كان آخر ماموث صوفي يجوب منطقة التندرا القطبية الشاسعة منذ 4,000 عام. ولا تزال جيناتهم تعيش في حيوان مهيب حتى يومنا هذا، ألا وهو الفيل الآسيوي.
مع تشابه بنسبة 99.6% في تركيبها الجيني، تعد الأفيال الآسيوية نقطة انطلاق مثالية لخطة جريئة لإعادة الماموث - أو أي شيء قريب منه - من الانقراض. المشروع، أطلقته شركة التكنولوجيا الحيوية ضخم في عام 2021، أثارت الدهشة لهدفها الذي حققته على مستوى القمر.
قواعد اللعبة الشاملة تبدو واضحة ومباشرة.
الخطوة الأولى هي ترتيب ومقارنة جينومات الماموث والفيل. بعد ذلك، سيحدد العلماء الجينات الكامنة وراء السمات الجسدية - الشعر الطويل، والرواسب الدهنية - التي سمحت للماموث بالنمو في درجات الحرارة المتجمدة، ثم إدخالها في خلايا الفيل باستخدام تحرير الجينات. وأخيرًا، سيقوم الفريق بنقل النواة - التي تحتوي على الحمض النووي - من الخلايا المعدلة إلى بيضة فيل وزرع الجنين في بديل.
المشكلة؟ الفيلة الآسيوية مهددة بالانقراض، ومن الصعب الحصول على خلاياها، وخاصة البيض.
الأسبوع الماضي ، الشركة تم الإبلاغ عن حل رئيسي. ولأول مرة، قاموا بتحويل خلايا جلد الفيل إلى خلايا جذعية، كل منها لديها القدرة على أن تصبح أي خلية أو نسيج في الجسم.
يسهل هذا التقدم التحقق من صحة نتائج تحرير الجينات في المختبر قبل الالتزام بحمل محتمل، والذي يستمر لمدة تصل إلى 22 شهرًا بالنسبة للأفيال. يمكن للعلماء، على سبيل المثال، تحويل الخلايا الجذعية للفيل إلى خلايا شعر واختبار التعديلات الجينية التي تمنح الماموث معطفه السميك والدافئ.
كان من الصعب بشكل خاص تصنيع هذه الخلايا الجذعية المحفزة المحفزة، أو iPSCs، من خلايا الفيل. الحيوانات "هي أنواع خاصة جدًا وقد بدأنا للتو في خدش سطح بيولوجيتها الأساسية" محمد الدكتورة إريونا هيسولي، التي ترأس قسم العلوم الحيوية في Colossal، في خبر صحفى.
ولأن هذا النهج يحتاج فقط إلى عينة جلد من فيل آسيوي، فإنه يقطع شوطا طويلا لحماية الأنواع المهددة بالانقراض. يمكن لهذه التكنولوجيا أيضًا أن تدعم الحفاظ على الأفيال الحية من خلال توفير برامج تربية ببيض صناعي مصنوع من خلايا الجلد.
"قد تحصل الأفيال على جائزة "الأصعب في إعادة البرمجة"" محمد يقول الدكتور جورج تشيرش، عالم الوراثة بجامعة هارفارد وأحد مؤسسي شركة Colossal: "لكن تعلم كيفية القيام بذلك على أي حال سيساعد العديد من الدراسات الأخرى، خاصة حول الأنواع المهددة بالانقراض".
أعد عقارب الساعة
منذ ما يقرب من عقدين من الزمن، أحدث عالم الأحياء الياباني الدكتور شينيا ياماناكا ثورة في علم الأحياء من خلال إعادة الخلايا الناضجة إلى حالة تشبه الخلايا الجذعية.
وقد تم تجربة هذه التقنية الحائزة على جائزة نوبل لأول مرة على الفئران، وهي تتطلب أربعة بروتينات فقط، تسمى معًا عوامل ياماناكا. يمكن للخلايا المعاد برمجتها، والتي غالبًا ما تكون مستمدة من خلايا الجلد، أن تتطور إلى مجموعة من الأنسجة مع مزيد من التوجيه الكيميائي.
لقد أحدثت الخلايا الجذعية المحفزة (iPSCs)، كما يطلق عليها، تحولا في علم الأحياء. إنها ضرورية لعملية بناء عضويات الدماغ - كرات صغيرة من الخلايا العصبية التي تنشط بالنشاط - ويمكن تحويلها إلى خلايا بويضات أو نماذج من الخلايا العصبية المبكرة. الأجنة البشرية.
هذه التكنولوجيا راسخة بالنسبة للفئران والبشر. ليس كذلك بالنسبة للفيلة. يقول هيسولي: "في الماضي، لم تكن العديد من المحاولات لإنتاج خلايا iPSC للأفيال مثمرة".
ماتت معظم خلايا الأفيال عند معالجتها بالوصفة القياسية. وتحول البعض الآخر إلى خلايا هرمة "زومبي" - حية ولكنها غير قادرة على أداء وظائفها البيولوجية المعتادة - أو لم يحدث لها تغيير يذكر عن هويتها الأصلية.
مزيد من التحقيقات وجدت الجاني: بروتين يسمى TP53. يُعرف هذا البروتين بقدرته على مكافحة السرطان، ويُطلق عليه غالبًا اسم حارس البوابة الجينية. عندما يتم تشغيل جين TP53، يحث البروتين الخلايا ما قبل السرطانية على التدمير الذاتي دون الإضرار بجيرانها.
ولسوء الحظ، يعيق TP53 أيضًا إعادة برمجة iPSC. تحاكي بعض عوامل ياماناكا المراحل الأولى من نمو السرطان والتي يمكن أن تتسبب في تدمير الخلايا المعدلة ذاتيًا. تمتلك الفيلة 29 نسخة ضخمة من الجين "الحامي". معًا، يمكنهم بسهولة سحق الخلايا ذات الحمض النووي المتحور، بما في ذلك تلك التي تم تحرير جيناتها.
"كنا نعلم أن p53 سيكون أمرًا كبيرًا" ، تشيرش قال ال نيويورك تايمز.
وللتغلب على حارس البوابة، ابتكر الفريق مزيجًا كيميائيًا لمنع إنتاج TP53. وبجرعة لاحقة من عوامل إعادة البرمجة، تمكنوا من إنتاج أول خلايا iPSCs لفيل من خلايا الجلد.
وأظهرت سلسلة من الاختبارات أن الخلايا المتحولة تبدو وتتصرف كما هو متوقع. كان لديهم جينات وعلامات بروتينية غالبًا ما تُرى في الخلايا الجذعية. وعندما سمح لها بالتطور إلى مجموعة من الخلايا، شكلت بنية ثلاثية الطبقات مهمة لتطور الجنين المبكر.
"لقد كنا ننتظر هذه الأشياء بشدة،" تشيرش قال الطبيعة. ونشر الفريق نتائجهم، والتي لم تتم مراجعتها بعد، على خادم الطباعة المسبق bioRxiv.
أمامنا طريق طويل
تعتمد قواعد اللعبة الحالية للشركة لإعادة الماموث على تقنيات الاستنساخ، وليس على iPSCs.
لكن الخلايا ذات قيمة كبديل لخلايا بيض الفيل أو حتى الأجنة، مما يسمح للعلماء بمواصلة عملهم دون الإضرار بالحيوانات المهددة بالانقراض.
يمكنهم، على سبيل المثال، تحويل الخلايا الجذعية الجديدة إلى خلايا بويضة أو حيوانات منوية، وهو إنجاز حتى الآن يتحقق فقط في الفئران- لمزيد من التحرير الجيني. وهناك فكرة أخرى تتمثل في تحويلها مباشرة إلى هياكل شبيهة بالأجنة ومجهزة بجينات الماموث.
وتتطلع الشركة أيضًا إلى التطوير أرحام اصطناعية للمساعدة في رعاية أي أجنة تم تحريرها وربما إكمالها. وفي عام 2017 أنجب رحم صناعي حملاً سليماً، والآن أصبحت الأرحام الصناعية التحرك نحو التجارب البشرية. ومن شأن هذه الأنظمة أن تقلل من الحاجة إلى بدائل الأفيال وتتجنب تعريض دوراتها الإنجابية الطبيعية للخطر.
وبما أن الدراسة ما زالت في مرحلة ما قبل الطباعة، فإن نتائجها لم يتم فحصها بعد من قبل خبراء آخرين في هذا المجال. تبقى أسئلة كثيرة. على سبيل المثال، هل تحافظ الخلايا المعاد برمجتها على حالة الخلايا الجذعية؟ هل يمكن تحويلها إلى أنواع أنسجة متعددة حسب الطلب؟
إن إحياء الماموث هو الهدف النهائي لـ Colossal. لكن الدكتور فنسنت لينش من جامعة بوفالو، الذي حاول منذ فترة طويلة صنع خلايا iPSCs من الأفيال، يعتقد أن النتائج يمكن أن تكون نطاق أوسع.
الفيلة مقاومة بشكل ملحوظ للسرطان. لا أحد يعرف السبب. ونظرًا لأن الخلايا iPSCs الخاصة بالدراسة قد تم تجريدها من TP53، وهو الجين الواقي من السرطان، فيمكنها مساعدة العلماء على تحديد الشفرة الجينية التي تسمح للفيلة بمحاربة الأورام وربما تلهمنا بعلاجات جديدة أيضًا.
بعد ذلك، يأمل الفريق في إعادة إنشاء سمات الماموث - مثل الشعر الطويل والرواسب الدهنية - في نماذج الخلايا والحيوان المصنوعة من خلايا الفيل المعدلة وراثيا. وإذا سارت الأمور على ما يرام، فسوف يستخدمون تقنية مثل تلك المستخدمة في استنساخ النعجة دوللي لتلد العجول الأولى.
ما إذا كان يمكن تسمية هذه الحيوانات بالماموث لا يزال محل نقاش. لن يتطابق جينومهم تمامًا مع الأنواع المنقرضة. علاوة على ذلك، تعتمد بيولوجيا الحيوان وسلوكه بشدة على التفاعلات مع البيئة. لقد تغير مناخنا بشكل كبير منذ انقراض الماموث قبل 4,000 عام. إن منطقة التندرا في القطب الشمالي - موطنهم القديم - تذوب بسرعة. هل تستطيع الحيوانات التي تم إحياؤها التكيف مع بيئة لم تتكيف مع التجول فيها؟
تتعلم الحيوانات أيضًا من بعضها البعض. بدون ماموث حي ليُظهر للعجل كيف يكون ماموثًا في بيئته الطبيعية، فقد يتبنى مجموعة مختلفة تمامًا من السلوكيات.
لدى Colossal خطة عامة لمعالجة هذه الأسئلة الصعبة. وفي هذه الأثناء، سيساعد العمل المشروع على تحقيق تقدم دون تعريض الأفيال للخطر. بالنسبة الى كنيسة.
"هذه خطوة بالغة الأهمية" محمد بن لام، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Colossal. "كل خطوة تقربنا من أهدافنا طويلة المدى المتمثلة في إعادة هذه الأنواع المميزة."
الصورة الائتمان: العلوم البيولوجية الهائلة
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://singularityhub.com/2024/03/12/colossal-creates-elephant-stem-cells-for-the-first-time-in-quest-to-revive-the-woolly-mammoth/
