Edycja genomu: co się da zrobić w 2020 roku? | Krótka historia inżynierii genetycznej
XXI wiek to fantastyczny czas na bycie bioinżynierem i okropnym czasem na bycie czarnym nosorożcem. Afrykański gatunek, który liczył 850 000 lat temu, został zredukowany do szybko malejącej populacji około 5000 osób. W nadziei na to, że pewnego dnia cofnie się ten katastrofalny spadek, biolodzy próbują sfinansować sekwencjonowanie diceros bicornis bicornis genom.
Projekt jest wspólnym przedsięwzięciem kilku ekspertów biotechnologicznych, w tym patologa i bioinżyniera University of Washington, dr Charlesa Murraya i Matthew Markusa, dyrektora generalnego Pembient. Pembient to firma biotechnologiczna z San Francisco, która chce zalać chińskie rynki syntetycznym - ale biologicznie identycznym - rogiem nosorożca, wydrukowanym w 3D z laboratoryjnej keratyny i być może dostarczonym jako piwo nosorożec. (Keratyna to materiał, z którego wykonane są twoje paznokcie i rogi nosorożca. Nie jest ani magiczny, ani leczniczy.) Pembient mógł się nauczyć z genomu pojedynczego nosorożca o imieniu Ntombi, Markus powiedział Odwrotność, aby udoskonalić sposób syntezy białek nosorożca.
Ale zanim ktokolwiek zdoła wydobyć dane genetyczne Ntombi, genom czarnego nosorożca należy najpierw zsekwencjonować. Projekt jest w połowie drogi do zdobycia 16,5 tys. Dolarów na Experiment.com, platformie finansowania społecznościowego podobnej do Kickstarter, z wyjątkiem nauki zamiast wskrzeszania dawno nieżyjących gier wideo.
„Nadal istnieje stosunkowo niewiele organizmów, których genomy zostały zsekwencjonowane” - mówi Murray. „Do niedawna było to bardzo trudne - czasochłonne i kosztowne”.
Nie znaczy to, że zwierzęta nie robią swoich genomów. Projekt Genome 10K ma na celu zebranie arki danych genetycznych Noego. A południowa nosorożec biały, bardziej ludny i większy, miał swój genom zsekwencjonowany w 2012 roku. A co z czarnymi nosorożcami, takimi jak Ntombi? „Nie jest jasne, dlaczego nosorożec czarny został tak długo pozostawiony na boku”, mówi Markus. Piszą o tym zaniechanie do zdarzenia; ale być może dlatego, że południowi biali zostali już zsekwencjonowani, czarny nosorożec nie był priorytetem.
Markus, Murray i ich współpracownicy starają się zapełnić tę lukę. Ntombi, nosorożec plakatowy do projektu, ma już krew pobraną i zakonserwowaną - i, bingo! Nosorożec DNA. Sekwencja powinna być dość prosta, powiedział Murray. „Dużą pomocą jest posiadanie genomu białego nosorożca jako punktu odniesienia”.
Kolejne kroki w sekwencji
Dzięki DNA Ntombi umieszczonemu na serwerach DNAnexsus biolodzy położyli podwaliny pod genomikę porównawczą nosorożców. „Po uzyskaniu sekwencji możemy zacząć rozumieć, co sprawia, że nosorożec jest nosorożcem, jak biel różni się od czarnej” - mówi Murray - „i dostarczyć informacji, które pomogą śledzić próbki w koszulce”.
Lekarze weterynarii mogliby sprawdzić geny potencjalnie wywołujące chorobę i mieć punkt odniesienia do porównania pozostałych siedmiu podgatunków czarnego nosorożca - z których trzy są już wymarłe.
Zwierzęta po jutrze
Kiedy już lepiej zrozumiemy genetykę nosorożca czarnego, otworzy się kilka teoretycznych drzwi. „W drodze jestem podekscytowany wykorzystaniem komórek macierzystych do zrozumienia fizjologii nosorożca i potencjalnie do hodowania rogów nosorożca w laboratorium w celu zmniejszenia kłusownictwa” - mówi Murray.
Markus prognozuje nieco dalej. Dla diceros bicornis bicornis, Markus nie wyobraża sobie tak wielkiego wyniszczenia w stylu mamuta, ale cofania zegara genetycznego; im mniejsze populacje, tym bardziej narażone są na odziedziczone problemy.
A dla czarnych nosorożców, które zniknęły? Porównuje ten wysiłek z sekwencjonowaniem genomu północnego nosorożca białego, projektu realizowanego w zoo w San Diego. Mówi się o próbie zdobycia południowego białego nosorożca (którego jest 20 000), aby nosił północnego nosorożca białego (którego jest 5) do terminu. Markus mówi z ostrożnym, ostrożnym optymizmem: „Potencjalnie - potencjalnie - być może wymarłe podgatunki czarnego nosorożca mogą zostać ponownie powołane do życia”.
Ewolucja grypy: jak naukowcy wykorzystują sekwencjonowanie genomu do prognozowania przyszłości
Ewolucja jest zwykle bardzo powolna, ale w przypadku grypy jest szybka i śmiertelna. Co kilka lat pojawiają się nowe warianty grypy i powodują epidemie na całym świecie. Dlatego naukowcy kontrolują rozprzestrzenianie się grypy, stosując sekwencjonowanie genomu, aby przewidzieć, jak wirus się zmieni.
Woolly Monkeys są zagrożone wyginięciem - jak naukowcy planują je uratować
W ciągu ostatnich 50 lat utrata siedlisk, kłusownictwo i przemyt do adopcji jako zwierzęta domowe zdziesiątkowały populacje małp kolumbijskich, sprawiając, że gatunki stają się coraz trudniejsze do zauważenia. Z tego powodu naukowcy wymyślili sposób na uratowanie gatunku przed wyginięciem.
Sekwencjonowanie genomu ujawnia, że Kolumb nie wymazał karaibskich wyspiarzy
Nowe badanie ujawnia, że Taíno, rdzenna ludność karaibska, nie została ukończona po wymarciu Krzysztofa Kolumba na ich wyspę.