Эксперимент с ДНК успеха не принёс. Теперь учёные надеются на рибонуклеиновую кислоту (РНК), молекулы которой удалось извлечь из хорошо сохранившихся останков тасманийского волка.
Считается, что большая часть сумчатых волков (или тилацинов), обитавших на обширных территориях Австралии и Новой Гвинеи, были уничтожены собаками динго около 3 тыс. лет назад. Но небольшая часть особей всё же дожила до 19-го века благодаря тому, что успела перебраться на территорию австралийского островного штата Тасмания. Но и здесь их ждала суровая участь – прибывшие в Австралию европейцы полностью истребили тасманийских волков, считая, что они представляют опасность для овец. Последний дикий сумчатый волк был убит в мае 1930 года, а в 1936 году в частном зоопарке в Хобарте умер от старости последний тилацин, содержавшийся в неволе. Таким образом, вид вымер всего через 133 года после появления в Тасмании европейцев.
В мире есть несколько крупных проектов по воскрешению этого вида, однако их эффективность пока равна нулю. Но открытие, которое недавно сделала группа учёных, может стать настоящим прорывом. Строится оно на исследовании, доказавшем возможность выделения и секвенирования молекул РНК, биологический возраст которых превышает сто лет. Образцы, взятые из тела тасманийского волка, хранящегося в шведском Музее естественной истории в Стокгольме, впервые в истории позволили реконструировать транскрипты (функциональная единица генома) кожи и скелетных мышц вымершего вида!
– Это первый случай, когда мы смогли увидеть реальную биологию и метаболизм клеток тасманийского волка непосредственно перед смертью, – рассказывает Metro руководитель и автор исследования Эмилио Мармол Санчес.
Но несмотря на то, что результаты исследования дают надежду на «воскрешение» вида, впереди ещё очень много работы – ведь учёным теперь потребуется не просто восстановить ДНК, но и узнать, как работает регуляция генов на каждом кусочке ткани.
Итак, что же было сделано. После секвенирования транскриптов кожи и тканей скелетных мышц 130-летнего экземпляра тасманийского волка, хранящегося в музее, учёные пришли к выводу, что они схожи с образцами современных сумчатых и плацентарных млекопитающих. Восстановленные единицы геномов были настолько хорошего качества, что у учёных появилась возможность идентифицировать РНК, кодирующие белки, характерные для мышц и кожи, чтобы раскрыть недостающие гены рибосомальных РНК и микроРНК. Всё это открывает новые возможности для изучения огромных коллекций образцов и тканей, хранящихся в музеях по всему миру
– В будущем мы сможем восстанавливать РНК не только из вымерших животных, но и из геномов РНК-вирусов и их эволюционных предшественников, – делится с Metro профессор эволюционной геномики Стокгольмского университета и Центра палеогенетики Лав Дален.
Руководитель проекта Эмилио Мармол Санчес ответил Metro на три вопроса о проекте
Что побудило вас попытаться восстановить РНК вымершего вида?
– Изучение ДНК останков ныне живущих или уже вымерших видов стало нормой в течение последнего десятилетия, а ранние разработки в этой области даже были отмечены Нобелевскими премиями по физиологии и медицине. Да, человечество научилось выделять ДНК у вымерших видов и до сих пор уделяет этому огромное внимание, в то время как изучение древних молекул РНК пока не так развито. Из нескольких предыдущих исследований мы выяснили, что при определённых условиях хранения (вечная мерзлота, высыхание или химическая консервация) из останков вымерших животных можно выделить не только ДНК, но и РНК. Наше исследование уникально в этом смысле, поскольку нам впервые удалось секвенировать РНК тасманского волка. Впервые мы увидели реальную биологию и метаболизм клеток тасманского волка прямо перед их смертью. Тилацин не случайно стал нашей целью номер один – у нас был "свежий" образец, да и сам вид вымер не так уж давно. Такое исследование наша команда проводила впервые, и изначально мы просто хотели подтвердить теорию о том, что из остатков тканей вымершего животного можно выделить РНК. И нам повезло – мы справились с этой задачей. Да, благодаря современным технологиям и уникальным исследованиям мы достигли поистине громадного успеха, но благодарность мы хотели бы выразить и нашим предкам, которые заботливо сохранили останки тилацина в том виде, который дошёл до наших дней. "Наш" тасманийский волк был высушен, но не мумифицирован, хранился при комнатной температуре и не помещался в вакуум на протяжении почти ста лет.
Как ваше открытие повлияет на международные усилия по воскрешению вымерших видов?
– Поскольку основной упор по восстановлению вымерших особей сегодня по-прежнему сосредоточен на повторном секвенировании ДНК вымерших видов то, прежде чем переходить к разработке дальнейших шагов, мы хотим привлечь внимание к тому факту, что, хотя ДНК и предоставляет огромное количество информации, эти данные всегда будут неполными. Сосредотачиваясь только на ДНК, наши коллеги упускают целый пласт клеточной биологии и регуляторные элементы, которые содержатся только в РНК. Ведь ДНК – это лишь одна из трёх основных макромолекул (помимо РНК и белка), которые содержатся в клетках всех живых (и вымерших) организмов. Поэтому, чтобы иметь возможность успешно воссоздать сложные черты, которые отличают тасманийского волка или другие вымершие виды от их ближайших эволюционно родственных живых собратьев, исследователи, работающие над воскрешением, должны сосредоточиться и на РНК, а не ограничивать свои исследования только ДНК, как это делалось до сих пор. Я хочу сказать, редактирование определённых частей генома живых видов не является тривиальной задачей и требует не только глубочайших познаний в области белков, ДНК или РНК, но и того, как они сосуществовали вместе, как дополняли и влияли не только друг на друга, но и на само животное в целом. Для того чтобы получить полную картину этих зависимостей, РНК является чрезвычайно ценным источником информации. Многие из генов, которые тонко настраивают и регулируют экспрессию генов, являются некодирующими. Это означает, что они присутствуют только в виде молекул РНК и теряются при выделении их из ДНК. Только секвенируя РНК вымерших видов, мы можем получить доступ, хотя бы частично, к тому, как они действовали в реальном метаболизме клетки, когда были живы. Это поможет усовершенствовать биотехнологические разработки, необходимые для достижения конечной цели исследователей, работающих над восстановлением вымерших видов.
Сможем ли мы когда-нибудь снова увидеть тасманийского волка живым?
– Я был бы очень осторожен в прогнозах. Пока это только мечта, но сейчас мы сделали огромный шаг к тому, чтобы её осуществить. Если наши попытки увенчаются успехом и мы сможем предоставить живой продукт своих исследований, это будет именно "воссозданный" тасманийский волк, максимально приближенный к первоначальному, вымершему виду. Основная рабочая гипотеза трезво мыслящих учёных основана не на воскрешении утерянных видов, а на возможности восстановления особей, которые по крайней мере внешне будут похожи на своих прародителей. Даже если мы воссоздадим животное, которое визуально будет выглядеть как вымерший тасманийский волк, он не будет тем самым. Так что да, мы можем увидеть экземпляр, похожий на тилацина, но, к сожалению, тасманийские волки уже вымерли. Воскресить именно те, настоящие особи, уже невозможно. Сейчас, когда мы хоть немного продвинулись в этих сложных и очень наукоёмких вопросах, я всё чаще задаю вопрос: задумывались ли наши предки, как сложно восстановить даже копию тех животных, которых они уничтожили? В своё время одна пуля лишила планету целого вида и без того редких животных, а сейчас человечество старается восстановить их РНК...