Est-il possible de faire revivre des mammouths et d'autres animaux disparus

Beth Shapiro fait des recherches sur l'ADN des mammouths, des dodos et d'autres espèces disparues. Dans La vie que nous avons créée, elle explique comment les gens ont interagi avec les animaux tout au long de leur existence: les ont chassés, les ont domestiqués et les ont protégés de l'extinction. Avec la permission de Corpus, nous publions un extrait du chapitre "Conséquences prévues" sur la façon dont les scientifiques tentent de ressusciter des mammouths.

La plupart d'entre nous qui travaillons dans le domaine de l'ADN ancien sont habitués aux questions sur la résurrection d'espèces éteintes - probablement avec l'aide de la biotechnologie. Avons-nous déjà fait cela? Non? Alors, à quel point les scientifiques sont-ils proches de le faire? Est-il même possible de ressusciter une espèce disparue? Comment se déroule le processus de récupération? Je réponds tout le temps à la même chose - non, pas encore, à peine dans un futur proche.

Créer une copie exacte d'une espèce éteinte est impossible et ne sera probablement jamais possible.

Mais il existe des technologies qui nous permettront probablement un jour de faire revivre les composants d'espèces disparues - leurs caractéristiques éteintes.

Disons qu'un scientifique peut modifier un éléphant en ajoutant un morceau d'ADN qui a surgi pendant évolution les mammouths et les éléphants pousseront des cheveux et développeront une épaisse couche de graisse sous-cutanée, grâce à quoi ils pourront survivre aux gelées arctiques. Il est possible de modifier le pigeon à queue rayée afin qu'il ressemble à un pigeon voyageur en couleur de plumage et en forme de queue. Mais ces éléphants modifiés et ces pigeons à queue rayée seront-ils de vrais mammouths et pigeons voyageurs? Je ne pense pas.

Pourquoi ne pouvons-nous pas ramener des espèces disparues? Il y a mille raisons pour lesquelles espèces disparues difficile à faire revivre: des complexités purement techniques aux questions éthiques sur la manipulation des espèces et défis environnementaux liés à la nécessité de relâcher des espèces ressuscitées dans un environnement où elles ne se trouvaient pas, probablement déjà des dizaines mille ans. Certains problèmes techniques peuvent être surmontés (édition de la lignée germinale des oiseaux, transplantation d'un embryon d'éléphant chez une mère captive), il est peu probable que d'autres soient jamais résolus (restaurer la microflore intestinale du rhinocéros laineux éteint, trouver une mère porteuse de la maladie de Steller vache).

Prenons, par exemple, les mammouths. Je connais trois groupes de recherche qui travaillent actuellement à recréer des mammouths. Parmi ceux-ci, deux étaient dirigés par Hwang Woo-seok de la fondation sud-coréenne Suam Biotechnology Research Foundation et dirigés par Akira Iritani de Kindai University au Japon - cherchent à cloner des mammouths, c'est-à-dire à les faire revivre grâce à un processus dont le résultat le plus célèbre fut naissance dolly le mouton.

Parce que le clonage nécessite des cellules vivantes, Hwang espère trouver des cellules de mammouth vivantes qui ont survécu dans des carcasses congelées, qui sont maintenant (grâce au réchauffement climatique) en train de dégeler en Sibérie éternelle pergélisol. […] L'inconvénient de cette méthode est qu'il ne peut y avoir de cellules vivantes dans les carcasses de mammouth congelées, car le processus de décomposition cellulaire commence immédiatement après la mort. Le groupe de travail Iritani, cependant, reconnaît qu'il est peu probable que l'on trouve des cellules de mammouth vivantes et se tourne vers les molécules biologie afin de faire revivre des cellules de mammouth mortes, ou au moins d'obtenir un semblant de vie tel qu'elles puissent être cloner. Le plan d'Iritani est de forcer les protéines des œufs sourisconçu pour réparer l'ADN endommagé, reconstruire l'ADN brisé dans les cellules de mammouth.

En 2019, Iritani et ses collègues ont publié un article décrivant comment ils ont essayé de le faire avec des cellules d'une carcasse de mammouth particulièrement bien conservée nommée Yuka. Cet article a été immédiatement salué dans la presse populaire comme un signe avant-coureur de la résurrection imminente du mammouth, mais les preuves semblent suggérer le contraire. Bien que les cellules de Yuka aient été remarquablement bien conservées par rapport à celles d'autres mammouths momifiés, les protéines de souris n'ont pas très bien réussi à réparer l'ADN de la cellule.

Il est impossible de cloner des mammouths car toutes les cellules de mammouths sont mortes.

Un troisième groupe qui espère faire revivre les mammouths est dirigé par George Church du Wyss Institute for Biological Engineering de l'Université de Harvard. Les scientifiques admettent qu'il ne sera pas possible de trouver des cellules vivantes de mammouths, étant donné que les derniers mammouths sont morts il y a plus de trois mille ans. Toutefois, Church n'est pas d'accord pour dire que cela exclut la possibilité relancer mammouths. Il souligne que nous avons à notre disposition une quantité inépuisable de cellules vivantes presque comme des mammouths - des éléphants indiens - qui peut être cultivé en laboratoire et transformé de presque mammouth à entièrement mammouth avec des outils synthétiques la biologie. À cette fin, Church a lancé un programme d'utilisation de CRISPR pour insérer de l'ADN dans des cellules d'éléphants indiens. petits changements (un à la fois) jusqu'à ce que le génome de la cellule corresponde exactement au génome mammouth.

tourner génome éléphant dans le génome du mammouth est une tâche aux proportions intimidantes. Les lignées menant aux éléphants indiens et aux mammouths laineux ont divergé il y a plus de cinq millions d'années. Parce que les restes de mammouth sont bien conservés, les scientifiques travaillant avec de l'ADN ancien ont pu reconstruire plusieurs génomes à partir de ces restes dans leur intégralité. Lorsqu'ils ont été comparés aux génomes des éléphants indiens, il s'est avéré qu'ils avaient environ un million de différences génétiques.

Aujourd'hui, il est impossible d'apporter un million de modifications à l'ADN d'une cellule à la fois - aucune des méthodes disponibles pour éditer le génome ne le permet. Pour effectuer autant de changements, il faudrait briser physiquement le génome en plusieurs fragments en même temps, une catastrophe potentielle dont la cellule a peu de chances de se remettre. De plus, chaque modification (ou ensemble de modifications) nécessite son propre mécanisme d'édition, et les tentatives de les livrer toutes dans la cage en même temps n'aboutiront clairement à rien de bon.

Jusqu'à présent, le groupe de Church fait une ou plusieurs modifications à la fois, en s'assurant qu'elles sont faites. correctement, puis prend les cellules avec la modification correcte et les soumet au tour suivant édition. La dernière fois que j'ai demandé à Church comment ils allaient, il a dit que son équipe avait ajouté environ 50 modifications, remplaçant certains des gènes par des variantes de mammouth, ce qui, selon des études, fait ressembler le mammouth à un mammouth plutôt qu'à un éléphant. Aujourd'hui, l'équipe de Church possède des cellules vivantes qui, si elles sont clonées, contiendront les instructions génétiques qui restaurent certains des traits du mammouth. Ce ne sont pas des cellules de mammouth, mais plutôt des mammouths.

Est-il possible de cloner des cellules d'église gigantesques? Les technologies de clonage, en particulier pour les animaux domestiques comme les moutons et les vaches, se sont considérablement améliorées depuis 2003, lorsque Dolly la brebis est née. Cependant, dans le cas d'autres types, beaucoup de temps est consacré à clarifier tous les détails nécessaires: comment et quand ramasser œufs, comment créer une culture idéale pour le développement précoce des embryons, quand les implanter avec une mère porteuse mère. Et le principal obstacle est le stade de la reprogrammation, au cours duquel la cellule somatique oublie comment être une cellule de son type et se transforme en une cellule du type qui peut devenir un animal entier. Cette étape est rarement bien faite, si rare que le taux de réussite des tentatives de clonage dépasse à peine 20 %, même pour les espèces que les scientifiques clonent tout le temps.

Les éléphants n'ont jamais été clonés, en partie parce qu'il n'y a pas de marché de niche pour les éléphants clonés.

Notre marché des clones domestique les animaux grandissent. La société de biotechnologie Boyalife Genomics construit une usine de clonage de bétail à Tianjin et prétend il pourra élever un million de vaches wagyu clonées par an pour répondre à la demande croissante de viande bovine chinoise. marché.

La société de Hwang, Sooam Biotech, est prête à cloner votre chienchien, et chez ViaGen Pets, basé au Texas, ils ont un chien, un chat et même un bien-aimé cheval. Mais pour une raison quelconque, peu de gens cherchent à cloner leur éléphant bien-aimé.

Il est probablement impossible de cloner un éléphant. Les éléphants sont des animaux énormes avec un système reproducteur énorme. Cela complique les étapes critiques du processus de clonage, comme la récolte d'un œuf pour le transfert nucléaire. et l'introduction d'un embryon en développement dans l'utérus d'une mère porteuse, puisque l'hymen des éléphants se situe entre grossesses se régénère (il a un minuscule trou dans lequel pénètre le sperme mâle, mais pour un embryon d'éléphant, c'est un obstacle important et probablement insurmontable). Les éléphants indiens sont également une espèce en voie de disparition, ce qui signifie que si cette technologie n'est toujours pas au-delà des capacités de la science, il serait préférable de l'appliquer à l'élevage d'éléphants.

Même si le clonage d'éléphant devient techniquement (et éthiquement) réalisable, il n'est pas tout à fait clair si une mère éléphant peut porter un bébé mammouth.

Cinq millions d'années, c'est une longue période d'évolution, et un million de différences entre l'ADN, c'est beaucoup. Essentiellement, la différence d'évolution entre les mammouths et les éléphants indiens est à peu près la même qu'entre les humains et les chimpanzé. Il est difficile d'imaginer une mère chimpanzé portant un bébé humain (et vice versa).

Il est arrivé que des mères porteuses aient réussi à produire des petits d'une espèce différente, de sorte que la distance évolutive n'est peut-être pas un verdict. Les chiens domestiques ont donné naissance à des louveteaux clonés, domestiques chats - des chatons des steppes en bonne santé et une vache domestique a donné naissance à un petit gaur cloné en bonne santé.

Ces expériences ont prouvé ce que les scientifiques soupçonnaient depuis le tout début: plus la relation entre deux espèces est grande, impliqués dans le clonage interspécifique, plus la probabilité de succès à chaque étape du processus est faible clonage. À ce jour, les parents les plus éloignés impliqués dans une expérience réussie de clonage interspécifique sont les chameaux à une et deux bosses (dromadaire et bactrien), dont les voies évolutives ont divergé il y a environ quatre millions d'années.

Malgré une si longue période d'évolution, en 2017, un dromadaire domestique a donné naissance à un chameau à double bosse cloné. C'est très prometteur tant pour les chameaux de Bactriane (ils sont presque les premiers dans la liste des grands mammifères menacés), que pour la conservation. la nature dans son ensemble, car cet événement lui-même souligne à quel point les technologies de clonage avancées ont progressé et comment la gamme d'espèces qui peuvent être sauvées par de telles méthodes.

En 2003, une femelle bouquetin ibérique est née trois ans après l'extinction de son espèce. Quatre ans plus tôt, un groupe dirigé par Alberto Fernandez-Arias, aujourd'hui chef du ministère de la chasse, de la pêche et zones humides de l'autonomie espagnole d'Aragon, a collecté les cellules de Celia, le dernier individu du bouquetin des Pyrénées, et les a soumises instantané gelépour ne pas endommager l'ADN. Puis Fernandez-Arias et ses collègues ont passé plusieurs années à développer une stratégie pour la renaissance de la chèvre de montagne. Ils ont essayé de prendre des œufs pour cloner les cellules de Celia à partir d'autres chèvres de montagne sauvages, mais les animaux sauvages ne sont pas habitués aux gens et sont doués pour s'échapper, alors expérience échoué.

Heureusement, il était plus facile de récolter les œufs des chèvres domestiques. Au lieu de l'ADN d'une chèvre domestique, les scientifiques ont introduit l'ADN des cellules somatiques congelées de Celia dans les œufs, après quoi 57 œufs transformés ont été implantés dans des mères porteuses. Ces cellules étaient des hybrides d'une chèvre domestique et d'un bouquetin des Pyrénées. Sept embryons greffés et une femelle est née vivante. Hélas, la femelle clonée avait une anomalie pulmonaire congénitale, probablement causée par la complexité du processus de clonage, et elle est décédée en quelques minutes. Les tentatives de faire revivre le bouquetin ibérique à partir des cellules de Celia ont été suspendues, mais les cellules sont toujours stockées congelées.

Il est probable qu'un jour les scientifiques pourront recoder le génome de l'éléphant dans le génome du mammouth et le cloner une cage en la plantant avec sa mère éléphant, cependant, le processus lui-même peut empêcher la renaissance d'un mammouth développement.

Un mammouth cloné né d'une mère éléphant (ou l'utérus artificiel préféré par George Church comme solution au problème du clonage des éléphants) ressemblera probablement à un mammouth.

Presque tous parmi nos connaissances ont des jumeaux identiques, nous imaginons donc à quel point l'ADN affecte l'apparence. Mais nos amis jumeaux ne sont pas interchangeables. Ils ont des expériences de vie différentes, des facteurs de stress différents, des régimes alimentaires différents et des environnements différents… bref, ce sont des personnes complètement différentes. Y aura-t-il un mammouth qui a suivi la voie du développement intra-utérin des éléphants, élevé par des éléphants, nourri avec de la nourriture pour éléphants et possédant une microflore d'éléphant? intestins, se comporter comme un mammouth - ou est-ce encore comme un éléphant ?

Peu importe, bien sûr, si notre objectif final est de créer un éléphant avec des traits de mammouth, ce qui est probablement ce que nous voulons. Mais si nous voulons créer un mammouth, nous devons également recréer tout l'habitat du mammouth, de la conception à la mort. Et cet environnement, hélas, s'est également éteint.

Le livre "La vie que nous avons créée" dissipe également les mythes sur le génie génétique. Beth Shapiro explique comment cette tendance affecte la production animale et contribue à protéger les espèces menacées de l'extinction.

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