90년대 우리의 상상력을 사로잡은 멸종 위기 쥬라기 공원. 그 이후로 과학자들은 다음과 같이 질문했습니다. 그것이 얼마나 가능한가?
에 따르면 새로운 연구, 거의 불가능합니다. 하지만 잠깐만요. 나쁜 소식만은 아닙니다. 멸종된 종의 충실한 사본을 되돌리는 것은 불가능할 수 있지만 멸종된 종과 현대 후손 사이의 유전적 혼합인 잡종 종을 되돌릴 수는 있습니다.
에 게시됨 현재 생물학, 이 연구는 거대한 매머드를 피하고 대신 작은 테스트 케이스인 크리스마스 섬 쥐에 초점을 맞춥니다. 크기가 크고 정박한 선박과 화물을 침범할 때 큰 소리로 외치는 설치류는 1900년대에 마지막으로 목격되었습니다. 운 좋게도 팀은 잘 보존된 두 개의 박물관 샘플에서 DNA를 회수하여 가까운 친척인 노르웨이 갈색 쥐와 비교했습니다. 이는 오늘날 유전 연구에 널리 사용되는 실험실 모델입니다.
두 종은 전체 게놈의 약 95%를 공유합니다. 그러나 쥐가 크게 의존하는 면역 체계와 후각과 관련된 나머지 XNUMX%는 "회복 불가능"했습니다.
즉, 쥐를 다시 불러올 수 있다고 해도 원래 쥐에서 크게 달라지는 것입니다. 결과는 크리스마스 섬 쥐 및 노르웨이 갈색 쥐와 유사한 진화적 거리를 가진 코끼리에서 "현대화된" 버전의 털매머드를 되살리려는 노력의 지침이 될 수 있습니다.
"완벽하게 회복된 멸종된 종의 형태를 만들기 위한 모든 정보를 얻을 수 없다는 것은 매우, 매우 분명합니다." 말했다 연구를 이끈 코펜하겐 대학의 진화 유전학자인 톰 길버트(Tom Gilbert) 박사는 "항상 일종의 하이브리드가 있을 것입니다."
유전적 소멸
뒤로 돌아가자. 소멸은 어떻게 작동합니까?
DNA를 조작하는 것입니다. 한 가지 아이디어는 복제입니다. 이를 위해서는 처음부터 합성된 고도로 보존된 DNA가 필요합니다. 그러나 고대 DNA는 보통 파쇄기를 거친 역사책처럼 심하게 파편화되어 있습니다. 이것은 오래된 게놈을 결합하고 그로부터 살아있는 동물을 번식시키는 것을 거의 불가능하게 만듭니다. 쥬라기 공원 접근 방식이 작동하지 않습니다.)
또 다른 옵션은 현대 동물의 게놈을 멸종된 사촌과 더 잘 일치시키기 위해 다시 쓰는 것입니다. 유전자 편집기의 등장으로 CRISPR, 이 접근 방식은 "가장 많은 수의 멸종된 종에 적용할 가능성이 가장 높습니다"라고 팀은 썼습니다.
조상의 빛을 발하는 조리법은 종이에 비교적 간단합니다. 첫 번째 단계는 밀접하게 관련된 종을 식별하는 것입니다. 그런 다음 게놈은 고해상도로 충실하게 시퀀싱됩니다. 결과 데이터는 참조 게놈을 구성하는 데 사용됩니다.
그런 다음 어려운 부분이 있습니다. 멸종된 동물의 DNA 샘플을 찾는 것입니다. 여기서 Gilbert의 팀은 XNUMX년 전에 수집된 크리스마스 섬 쥐의 피부에서 두 개의 샘플을 발견하여 운이 좋았습니다. 옥스포드 대학 자연사 박물관 컬렉션에 조심스럽게 보관된 샘플은 파쇄되었지만 귀중한 DNA 덩어리를 산출했습니다.
다음으로 팀은 해당 DNA 단편을 참조 게놈과 비교했습니다. 노르웨이 갈색 쥐는 크리스마스 섬 쥐의 정확한 후손이 아닙니다. 두 쥐는 대략 2.6만 년 전에 갈라졌습니다. 그러나 진화론적 관점에서 보면 그들은 가까운 사촌입니다. 고대의 부서진 책을 유사한 현대 책과 일치시키는 것처럼 팀은 크리스마스 섬 쥐의 게놈의 거의 95%를 재구성할 수 있었습니다.
비율이 높아 보일 수 있지만 완벽하지는 않습니다. 팀은 머리를 긁적이며 왜 마지막 XNUMX%가 "블랙박스"로 남아 있는지 궁금해했습니다.
Gilbert는 "우리가 복구할 수 있는 모든 DNA를 얻었습니다. 에게 말했다 새로운 과학자. "우리가 이해할 수 없는 XNUMX퍼센트의 분수가 있습니다."
그들은 먼저 잠재적인 기술 문제와 시퀀싱 제한을 배제했습니다. 운이 없었습니다. 그런 다음 그들은 크리스마스 섬 쥐의 게놈을 다른 현대 쥐의 게놈과 비교한 결과 답이 나왔습니다. 진화입니다. 멸종된 종과 현생 종 사이에 일부 유전 정보가 손실되어 게놈 규모로 시간 여행을 하는 것이 거의 불가능했습니다.
게놈의 "블랙박스" 부분은 무작위가 아닙니다. 현대 참조에서 누락된 거의 130,000,000개의 DNA 문자를 매핑하여 팀은 거의 XNUMX분의 XNUMX이 핵심 유전자를 다루고 있음을 깨달았습니다. 그 중에는 부드러운 털과 튼튼한 손톱을 발달시키는 데 도움이 되는 것들이 있습니다. 다른 것들은 쥐의 생존과 사회적 행동 모두에 필수적인 후각과 페로몬과 관련이 있습니다.
멸종 위기에 처한 수수께끼
그럼이 모든 것을 어떻게해야합니까?
Gilbert에게 대답은 명확합니다. 노르웨이 쥐를 크리스퍼링하여 크리스마스 섬 쥐를 재구성하는 것이 이론적으로 가능하더라도 결과는 Frankenstein-esque가 될 것입니다. 실험실에서 만든 하이브리드는 현대 환경에 다시 도입될 때 엄청난 도전에 직면할 수 있습니다.
"많은 중요한 행동에서 후각의 역할을 감안할 때, 부활한 크리스마스 섬 쥐는 먹이를 찾기 위해 고군분투할 수 있고, 포식자를 탐지하거나 짝을 찾기 위해 고군분투할 수 있습니다. 이 모든 행동은 생존에 해당합니다."
그러나 팀에게 연구의 요점은 쥐를 되찾는 것이 아니었습니다. "아마도 세계는 더 이상 쥐를 필요로 하지 않을 것이기 때문에 우리는 실제로 그것을 할 계획이 없습니다." 농담을하다 길버트.
오히려 소멸의 한계를 탐색하는 것이다. 이 분야의 선도적인 전문가인 Gilbert는 주저했다 그 가능성에. "고대 DNA는 모두 쓰레기다" 말했다 2017년으로 돌아가서, 유전 물질의 품질을 완전히 언급하는 것이 아니라 일부 핵심 유전자가 매우 빠르게 진화한다는 점을 언급했습니다. '결실 유전자'를 통해 제거 진화 항상 문제가 될 것입니다.
Gilbert를 괴롭히는 것은 고대 DNA의 생략된 덩어리가 임의적이지 않다는 것입니다. 오히려 재구성에 포함하지 않으면 동물의 생물학과 행동이 심각하게 바뀔 수 있습니다. 멸종된 동물이 다르게 행동한다면, 특히 과거 서식지에서 수백만 년은 아니더라도 수백 년 떨어져 있는 오늘날의 환경에 도입되었을 때 우리가 방금 팩시밀리를 만든 것입니까? 다시 말해, 유전적으로 모피 코끼리에 해당하는 재건된 매머드와 같은 존재를 기꺼이 받아들일 수 있습니까?
그의 팀은 또한 더 밀접하게 관련된 종을 비교하는 것이 멸종된 게놈을 더 잘 재구성하는 데 도움이 될 수 있음을 인정합니다. 한 가지 옵션은 우리 이웃을 배회하는 검은 쥐입니다. 다음 잠정 단계이자 개념 증명으로 팀은 CRISPR를 사용하여 검은 쥐의 게놈을 크리스마스 섬 쥐의 게놈과 유사하게 편집하는 것을 고려하고 있습니다.
비영리 단체의 수석 과학자인 Ben Novak에게 부활 및 복원생물다양성을 향상시키기 위한 유전적 방법에 초점을 맞춘 "멸종 제거를 추구하는 사람은 누구나 환경을 속이는 것에 최대한 가까이 가고 싶다는 사실에 안주해야 합니다." 그는 말했다 사이언스 뉴스에. 그는 연구의 분석을 자신의 작업에 적용할 계획입니다. 새 보호를 위한 생명공학 프로그램 관리자로서 Novak은 오랫동안 "위대한 여객비둘기 컴백.” 그것은 힘든 프로젝트가 될 것입니다. 나그네 비둘기와 현대 버전 사이의 유전적 다양성은 크리스마스 섬과 노르웨이 쥐 사이의 유전적 차이보다 XNUMX배 이상 더 많습니다.
길버트는 우리가 과거보다 현재에 더 초점을 맞춰야 하는지 질문합니다. 그는 기술로서 멸종이 "매혹적"이라고 말했습니다. 그러나 너무 많은 동물이 위협을 받고 있기 때문에 "아직도 여기에 있는 것들을 살려 두는 것보다 그것이 돈을 가장 잘 사용하는 것인지 궁금해해야 합니다."
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