Vardes, kas ir daļa no alpakas un citām ģenētiski inženierijas savvaļas dzīvniekiem, drīz varētu skriet un lēkt ap Austrāliju.
Mākslīgās pielāgošanās slimībām, savvaļas kaitēkļiem un klimata pārmaiņām ir iespējamas instrumentu attīstības dēļ, kas zinātniekiem ļauj “rediģēt” DNS – dzīvu organismu ģenētiskās instrukcijas.
Un ģenētiski mainīti odi, quolls un cukurniedru krupji drīz var tikt izlaisti Austrālijas savvaļā.
Austrālijas 200 plus varžu sugu gadījumā šī tehnoloģija varētu palīdzēt padarīt abiniekus izturīgus pret nāvējošu slimību, kas 1970. gados iepazīstināja ar valsti.
Tiek uzskatīts, ka sešas (vai, iespējams, septiņas) Austrālijas varžu sugas ir izmirušas vismaz daļēji, pateicoties Chytrid sēnītei.
Iekraušana …
Ļoti virulenta sēne izraisa nāvējošo slimības chytridiomycosis, kas sabojā vardes ādu, mainot to, kā tā elpo un absorbē ūdeni.
“Vienkārši nav iespējas īsti aizsargāt vardes visā pasaulē pret šo slimību,” sacīja Melburnas Universitātes zoologs Stefans Frankenbergs.
“Lai gan jūs varat ārstēt atsevišķas vardes … jūs nekad nevarat atbrīvoties no sēnītes no vides.”
Tā vietā Dr Frankenbergs vēlas izmantot gēnu inženieriju, lai apturētu vardes inficēšanās.
Un tas ietver alpakas.
Vilnas risinājums matainai problēmai
Alpakas (Lama Pacosa), vilnas ganāmpulka dzīvnieks no Peru kalniem ir kļuvis par nenozīmīgu medicīnisko pētījumu zvaigzni jaunu vakcīnu un ārstēšanas veidošanā.
Tas ir tāpēc, ka viņiem – un citiem Camelid ģimenes locekļiem, piemēram, kamieļiem un lamām, ir reta un noderīga spēja.
Alpakām ir unikāla imūnsistēma, kas rada “nanobodijas”, ko var izmantot vakcīnu attīstībā. (Inaturālists: Skots RamossVerdzība AlpakaVerdzība CC BY-NC 4.0)
Nelielas imūnās daļiņas, kas iegūtas no alpakas asinīm, var nodrošināt aizsardzību pret citu sugu slimībām.
Kad alpaka ir inficēta ar patogēnu, tā ķermenis rada specializētu ļoti mazu antivielu veidu, ko sauc par “nanobodiju”, kas liek to ražot ar kaut ko, ko sauc par “transgēnu”.
Transgēni ir gēni, kas ņemti no viena organisma – piemēram, auga, baktērijas vai dzīvnieka – un pēc tam ievada atšķirīga DNS.
Tātad transgēns, kas ņemts no alpakas un ievadīts citā sugā, šajā citās sugās radīs nanobodijas.
Šis sniping gēnu darbs ir iespējams ar ģenētiskiem rīkiem, piemēram, CRISPR-CAS9, kas būtībā ir molekulāro šķēru pāris, kas ļauj precīzi samazināt DNS.
Melburnas universitātes zoologs Stefans Frankenbergs. (ABC Science: Pīters de Kruijfs)
Dr Frankenberga plāns ir inficēt alpakas ar chytridiomycosis, lai redzētu, kādas antivielas alpaka rada reaģējot.
“To pēc tam var izmantot chytrid infekcijas gēnu inženierijas risinājumā,” viņš teica.
“Tad par katru varžu sugu jūs to varētu vienkārši iepludināt [engineered] fragments šīs varžu sugas olās… un pēc tam tās audzē nebrīvē. “
Tas varētu dot vardēm iedzimtu gēnu, kas varētu izplatīties, izmantojot savstarpējo selekciju, kad viņi ir izlaisti savvaļā.
“Tas būtu kā sīkdatņu griezējs risinājums, ko varētu nomest jebkuru varžu sugu genomā, iespējams, jo ir tik daudz sugu, kuras ietekmē Chytrid slimība,” sacīja Dr Frankenbergs.
| Austrālijas vardēm ir aizdomas par izmirušām ar Chytrid sēnīti kā faktoru |
|---|
| Kalnu miglas varde (Literija nyakalensis) |
| Piparota koku varde (Literija piperata) |
| Dienvidu kuņģa brooding varde (Rheobatrachus silus) |
| Ziemeļu kuņģa brooding varde (Rheobatrachus vitellinus) |
| Asa snoutēta dienas varde (Taudactylus acutirostris) |
| Mount krāšņās dienas varde (Taudactylus digge) |
| Ziemeļu Tinker Frog (Taudactylus reophilus) |
Šajā posmā Dr Frankenbergs mēģina atrast pareizo transgēnu, un pēc tam pirmie laboratorijas testi tiks veikti ar invazīvu cukurniedru krupjiem (kas ir neaizsargāti pret Chytrid sēnīti).
ASV gēnu tehnoloģiju uzņēmums Colosal trīs gadu laikā bankrotē ar USD 3 miljoniem.
Kolosāls finansē citus ģenētiskus projektus dzīvām sugām, wager arī mērķis ir izmantot gēnu inženieriju, lai izveidotu izmirušu dzīvnieku, piemēram, mamutu un Dodos, pilnvarniekus.
Šā gada sākumā uzņēmums apgalvoja, ka tas ir atvedis atpakaļ ilgstošu lielo amerikāņu vilku sugu, šausmīgo vilku (Aenocyon Dirus).
Konkrēti, tas bija veicis 20 izmaiņas 15 pelēko vilku gēnos (Canis lupus), lai tie līdzināties drausmīgajam vilkam.
Tagad ASV uzņēmums ir izvirzījis savus skatus uz izmirušo “Tasmānijas tīģeri” vai Thylacine.
De-exxtinction tech saglabāšanai?
Pēdējais zināmais tilacīns (Thilacinus cynocephalus) nomira nebrīvē 1936. gadā.
Endrjū Pasks ar Tylacine galvaskausu, kas tika nogalināts Tasmānijas veltes programmas laikā. (ABC Science: Pīters de Kruijfs)
Melburnas Universitātes Endrjū Pasks, kas ir arī Kolosāla galvenais bioloģijas virsnieks, vēlas atkal redzēt, kā Thylacines “savvaļas klīst visā Tasmānijā”.
“Mēs zinām, ka, ja apkārt ir liels virsotnes plēsējs, tas izslēdz tādas lietas kā kaķi no reģioniem,” viņš teica.
“Un tad galu galā es varētu būt viens par to, wager es labprāt redzētu [thylacines] visā kontinentālajā Austrālijā.“
Profesors Pasks ir izmantojis vēsturiskos paraugus no kauliem un saglabātiem paraugiem, lai izstrādātu pilnu DNS kopumu vai izmirušo sugu genomu.
Paredzams, ka pētījums par genomu tiks publicēts vēlāk šogad.
Ar genomu rokā profesora Pasas laboratorija mēģinās veikt miljoniem ģenētisko labojumu ar dzīvu tilacīna radinieku, piemēram, tauku astes dunnart (Sminthopsis crassicaudata), lai atjaunotu tilacīnu.
Tauku astes dunnarti ir kā “laboratorijas žurka” gaļēdājiem marsupial pētījumiem. (ABC Science: Pīters de Kruijfs)
Thylacine dextinction projekts varētu palīdzēt arī saglabāt citus vietējos dzīvniekus.
Toad-munching quolls
Profesors Pasks sacīja, ka Thilacine finansējums pēdējos četros gados viņam ir palīdzējis sasniegt vairāk par Marsupial sarunu, nekā viņam bija iepriekšējās 20.
“Kur [gene editing] Būs patiešām ietekme uz to, ka mūsu pasaule ir… saglabāšana, “viņš teica.
Dr Frankenbergs nesen rediģēja Dunnart šūnas (kuras viņš pētīja thilacīna projektam), lai padarītu tās izturīgas pret invazīvā niedru krupja toksīnu.
Ziemeļu quoll ir samazinājies visā tā diapazonā WA, NT un Kvīnslendā. (Inaturālists: hercogs_nVerdzība ziemeļu quollVerdzība CC BY-NC 4.0)
Viņš saka, ka šo paņēmienu varētu izmantot tādām sugām kā ziemeļu quoll (Dasyurus hallucatus), kas pēc niedru krupja ierašanās ir miris.
“Varētu būt pāris gadi, lai nonāktu pie tā, ka varēsit ražot quolls, kas ir izturīgi pret niedru krupjiem,” sacīja Dr Frankenbergs.
“Tā ir tik niecīga rediģēšana un kaut kas, kas dabiski varētu rasties savvaļā.”
Zoologs Stefans Frankenbergs ar tauku astes dunnartu Melburnas universitātē. (ABC Science: Pīters de Kruijfs)
Kolosāls arī apgalvo, ka ir izstrādājis mākslīgu dzemdes prototipu, kas varētu palīdzēt tai audzēt inženierijas tilacīnus bez surogātmātes.
Un citiem marsupialiem varētu būt ieguvumi.
“Ja mēs to varam izdarīt, tad pēkšņi mums ir spēja ražot masveids Marsupials, izmantojot šo [artificial womb]”Sacīja profesors Pasks.
“Tas mums varētu būt spēles mainītājs Austrālijā, jo mēs zinām, ka mūs patiešām ietekmē nelabvēlīgi laika apstākļi, īpaši krūmu ugunsgrēki… kur jūs varat zaudēt simtiem marsupialu no noteiktas ainavas.
“Mēs vēlētos, lai būtu iespēja izveidot 100 koalas vai 100 otu possums vai kā citādi, kas varētu būt atgriezties šajā ainavā.”
Teorētiski to varētu izdarīt ar bioloģisko materiālu no uzglabāšanas objekta, ko sauc par biobanku.
Muzeju Viktorijas saglabāšanas ģenētiķi Joanna Sumnere. (Muzeji Viktorija: Eugene Hyland)
Muzeji Viktorija ir sadarbojusies ar Melburnas universitāti, lai izveidotu biobanku, kas iesaldē šūnu paraugus no Austrālijas unikālajām sugām, lai aizsargātu pret izmiršanu.
Biobank dibinātāja Joanna Sumner, muzeja saglabāšanas ģenētiķe, sacīja, ka projektā ir tūkstošiem paraugu no 77 dažādām sugām pēc četriem darbības gadiem.
“Mēs izmantojam daudz paņēmienu, kas gadiem ilgi tiek izmantoti cilvēku bioloģijā,” sacīja Dr Sumners.
“Wager tagad tehnoloģija ir labāka, tā ir lētāka, un mēs varam šīs metodes pielietot savvaļas dzīvniekiem.”
Kas varētu noiet greizi?
Deakinas universitātes ekologs Euans Ritčijs sacīja, ka jauni saglabāšanas rīki, piemēram, ģenētiskā rediģēšana, ir aizraujoši, taču tiem ir neparedzētu seku dangers.
Viņš sacīja, ka, ņemot vērā ziemeļu quolls, varētu būt pulsējoša ietekme uz plašāku ekosistēmu.
“Ko darīt, ja pēkšņi, jo cukurniedru krupji ir ēdami visiem šiem ziemeļu quolls, jums galu galā ir milzīgs skaits ziemeļu quolls?
“Un kā tās varētu ietekmēt citas sugas, kurām ir arī šī vide?”
Vienas problēmas novēršana, profesors Ritčijs sacīja, ka varētu izveidot citu.
Bioloģiskās kontroles ieviešanai Austrālijā ir bijusi sava daļa panākumu (trušu vīrusu) un katastrofiskas neveiksmes (niedru krupji).
Wager Dr Frankenbergs sacīja, ka šos riskus var mazināt, vispirms ieviešot Gēnu rediģētus ziemeļu quolls uz salām, lai izpētītu to ietekmi uz tur esošo ekosistēmu.
“Un tad tas varētu progresēt līdz cietzemes izlaidumam,” viņš teica.
Klausieties pilnu mākslīgās evolūcijas epizodi par gēnu rediģēšana savvaļas dzīvniekiem saglabāšanaiun Sekojiet Podcast, lai uzzinātu vairākApvidū
