Sự tuyệt chủng đã chiếm lấy trí tưởng tượng của chúng ta vào những năm 90 với công viên kỷ Jura. Kể từ đó, các nhà khoa học đã đặt câu hỏi: làm thế nào có thể?

Theo một nghiên cứu mới, gần như không thể. Nhưng chờ đã - tất cả không phải là tin xấu. Mặc dù việc mang lại một bản sao trung thực của một loài đã tuyệt chủng có thể là điều không thể, nhưng chúng ta có thể mang trở lại một loài lai tạo là sự pha trộn di truyền giữa một loài đã tuyệt chủng và hậu duệ hiện đại của nó.

Xuất bản năm Hiện tại Sinh học, nghiên cứu tránh xa con voi ma mút khổng lồ, thay vào đó tập trung vào một trường hợp thử nghiệm nhỏ: chuột đảo Christmas. Với kích thước khổng lồ và phát ra âm thanh lớn khi xâm nhập vào các tàu neo đậu và hàng hóa của chúng, loài gặm nhấm được nhìn thấy lần cuối vào những năm 1900. May mắn thay, nhóm nghiên cứu đã khôi phục DNA từ hai mẫu vật được bảo quản tốt trong bảo tàng và so sánh chúng với một loài họ hàng gần: chuột nâu Na Uy, một mô hình phòng thí nghiệm phổ biến cho các nghiên cứu di truyền ngày nay.

Hai loài chia sẻ khoảng 95% tổng bộ gen của chúng. Nhưng năm phần trăm còn lại, chủ yếu tham gia vào hệ thống miễn dịch và khứu giác - thứ mà loài chuột phụ thuộc rất nhiều vào - là “không thể phục hồi được”.

Nói cách khác, ngay cả khi những con chuột có thể được đưa trở lại, chúng sẽ bị thay đổi đáng kể so với con chuột ban đầu. Kết quả có thể định hướng cho nỗ lực mang lại một phiên bản "hiện đại hóa" của voi ma mút lông từ voi, chúng có khoảng cách tiến hóa tương tự như chuột ở Đảo Christmas và chuột nâu Na Uy.

“Rất, rất rõ ràng rằng chúng ta sẽ không bao giờ có thể thu thập được tất cả thông tin để tạo ra một dạng phục hồi hoàn hảo của một loài đã tuyệt chủng,” nói Tiến sĩ Tom Gilbert, một nhà di truyền học tiến hóa tại Đại học Copenhagen, người dẫn đầu cuộc nghiên cứu. "Sẽ luôn luôn có một số loại lai."

Sự tuyệt chủng di truyền

Hãy quay lại. Sự tuyệt chủng hoạt động như thế nào?

Nó liên quan đến thao tác DNA. Một ý tưởng là nhân bản. Điều này đòi hỏi DNA được bảo quản cao được tổng hợp từ đầu. Nhưng DNA cổ đại thường bị phân mảnh rất nhiều, giống như một cuốn sách lịch sử được trải qua máy hủy. Điều này làm cho việc ghép bộ gen cũ lại với nhau — và nhân giống động vật sống từ nó — gần như không thể (xin lỗi các em, công viên kỷ Jura cách tiếp cận sẽ không hoạt động.)

Một lựa chọn khác là viết lại bộ gen của một loài động vật hiện đại để phù hợp hơn với người anh em họ đã tuyệt chủng của nó. Với sự gia tăng của trình chỉnh sửa gen CRISPR, cách tiếp cận này “có nhiều khả năng áp dụng cho số lượng lớn nhất các loài đã tuyệt chủng,” nhóm nghiên cứu viết.

Công thức làm phát sáng tổ tiên tương đối đơn giản trên giấy. Bước đầu tiên là xác định một loài có quan hệ họ hàng gần. Bộ gen của nó sau đó được giải trình tự trung thực ở độ phân giải cao. Dữ liệu kết quả được sử dụng để xây dựng bộ gen tham chiếu.

Sau đó đến phần khó: tìm mẫu DNA của loài động vật đã tuyệt chủng. Tại đây, nhóm của Gilbert đã gặp may, khi tìm thấy hai mẫu từ da của những con chuột ở Đảo Christmas được thu thập hơn một thế kỷ trước. Được cất giữ cẩn thận tại các bộ sưu tập của Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên của Đại học Oxford, các mẫu này mang lại những đoạn DNA vụn nhưng có giá trị.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu so sánh các đoạn DNA đó với bộ gen tham chiếu. Chuột nâu Na Uy không phải là hậu duệ chính xác của chuột Đảo Christmas - hai loài này đã phân biệt nhau khoảng 2.6 triệu năm trước. Nhưng trên quy mô tiến hóa, chúng là anh em họ gần của nhau. Giống như việc so khớp một bản sao cổ, được chia nhỏ của một cuốn sách với một bản hiện đại, tương tự, nhóm nghiên cứu đã có thể tái tạo lại gần 95% bộ gen của loài chuột Đảo Christmas.

Tỷ lệ phần trăm có vẻ cao, nhưng nó không hoàn hảo. Nhóm nghiên cứu gãi đầu và tự hỏi tại sao năm phần trăm cuối cùng vẫn là “hộp đen”.

Gilbert nói với New Scientist. "Có một phần năm phần trăm mà chúng tôi không thể hiểu được."

Đầu tiên, họ loại trừ những va vấp tiềm ẩn về công nghệ và các giới hạn về trình tự - không có gì may mắn cả. Sau đó, họ so sánh bộ gen của chuột Đảo Christmas với bộ gen của các loài chuột hiện đại khác, và một câu trả lời đã xuất hiện. Đó là sự tiến hóa. Một số thông tin di truyền đã bị mất giữa các loài đã tuyệt chủng và các loài hiện đại của chúng, khiến việc du hành ngược thời gian trên quy mô bộ gen gần như không thể.

Các phần "hộp đen" của bộ gen không phải là ngẫu nhiên. Lập bản đồ gần 130,000,000 chữ cái DNA bị thiếu trong tài liệu tham khảo hiện đại, nhóm nghiên cứu nhận ra rằng gần một phần tư bao gồm các gen quan trọng. Trong số đó có một số loại giúp phát triển bộ lông mềm mại và móng tay chắc khỏe. Những thứ khác liên quan đến khứu giác và pheromone, những chất cần thiết cho cả sự tồn tại của chuột và các hành vi xã hội.

Một câu hỏi hóc búa về sự tuyệt chủng

Vì vậy, những gì để làm cho tất cả điều này?

Đối với Gilbert, câu trả lời rất rõ ràng: ngay cả khi về mặt lý thuyết, có thể tái tạo lại con chuột trên Đảo Christmas bằng cách CRISPRING một con chuột Na Uy, kết quả sẽ là Frankenstein-esque. Các giống lai do phòng thí nghiệm tạo ra có thể phải đối mặt với những thách thức to lớn khi được đưa vào môi trường hiện đại.

“Với vai trò của khứu giác trong nhiều hành vi quan trọng,” họ viết, “những con chuột ở Đảo Giáng sinh đã hồi sinh có thể đấu tranh để kiếm thức ăn, phát hiện động vật ăn thịt hoặc tìm bạn tình — tất cả các hành vi đều tương đương với sự sống còn”.

Tuy nhiên, đối với nhóm nghiên cứu, mục đích của nghiên cứu không phải là mang về một con chuột. "Chúng tôi thực sự không có kế hoạch làm điều đó, vì có lẽ thế giới không cần thêm bất kỳ con chuột nào nữa," nói đùa Gilbert.

Thay vào đó, nó để thăm dò giới hạn của sự tuyệt chủng. Là một chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực này, Gilbert đã do dự về khả năng của nó. “Tất cả DNA cổ đại đều là thứ tào lao,” anh nói trở lại năm 2017, không hoàn toàn đề cập đến chất lượng của vật liệu di truyền mà còn cho rằng một số gen quan trọng tiến hóa rất nhanh. "Thiếu gen" bị loại bỏ thông qua sự tiến hóa sẽ luôn luôn là một vấn đề.

Điều khiến Gilbert khó chịu là những đoạn DNA cổ đại bị bỏ sót không phải là tùy tiện. Thay vào đó, việc không đưa chúng vào quá trình tái tạo có thể làm thay đổi nghiêm trọng hành vi và sinh học của động vật. Nếu một loài động vật sắp tuyệt chủng có hành vi khác biệt, đặc biệt là khi được đưa vào môi trường ngày nay - nơi cách biệt hàng trăm, nếu không phải là hàng triệu năm so với môi trường sống trong quá khứ của nó - chúng ta vừa tạo ra một bản sao? Nói cách khác, chúng ta có sẵn sàng chấp nhận một con voi ma mút được tái tạo lại giống voi lông về mặt di truyền không?

Nhóm của ông cũng thừa nhận rằng việc so sánh các loài có quan hệ họ hàng gần hơn có thể giúp tái tạo tốt hơn bộ gen đã tuyệt chủng. Một lựa chọn là con chuột đen, đi lang thang trong các khu phố của chúng tôi. Như một bước dự kiến ​​tiếp theo — và một bằng chứng về khái niệm — nhóm đang xem xét sử dụng CRISPR để chỉnh sửa bộ gen của chuột đen cho giống với bộ gen của chuột ở Đảo Christmas.

Gửi Ben Novak, nhà khoa học hàng đầu của tổ chức phi lợi nhuận Hồi sinh & khôi phục, trong đó tập trung vào các phương pháp di truyền để tăng cường đa dạng sinh học, "bất kỳ ai theo đuổi quá trình diệt chủng đều phải xác định thực tế rằng chúng ta muốn tiến gần nhất có thể với thứ gì đó làm mất đi môi trường," ông nói đến Tin tức Khoa học. Anh ta dự định áp dụng phân tích của nghiên cứu vào công việc của mình. Với tư cách là người quản lý chương trình Công nghệ Sinh học cho Bảo tồn Chim, Novak từ lâu đã tập trung vào việc sử dụng các kỹ thuật di truyền và nhân bản cho “Sự trở lại của chim bồ câu hành khách tuyệt vời. ” Đó sẽ là một dự án khó khăn: sự khác biệt về gen giữa chim bồ câu chở khách và phiên bản hiện đại của nó nhiều hơn hai lần so với sự khác biệt giữa loài chuột ở Đảo Christmas và Na Uy.

Về phần Gilbert, anh ấy đặt câu hỏi liệu chúng ta có nên tập trung vào hiện tại nhiều hơn là quá khứ hay không. Ông nói, với tư cách là một công nghệ, sự tuyệt chủng là “hấp dẫn”. Nhưng với rất nhiều loài động vật bị đe dọa, "người ta phải tự hỏi liệu đó có phải là cách sử dụng tiền tốt nhất thay vì giữ cho những thứ vẫn còn ở đây hay không."

Ảnh: ogmios/Wikimedia Commons

Bạn đang tìm cách để đón đầu tốc độ thay đổi? Suy nghĩ lại những gì có thể.  Tham gia nhóm thuần tập độc quyền, được tuyển chọn cao gồm 80 giám đốc điều hành cho Chương trình điều hành hàng đầu (EP) của Singularity, một chương trình chuyển đổi lãnh đạo hoàn toàn nhập vai kéo dài XNUMX ngày nhằm phá vỡ các cách suy nghĩ hiện có. Khám phá một tư duy mới, bộ công cụ và mạng lưới các nhà tương lai đồng nghiệp cam kết tìm kiếm giải pháp cho tốc độ thay đổi nhanh chóng trên thế giới. Nhấn vào đây để tìm hiểu thêm và đăng ký ngay hôm nay!

• Coinsmart. Sàn giao dịch Bitcoin và tiền điện tử tốt nhất Châu Âu.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. TRUY CẬP MIỄN PHÍ.
• CryptoHawk. Radar Altcoin. Dùng thử miễn phí.
• Nguồn: https://singularityhub.com/2022/03/16/can-we-resurrect-extinct-species-scientists-put-jurassic-park-to-the-test/