Со стабильным геномом – это не жизнь!

Геномы отдельных особей мамонтов были очень сходны и несли малое количество вариантов генов. Это их и доконало.
Источник: uploud.wikimedia.org

Биологи из Университета штата Пенсильвания определили почти полную последовательность генома мамонта. Как сообщается на сайте университета, генетический материал был получен из образца шерсти двух мамонтих возрастом 20 и 60 тыс. лет, найденных в Сибири. В общей сложности ученые определили последовательность около 4 млрд. нуклеотидов – элементарных «кирпичиков», входящих в состав нуклеиновых кислот, – ДНК и РНК. Однако, как предполагают исследователи, собственно мамонтовых из этого количества – около 3,3 млрд. нуклеотидов, остальное – результат загрязнения образца генетическим материалом грибов и бактерий.

Надо отметить, что история с расшифровкой генома ископаемого гиганта имеет и свою предысторию.

Почти три года назад, в феврале 2006 года, группа российских ученых сообщила в журнале PloS Biology о выдающемся научном достижении: расшифровке полной последовательности так называемой митохондриальной ДНК мамонта, жившего более 30 тыс. лет назад. Профессору Евгению Рогаеву и его коллегам из нескольких научных учреждений России и США удалось расшифровать полную последовательность митохондриальной ДНК мамонта (длиной 16 842 нуклеотида).

Сайт Элементы.ru тогда писал об этом событии так: «Это стало возможным благодаря уникальной сохранности ноги мамонта, обнаруженной в 1986 году в вечной мерзлоте на Чукотке, в долине реки Энмынвеем. Мороженая мамонтятина сохранилась настолько хорошо, что в ней даже различимы ядра клеток, а в ядрах – ядерная (хромосомная) ДНК. Это первый случай обнаружения ядерной ДНК у столь древнего животного. Согласно результатам радиоуглеродного анализа, чукотский мамонт жил 32 850 +/– 900 лет назад. Все остальные мамонты, из которых удавалось выделить ДНК, значительно моложе».

Но, повторяю, это была расшифровка именно митохондриальной ДНК мамонта. Митохондрии – это очень интересные (и даже загадочные!) клеточные органеллы. Существует весьма обоснованное предположение, что митохондрии – это древнейшие микроорганизмы, когда-то внедрившиеся в живую клетку, да так там и задержавшиеся. Типичный пример симбиоза. Важно и то, что собственный геном митохондрий хотя и проще ядерной ДНК, но обладает одним уникальным свойством – он наследуется только по материнской линии; то есть отцовские гены не перемешиваются с материнскими. Это очень удобно для эволюционных исследований.

Тогда, два года назад, исследователи выразили надежду, что скоро удастся расшифровать и ядерную ДНК древних гигантов. Как в воду глядели┘

Американские биологи уже рискнули сделать некоторые предварительные выводы после расшифровки ядерного генома мамонта. В частности, они заключили, что популяции мамонтов отличались крайне низким генетическим разнообразием. То есть геномы отдельных особей были очень сходны и несли малое количество вариантов генов. Ученые считают, что эта особенность мамонтов могла стать причиной их вымирания при изменении условий внешней среды.

Нисколько не принижая значение этих исследований, надо все же сказать, что группа Евгения Рогаева пришла к таким же выводам еще два года назад: «Существовавшая в позднем плейстоцене на территории Сибири популяция мамонтов была весьма однородной в генетическом отношении. По-видимому, сибирские мамонты имели упрощенную популяционную структуру и в отличие от современных слонов представляли собой как бы единую большую семью, не подразделенную на какие-то отдельные кланы или субпопуляции».

Но, возможно, самое интригующее следствие ювелирной, без преувеличения, работы биологов Университета штата Пенсильвания – реально забрезжившая возможность восстановить мамонтов как вид. Принципиальная схема здесь понятна: достаточно поместить генетический материал мамонта в яйцеклетку родственного вида – современного слона. По некоторым оценкам, стоимость этого проекта составит «всего-то» 10 млн. долларов. Однако исследователи подчеркивают, что вряд ли стоит ожидать рождения мамонта в ближайшем будущем, так как для реализации этого амбициозного проекта необходимо преодолеть ряд технических затруднений.

Лет восемь назад был предложен проект воссоздать вымершую птицу додо, от которой остались только рисунки и несколько скелетов. Источник: euriskodata.com

Как бы там ни было, но проект восстановления исчезнувшего из биосферы древнего вида – мамонта в данном случае – отнюдь не пионерский.

Еще в конце 1990-х годов британские ученые объявили о начале реализации сенсационной программы – воссоздания с использованием сохранившегося генетического материала исчезнувшего вида птиц – маврикийского дронта (додо).

Это была крупная, высотой до метра, нелетающая птица. Дронт обитал на острове Маврикий (Маскаренские острова) в Индийском океане. Существовало три вида этого нелетающего голубя величиной с индюка.

Не сохранилось ни одного экземпляра чучела додо (были ли таковые – тоже вопрос). В гибели беззащитных додо повинны голландские моряки, которые первыми из европейцев увидели эту птицу, когда высадились на остров для пополнения запасов воды и свежего мяса. (С голландского «додо» переводится как «дуралей».) Завезенные ими на Маврикий животные – свиньи, обезьяны, крысы, собаки и кошки – разоряли наземные гнезда додо. Считается, что маврикийский дронт был полностью уничтожен всего за десять лет – в период с 1680 по 1690 год. Кстати, в Москве, в коллекции Государственного Дарвиновского музея, находится один из немногих сохранившихся в мире скелетов дронта. Экземпляр, хранимый в Дарвиновском музее, – единственный в России.

В 2006 году появилось сообщение, что в одной из пещер Маврикия были обнаружены хорошо сохранившиеся останки дронта. Скелет птицы почти не поврежден. Как заявил тогда палеонтолог Джулиан Хьюм из лондонского Музея естественной истории, планировалось провести анализ ДНК птицы.

Так что если английским ученым повезет, вполне может оказаться достаточным для запуска биологической программы репликации и какой-то части ДНК дронта. Принципиальных же технологических ограничений для процесса клонирования нет. Основные этапы операции – конечно, сильно упрощая! – могут выглядеть так. Из остатков костного материала додо делают выжимку; помещают ее в физиологический раствор и вымывают все лишнее. Затем отбирают хорошо сохранившиеся клетки и «выколупывают» из них ядра, в которых собственно и содержится генетический материал. Полученные таким образом ядра пересаживают в яйцеклетки коров, предварительно лишенные родных ядер (с яйцеклетками коров удобнее работать: они большие по размерам, налажена технология их производства, существуют банки таких клеток)... Остается только подождать. В случае с клонированной овцой Долли вероятность успеха составила 0,02%.

«Если удастся реализовать задуманное до конца – это фантастика! – подчеркивал в беседе с корреспондентом «НГ» член-корреспондент Российской академии медицинских наук Вадим Репин. – Это будет означать, что ДНК практически бессмертно. Но даже если этот процесс удастся довести только до стадии образования бластоцисты (этап развития оплодотворенного яйца, представляющий собой полый пузырек, заполненный жидкостью) – и это будет отличным результатом».