Сейчас, сейчасДаёшь мамонта
m.vk.com — Воскрешение мамонтов – одна из самых популярных околонаучных тем, уступающая по распространенности разве что мечтам о воссоздании динозавров, но последнее явно лежит за пределами современной науки. А вот мамонты – другое дело. Жили они относительно недавно, – последние островные популяции вымерли всего около 3700 лет назад. Текст в первом.
надзор »
Впрочем, и скептиков среди биологов и генетиков, считающих, что клонировать древних слонов не получится, тоже хватает. При этом сама возможность вернуть из небытия гигантов ледникового периода, пусть и гипотетическая, служит достаточно веской причиной, чтобы вокруг мамонтовой темы начал закручиваться клубок международного сотрудничества-соперничества, который по мере развития технологий имеет все шансы превратиться во второе издание лунной гонки времен холодной войны. Что же есть у нашей страны на этом поле, и каковы в целом шансы увидеть оживленное генетиками ископаемое животное?
КЛОНИРОВАТЬ ИЛИ РЕКОНСТРУИРОВАТЬ
Есть два принципиально разных подхода к восстановлению мамонтов. Первый предполагает перенос молекулы ДНК мамонта в яйцеклетку слонихи, с последующим выращиванием детеныша в утробе суррогатной матери. Второй строится на тщательном изучении генома древних хоботных и вычленении генов, отличающих мамонтов от их ближайших родственников – современных азиатских слонов, с последующим переносом именно этих генов в ДНК современного слона. Первый путь предполагает фактическое возрождение древних животных, второй – создание гибрида «по мотивам мамонта».
У каждого способа есть свои сильные стороны и подводные камни. Стремление клонировать мамонтов в натуральном виде характерно для ученых из Южной Кореи, Китая и Японии, а вот собирать мамонтоподобных слонов решили американские исследователи из Гарварда. Наиболее известным представителем первого направления является южнокорейский генетик Хван У Сок. В середине 2000-х он оказался в центре громкого скандала, когда выяснилось, что профессор Сеульского национального университета систематически фальсифицировал результаты исследований, да еще и не совсем этичными способами получал человеческие яйцеклетки. Хван У Сока уволили и даже дали небольшой условный срок. Но позже ученый сумел разработать передовую технологию клонирования собак и тем восстановил свою научную репутацию: редчайший случай в мировой практике.
Лидером же американского направления является генетик Джордж Чёрч из Гарвардского университета. В 2015 году сообщалось, что его группе удалось вставить 14 мамонтовых генов в клетку слона. По последним сообщениям (апрель 2021 года), гарвардские исследователи собрали пул из 50 генов, игравших ключевую роль в приспособлении мамонтов к экстремально холодному климату ледникового периода, и теперь почти готовы приступить к сборке отредактированного генома и экспериментальному вживлению гибридной ДНК в эмбрион.
Какой путь окажется более успешным на практике, сейчас не может предсказать никто. С одной стороны, гарвардский подход выглядит более реалистичным: ведь получить целую молекулу ДНК мамонта еще ни у кого не получилось (в замороженных клетках их рвут на части кристаллы льда). Генетики провели несколько относительно успешных опытов по восстановлению молекул, но результат этих экспериментов далек от того, чтобы его можно было запускать в производство. Кроме того, большие сомнения вызывает даже принципиальная совместимость мамонтового эмбриона со слоновьим организмом. Модифицировать же существующие и функционирующие ДНК генетики уже умеют, и весьма неплохо: успехам на этом поле несть числа, от химерных вирусов до десятков тысяч генно-модифицированных сельхозрастений.
С другой стороны, на стороне корейцев огромный опыт в практическом клонировании домашних питомцев и сельскохозяйственных животных. Созданная Хван У Соком компания Sooam Biotec уже больше 10 лет занимается клонированием собак, свиней, коров. Автор американского издания Vanity Fair наблюдал в центре Sooam Biotec подрастающих щенков – клонов погибших псов, на ошейниках которых были закреплены номера 1078, 1092, 1094. В 2011 году Хван У Сок успешно клонировал восемь койотов, используя в качестве суррогатных матерей домашних собак.
Впрочем, по какому бы пути ни шли исследователи, клонирование мамонтов все равно остается экстремально сложной задачей, и не только из-за проблем с сохранностью генетического материала.
Дело в том, что слоны как объект для экспериментов – пожалуй, самый тяжелый и неудачный вариант после китов. Достаточно сказать, что при клонировании овечки Долли исследователи «запороли» около 300 эмбрионов, для первого клонирования афганской борзой Хван У Сок использовал 123 суррогатных матерей, из которых только две смогли родить живых щенков и лишь один из них, щенок по кличке Снуппи, смог выжить.
Собрать стаю из сотни собак для успешного исследовательского института – не слишком дорого и сложно. А вот о сотне слоних этого совсем не скажешь. Кроме того, слоновья беременность продолжается от 18 до 22 месяцев, так что временной лаг для оттачивания технологии получается просто запредельным: любого результата, в том числе и неудачного, придется ждать по два года. Недав но Хван У Сок сообщал, что теперь для успешного клонирования собаки нужны всего три суррогатные матери, а не 120, как раньше. Но на достижение такого результата понадобилось 13 лет непрерывной работы с видом, у которого беременность длится около 60 дней. Для получения аналогичного результата на слонах потребуется… всего 143 года кропотливого научного труда.
Понимая все эти сложности, группа Джорджа Чёрча планирует использовать для выращивания своего гибрида искусственную матку. Но на современном уровне развития технологий – это скорее очередной «костыль» и слабое звено программы, чем способ обойти проблемность слоновьей физиологии.
ОНО ШЕВЕЛИТСЯ!
Тем не менее, надежды на воссоздание древних хоботных растут с каждым годом. С одной стороны, это связано с совершенствованием биотехнологий, которые за последние четверть века превратились из диковинного увлечения пары десятков специалистов в отрасль с миллиардными оборотами. Пандемия COVID-19 дала этому процессу дополнительный стимул, так что в ближайшие годы финансирование этой сферы должно возрасти кратно. При этом, по мнению экспертов, биотехнологии сейчас находятся на том же этапе становления, что и компьютерные технологии в 80-е годы прошлого столетия, то есть все самое интересное еще впереди.
Некоторые специалисты отмечали, что идея воскрешения мамонта является своего рода международным фетишем, и воспринимается уже не столько как сугубо научное достижение, сколько как политическая демонстрация уровня развития страны. А раз так, то реализация такого рода проектов в одних государствах приводит к тому, что аналогичные программы запускают их неравнодушные соседи. Помимо Штатов и Южной Кореи, над восстановлением древних слонов работают и в Японии, а значит – и Китай не может остаться в стороне от гонки, хотя в Поднебесной есть и свои, первоочередные кандидаты на клонирование: панды и китайский тигр.
В 2015 году китайская компания Boyalife совместно с Институтом молекулярной медицины Пекинского университета, Тяньцзиньской международной академией биомедицины и южнокорейским Sooam Biotech взялись строить крупнейший в мире комплекс по клонированию животных. Центр должен включать в себя лабораторию, фабрику по промышленному производству клонов коров и выставочные площадки. Его мощности планируется использовать не только для производства сельхозживотных, но и для «воскрешения» вымерших видов.
В 2018 году специалисты КНР первыми в мире сумели клонировать приматов, а в 2020 году частная китайская компания Sinogene создала собственную технологию клонирования котов, не связанную с наработками южнокорейских коллег.
Не стоит дело на месте и в Японии: в 2019 году исследователи совместно с российскими коллегами провели один из самых обнадеживающих опытов, указывающих на принципиальную возможность заставить ДНК мамонтов работать в клетках других видов. Ученые использовали генный материал мамонта по кличке Юка, возрастом около 28 тысяч лет. Молекулы ДНК восстановили и поместили в ооциты (половые клетки) мышей. В результате удалось запустить процесс подготовки ядер клетки к делению, и хотя самого деления так и не произошло, исследователи обнаружили, что клетки синтезировали пять белков мамонта.
ДЕВОЧКА, С КОТОРОЙ ВСЕ ХОТЯТ ДРУЖИТЬ
Развитие биотехнологий, повышение их коммерческой эффективности, растущий интерес государственных научных центров и, наконец, постоянно пополняющийся банк биоматериалов, качество которых постоянно улучшается, неумолимо толкают прогресс вперед. Но, какова роль России в этом процессе? Что могут наши ученые, и на какую роль претендует наша страна в будущем воскрешении мамонта?
Если коротко, Россия – незаменимый партнер для любого научного коллектива, который пожелает заниматься мамонтовой темой. Все качественные находки родом из нашей страны. И спасибо за это нужно сказать вечной мерзлоте, покрывающей 95% Якутии и все арктическое побережье Сибири.
А вот с биотехнологической компонентой не все так однозначно. Еще в 2015 году на базе Северо-Восточного федерального университета (СВФУ) открылась лаборатория для проведения генетических и клеточных исследований вымерших животных. Тогда же стало известно, что возможностью клонирования мамонтов заинтересовался Президент РФ Владимир Путин. Казалось бы: все компоненты успеха в наличии. Пазл сложился; теперь российская палеогенетика и биотехнологии должны совершить стремительный рывок.
Но не тут-то было. В 2018 году и.о. ректора СВФУ Евгения Михайлова сообщила, что вузу не хватает 400 млн рублей на закупку оборудования для уже одобренного на республиканском уровне проекта по созданию «Всемирного центра мамонта». По сути, речь шла о том, что одному из передовых российских вузов не хватает для оснащения единственной в стране палеогенетической лаборатории $6,3 млн. И это через три года после ее торжественного открытия и визита главы государства.
В феврале 2021 года первый заместитель министра образования и науки республики Михаил Присяжный сообщил, что «Всемирный центр мамонта» планируется создать «в рамках нацпроекта «Наука». Он же рассказал, что создание центра «включено в региональную госпрограмму научно-технологического развития до 2024 года».
Иными словами, пока американцы и азиаты осваивают все новые ниши биотехнологического рынка (и по праву первопроходцев получают миллиардные прибыли), попутно семимильными шагами развивая прикладные технологии и не упуская из виду возможность, совершить прорыв, равный по историческому значению полету Юрия Гагарина, – наша отечественная наука тонет в бесконечном аппаратном творчестве и освоении «дополнительно выделяемых» десятков и сотен миллиардов рублей. Миллиарды – это, конечно, хорошо; но где же клоны? Пусть даже и леммингов, – их не видно.
РОССИЯ БЕЗ МАМОНТОВ НЕ ОСТАНЕТСЯ
Нельзя сказать, что биотехнологии в стране не развиваются совсем. Еще в 2012 году специалисты Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН сумели прорастить реликтовое растение – узколистную смолевку, семена которой пролежали в вечной мерзлоте 32 тысяч лет. Они были извлечены из норки доисторического суслика, но ни одного жизнеспособного среди них не оказалось. Тогда ученые нашли несколько живых клеток, и уже используя их – смогли воссоздать древнее растение. В апреле 2020 года генетики из МГУ и Федерального исследовательского центра животноводства ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста смогли впервые в стране клонировать теленка. Это уже близко к передовым достижениям американской и азиатской генетики пятилетней давности. То есть, отставание в принципе есть, но не носит стадиального характера.
Тем не менее, Россия сильно рискует проиграть гонку за первенство в воскрешении мамонтов, довольствуясь комфортной и ни к чему не обязывающей ролью поставщика палеогенетического материала. Победить в состязании, в котором не участвуешь – в принципе невозможно. Так что логично предположить, что Нобелевская премия и слава за воссоздание культового вида достанется американским, корейским или китайским ученым.
Впрочем, даже при таком печальном развитии событий Россия не останется без мамонтов. Дело в том, что в нижнем течении Колымы с 1996 года действует Плейстоценовый парк – уникальный заказник, где группа экологов пытается воссоздать условия последнего ледникового периода. Основатель парка Сергей Зимов, дело которого продолжает в настоящее время сын Никита Зимов, исходил из предположения, что ключевую роль в поддержании экологического равновесия арктических степей играли большие массы крупных копытных. Исчезновение ряда ключевых видов, по его мнению, привело к накоплению отмерших трав, увеличению влажности почв, замещению трав мхами и формированию тундра-таежного ландшафта.
В попытке повернуть процесс вспять, Зимов добился ограждения 20 кв. км тундры забором, и принялся заселять этот участок крупными копытными. Сейчас на территории парка живут якутские лошади, северные и благородные олени, зубры, овцебыки, лоси, яки. Численность копытных регулируется с помощью волков и медведей. С целью ограничить популяцию волков в парке планируется поселить амурских тигров и львов из Новосибирского зоопарка, которые уже в течение нескольких поколений адаптируются к суровому сибирскому климату.
Представители парка заявляли, что практика подтвердила гипотезу Зимова-старшего: в огороженной части заказника под воздействием копытных травы начали замещать мхи. Результаты наблюдений публиковались в авторитетных изданиях Nature и Science, то есть могут считаться достоверными.
Впрочем, и критиков у проекта хватает. Но как бы там ни было, Плейстоценовый парк – это лучшее, а по сути – единственное на Земле место для размещения мамонтов.
Именно на берега Колымы намерен отправить своих гибридов Джордж Чёрч, да и Хван У Сок не сможет в обозримом будущем найти другой экосистемы, куда можно было бы поместить даже небольшое стадо «воскрешенных» гигантов. Так что, если ученым удастся вернуть из небытия этих величественных животных, у России не будет выбора: придется стать «родиной слонов».