i livmoderna i några veckor; Att använda samma tekniker för elefantembryon kan ta många år, särskilt med tanke på att elefanter har den längsta graviditeten hos alla däggdjur (upp till 22 månader).

Både Dr McGrew och Dr Ellis föreslår att man skapar embryon och implanterar dem tillbaka till en kvinnlig asiatisk elefant, som vi gör med IVF hos människor, som ett alternativ. Men även det kan vara problematiskt och har aldrig gjort i elefanter förut. Dr Ellis påpekar att även om du kan implantera ett embryo, “du får inte dina första resultat i ett år och lite, så det blir långsamt i sig”. Det finns risk för att moderen kan avvisa embryot, tillägger han.

Mammothben har hittats vid Duvanni Yar-permafrosten i norra Sibirien. Kredit: George Church, Instagram

(Bild: © George Church, Instagram)

Och det är inte att tala om etiska problem runt projektet. Kyrkans lag säger att återintroduktionen av mammor till höga norra breddgrader kan omvandla tundra tillbaka till gräsmark, vilket skulle minska utsläppen av växthusgaser och öka biologisk mångfald. Men hur skulle det påverka djuren i det befintliga ekosystemet? Hur mycket skulle människorna behöva byta miljö så att de kunde stödja mammor?

Och, vissa frågar, kunde inte tiden och resurserna användas bättre för att förhindra att befintliga djur släpper ut? Ellis säger det kanske “vi skulle bli bättre betjänade försöker hålla koll på vad vi dödar och minska det där det är lämpligt”. (Kyrkan har försökt att ta itu med några av dessa bekymmer i det förflutna).

Och då är det intressant, om mer akademiskt, frågan om de nya djuren faktiskt skulle vara ullmammor. “Det är en mammut, eller är det en asiatisk elefant som bär mammotiska egenskaper?” frågar McGrew. “Det är väldigt intressant, hur mycket av ett genom skulle du behöva byta innan [...] du definierar det som en andra art?”

Den mänskliga effekten

Om dessa ahem, mammoth hurdles kan övervinnas, då kommer några av de nya tekniker som kyrkans lag har behärskat att kunna tillämpas på andra ställen och inte bara i bevarandeinsatser för andra djur - inte en liten sak själv.

“Det är en mammut, eller är det en asiatisk elefant som bär mammotiska egenskaper?”

Dr Mike McGrew

En av de viktigaste stegen i projektet är att ta asiatiska elefantfibroblaster, som finns i bindväv, och göra dem till inducerade pluripotenta stamceller (iPSCs). Dessa stamceller kan bli flera celltyper beroende på hur de behandlas, med forskare som introducerar mutationer för att få de mammutegenskaper de vill ha. Syftet är så småningom att förvandla dem till ett embryo.

Ellis säger att detta har potentiella konsekvenser för människor, särskilt för “stora sjukdomar” som är “genombaserade”. Redigering av mänskliga gener skulle tydligen vara mycket kontroversiell, eftersom debatten om "designer babyer" visar, men forskningen kan åtminstone informera om en del av den diskussionen och kanske ändra hur vi tänker på vissa genetiska sjukdomar.

För tillfället är emellertid dessa frågor ett framtida problem, och kyrkan och hans lags forskning går långsamt vidare. Oavsett om han lyckas få en ullmammad promenad de närmaste åren, återstår att se - men det blir fascinerande att se honom försöka.

Techradar s Nästa Up-serien kommer till dig i anslutning till ära