Шерстистый мамонт 2.0: новая эра в биоинженерии или глобальная угроза?

В научном мире разразился скандал: компания Colossal Biosciences, специализирующаяся на воскрешении вымерших животных, заявила, что ее биоинженеры смогли создать стволовые клетки из клеток кожи слона, которые можно превратить в эмбрион гибридного существа, сочетающего черты современного слона и древнего шерстистого мамонта. Это заявление вызвало бурную реакцию в научном сообществе и общественности: от восхищения и любопытства до недоверия и критики. Насколько реальна и обоснована эта идея? Какие технологии и методы используются для ее реализации? Какие последствия может иметь такой эксперимент для биологии, экологии и этики? Давайте разбираться.

Как создают стволовые клетки из клеток кожи слона?

Стволовые клетки — это клетки, которые могут дифференцироваться в любой тип клеток организма. Они обладают уникальной способностью к самообновлению и регенерации. Стволовые клетки делятся на два типа: эмбриональные и соматические (или взрослые). Эмбриональные стволовые клетки получают из бластоцист — ранних стадий развития эмбриона. Соматические стволовые клетки находятся в различных тканях и органах взрослого организма и специализируются на определенных функциях.

Однако существует способ превратить соматические клетки в эмбриональные, то есть вернуть их в первоначальное состояние. Этот процесс называется индукцией плюрипотентности. Для этого нужно ввести в соматические клетки набор генов, которые активируют их плюрипотентность. Такие гены называются факторами Яманака, в честь японского ученого Синъя Яманака, который в 2006 году впервые продемонстрировал этот метод на клетках мышей. Позже он повторил свой эксперимент на клетках человека и получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине в 2012 году.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) имеют те же свойства, что и эмбриональные стволовые клетки, но не требуют уничтожения эмбрионов для их получения. Это делает их более этичными и перспективными для медицины и биотехнологии. С помощью iPSC можно клонировать животных или создавать гибриды разных видов.

Именно этим занимаются биоинженеры из Colossal Biosciences. Они берут клетки кожи слона и превращают их в iPSC с помощью факторов Яманака и других химических веществ. Затем они планируют заменить некоторые гены слона на гены шерстистого мамонта, которые были восстановлены из ДНК, извлеченной из останков этого вымершего животного. Таким образом, они хотят получить эмбрион гибридного существа, которое будет иметь черты обоих видов. Этот эмбрион они собираются вживить в матку суррогатной матери — современного слона, который должен выносить и родить потомка.

Какие трудности и риски сопровождают этот процесс?

Создание iPSC из клеток кожи слона — это не простая задача. Слоны имеют особую биологию, которая делает их устойчивыми к ряду заболеваний, но также затрудняет превращение их клеток в плюрипотентные. Одна из причин — это ген TP53, который контролирует цикл клеточного деления и апоптоз (программированную гибель клеток). У слонов этот ген присутствует в 20 копиях, в то время как у человека и мыши — только в одной. Это означает, что клетки слона более склонны к самоуничтожению, если в них происходят какие-то нарушения. Поэтому биоинженерам пришлось подавлять активность этого гена, чтобы создать iPSC из клеток кожи слона.

Другая проблема — это низкая эффективность и высокая затратность процесса индукции плюрипотентности. Даже при использовании оптимальных условий и методов, только небольшая часть соматических клеток превращается в iPSC. Кроме того, этот процесс требует много времени, ресурсов и оборудования. По словам представителей Colossal Biosciences, они смогли создать только четыре линии iPSC из клеток кожи слона, которые еще не были полностью характеризованы и проверены.

Еще одна сложность — это создание гибридного эмбриона, который будет содержать гены шерстистого мамонта. Для этого нужно точно знать, какие гены отвечают за определенные черты этого вымершего животного, такие как шерсть, жир, уши, бивни и т. д. Но это не так просто, как может показаться. Гены не действуют изолированно, а взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой. Изменение одного гена может повлиять на работу других или вызвать непредвиденные последствия для развития и здоровья гибридного существа. Кроме того, не все гены шерстистого мамонта сохранились в достаточном количестве и качестве, чтобы быть использованными для генетической инженерии. Поэтому биоинженерам придется делать много допущений и экстраполяций, которые могут увеличить вероятность ошибок и несовместимостей.

Наконец, самая большая проблема — это вживление гибридного эмбриона в матку суррогатной матери — современного слона. Это связано с огромными рисками и трудностями для обоих животных. Слоны — это высокоорганизованные и социальные существа, которые имеют длительную беременность (около 22 месяцев) и сложное поведение. Они также находятся под угрозой исчезновения из-за браконьерства, потери среды обитания и изменения климата. Использование слонов в качестве суррогатных матерей для гибридных существ может нарушить их естественный цикл размножения, повлиять на их здоровье, а также поставить под угрозу их вид. К тому же, неизвестно, как будет реагировать слон на рождение гибридного потомка, который может быть отвергнут или не принят в стадо.

А какой вообще смысл от этого эксперимента?

Представители Colossal Biosciences утверждают, что их цель не заключается в том, чтобы воскресить шерстистого мамонта, а в том, чтобы создать мутантного слона, который будет иметь многие черты шерстистого мамонта, такие как шерсть, жир и устойчивость к холоду. Такие существа, по их мнению, могут быть выпущены в дикую природу в местах, таких как Сибирь, где они возьмут на себя экологическую роль, которую когда-то играли шерстистые мамонты. Эти животные могут способствовать сохранению вечномерзлотного слоя, который удерживает большое количество углерода и метана, предотвращая их выброс в атмосферу и усиление глобального потепления.

Однако эта идея вызывает много вопросов и возражений. Во-первых, неясно, насколько реалистично и безопасно выпускать гибридных существ в дикую природу, где они могут вступать во взаимодействие с другими видами. Во-вторых, неизвестно, какие последствия может иметь такое вмешательство в естественный ход эволюции и экосистемы. В-третьих, не очевидно, какое право имеют люди на создание и использование животных для своих целей, особенно когда эти животные являются высокоразвитыми и чувствительными существами, которые могут испытывать страдание и боль.

Какое восприняли этот эксперимент наука и общество?

Эксперимент Colossal Biosciences представляет собой пример применения передовых технологий и методов биоинженерии для решения глобальных проблем, таких как вымирание видов и изменение климата. Он также демонстрирует потенциал и возможности стволовых клеток для создания новых форм жизни и восстановления старых. Однако он также ставит под сомнение границы и ценности науки, когда она занимается такими рискованными и спорными проектами, которые могут иметь непредсказуемые и нежелательные последствия для биологии, экологии и этики.

Эксперимент Colossal Biosciences также вызывает большой интерес и дискуссию в обществе, которое грезит о возможности увидеть живого шерстистого мамонта или другое вымершее животное. Он также стимулирует рефлексию и критику того, какие цели и мотивы лежат за такими попытками воскрешения, и какую ответственность и обязательства несут люди перед животными, которых они создают и используют. Он также заставляет задуматься о том, какое место занимают люди в природе, и как они должны относиться к ней и к себе.