Muchas preguntas gigantescas
El camino para traer de vuelta el mamut - un gigante que se extinguió al final de la última edad de hielo - está lleno de barreras.
Los científicos han reunido los genomas de cuatro mamuts diferentes en los últimos años, pero quedan más obstáculos: si los investigadores deciden crear nuevos mamuts, ¿cómo lo harán? Si nace una cría de mamut, ¿cómo aprenderá a hacerlo?comportarse sin un padre o un rebaño que lo guíe?
Beth Shapiro, profesora de ecología y biología evolutiva en la Universidad de California, Santa Cruz, analiza estas consultas en "Cómo clonar un mamut: la ciencia de la de-extinción" Princeton University Press, 2015. Aquí hay 11de los muchos desafíos que considera, incluidos los científicos, éticos y ambientales.
Nota del editor : Esta historia se actualizó el 15 de septiembre de 2017 para incluir el hecho de que ahora están disponibles varios genomas de mamut.
degradación del ADN
El ADN comienza a degradarse en el momento en que muere un organismo. Esto sucede porque las enzimas de las células del cuerpo y el medio ambiente, así como la radiación ultravioleta del sol, comienzan a descomponer el código genético. El oxígeno y el agua también pueden alterar ADN , rompe sus hilos.
algunos ADN de mamut , sin embargo, ha sobrevivido porque estaba congelado en permafrost. Algunos de estos restos congelados contienen fragmentos cortos de ADN, en su mayoría entre 30 y 90 pares de bases de largo un par de bases se compone de dos "letras" de ADN unidas entre sí:citosina y guanina, o adenina con timina. Para poner este número en perspectiva, hay 3 mil millones de pares de bases en el genoma humano.
Sin embargo, los investigadores están trabajando alrededor de este desafío de "fragmentos cortos" utilizando el genoma del elefante moderno como andamio, dijo Shapiro a Rhythm89.
contaminación por ADN
El ADN antiguo a menudo está contaminado con ADN extraño de hongos, bacterias, plantas, animales e incluso de humanos que lo manipulan con fines de investigación.
Esta contaminación del ADN puede dificultar que los investigadores sepan qué molécula de ADN pertenece al animal y cuál proviene de la contaminación, especialmente si el animal extinto no tiene un pariente vivo cuyo ADN pueda servir como hoja de ruta, escribió Shapiro.
Afortunadamente, esto no es un gran problema para los mamuts, porque "podemos distinguir el [ADN] del mamut del [ADN] humano y de las bacterias", le dijo a Rhythm89.
parientes cercanos
Los científicos pueden tener solo fragmentos de ADN de mamut, pero pueden usar el ADN de los parientes cercanos del mamut, los elefantes de hoy en día, para ayudar a llenar los vacíos genéticos.
Los mamuts están más estrechamente relacionados con los elefantes asiáticos Elephas maximus de lo que son para los elefantes africanos.Investigadores de la India describieron el genoma del elefante asiático en 2015 en la Revista de biociencias , y se está realizando otro esfuerzo en el Instituto amplio en Cambridge, Massachusetts, para secuenciar el genoma de un elefante asiático.
El mamut y el elefante asiático divergieron hace unos 2,5 millones y 5 millones de años. Si, digamos, divergieron hace unos 4 millones de años, entonces alrededor del 2 por ciento de sus genomas serían diferentes, lo que equivale a 70 millones de diferencias genéticas.Shapiro escribió.
"Las lecturas que obtengo son breves, pero, siempre que haya un pariente cercano que tenga un genoma secuenciado, aún puedo mapear esas lecturas cortas en el genoma de ese pariente más cercano y, pieza por pieza, juntar el genoma,", Dijo Shapiro a Rhythm89 en un correo electrónico, refiriéndose a las" lecturas "de una secuencia de ADN." Habrá piezas faltantes ... pero la mayoría estará allí ".
cría de espalda
Los científicos podrían intentar recuperar al mamut mediante la cría posterior, es decir, criar juntos los elefantes asiáticos más peludos y tolerantes al frío hasta que, generaciones más tarde, emerja una población de elefantes parecidos a mamuts, según "Cómo clonar un mamut"."
Sin embargo, existen varios desafíos para la cría de espalda. Los elefantes no alcanzan la madurez sexual hasta que tienen entre 10 y 18 años, y sus embarazos duran casi dos años, escribió Shapiro en el libro. Esto significa que cualquierEl proyecto de cría llevaría mucho, mucho tiempo.
Además, el resultado no sería un mamut, sino un elefante con rasgos parecidos a los de un mamut. Es posible que algunos rasgos nunca se transmitan: la hemoglobina de mamut la proteína en la sangre que transporta oxígeno es más adecuada para ayudar a los animales grandes a sobrevivir enclimas fríos. Esta hemoglobina se diferencia de la hemoglobina de elefante por cuatro mutaciones, pero no hay elefantes vivos hoy que tengan estas mutaciones, lo que significa que no pueden transmitirlas a las generaciones futuras, escribió Shapiro.
clonación de mamut
Ahora que los investigadores han secuenciado genomas de mamut aunque algunos de estos genomas podrían estar contaminados, según un estudio de marzo de 2017 en el revista PLOS Genetics , ¿podrían clonar un mamut usando transferencia nuclear de células somáticas, el proceso utilizado para hacer Dolly la oveja ? Con la transferencia nuclear de células somáticas, los científicos extraen el núcleo celular que contiene ADN de un animal, llamado donante. Luego insertan ese núcleo en el óvulo, al que se le ha quitado su propio núcleo, de otro animal.
Sería difícil. La clonación con transferencia nuclear no es muy eficiente y, por lo general, se realiza con un suministro ilimitado de células extraídas de animales vivos, según "Cómo clonar un mamut". Como sabemos, no hay mamuts vivos., Escribió Shapiro.
Además, los científicos tendrían que implantar el embrión de mamut en un elefante asiático, que está en peligro de extinción, en gran parte por la pérdida de hábitat y la fragmentación y la caza furtiva. según la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza . Sería difícil justificar la implantación de un embrión de mamut en un elefante cuando cada embarazo de elefante asiático cuenta, escribió Shapiro.
CRISPR-Cas9
mediante el uso de la herramienta de edición de genes llamada CRISPR-Cas9 , los científicos pueden cortar el ADN en una ubicación precisa, eliminar el código genético y luego pegar esa sección en una nueva secuencia creada en un laboratorio.
Este método podría usarse para traer de vuelta al mamut lanudo en solo dos años, según George Church, genetista, ingeniero molecular y químico de la Universidad de Harvard, quien hizo este anuncio justo antes de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia.AAAS en Boston en febrero de 2017.
"Nuestro objetivo es producir un embrión híbrido de elefante y mamut" Church le dijo a The Guardian . "En realidad, sería más como un elefante con una serie de rasgos de mamut. Aún no hemos llegado, pero podría suceder en un par de años".
El epigenoma
Si se devuelve la vida a un mamut, a través de la reproducción, la clonación o la ingeniería genética, sería un desafío recrear el epigenoma de la criatura, que se transmitiría a un mamut en desarrollo en el útero. El epigenome es un sistema de etiquetas que determinan qué genes están activados o desactivados. Estas etiquetas no cambian el código genético, sino que seleccionan cuándo activar ciertos genes.
Un epigenoma de elefante sería diferente a un epigenoma de mamut, pero no está claro cuáles son esos cambios, escribió Shapiro.
Sería posible recrear el epigenoma del mamut, Church, dicho en una sesión de preguntas y respuestas después de un panel en el Museo Americano de Historia Natural AMNH en abril de 2017, pero la tecnología aún está muy lejos.
microbioma de mamut
Los bebés contraen bacterias cuando salen del canal de parto de su madre y continúan recibiendo nuevos tipos de bacterias a lo largo de sus vidas. Las bacterias dentro y en el cuerpo se conocen como el microbioma , y ayuda e influye en la digestión y la salud.
Se desconoce el microbioma del mamut, pero las momias de mamut ofrecen pistas. Por ejemplo, una necropsia una autopsia de un animal de una persona de 42.000 años mamut bebé momificado mostró que el joven tenía heces en su tracto digestivo, según "Cómo clonar un mamut".
Las crías de elefante modernas comen las heces de su madre para sembrar sus propios microbiomas, bacterias que se necesitan para descomponer las plantas fibrosas que comen. El hallazgo indica que las crías de mamut hicieron lo mismo.
desafíos ambientales
En los miles de años desde que murieron los mamuts, el ambiente ha cambiado. Esto plantea varias preguntas, según Shapiro: ¿Tendrán los nuevos mamuts alimentos adecuados que puedan digerir? ¿Serán susceptibles a enfermedades, parásitos o contaminantes ?;¿los afectarán los cambios de temperatura y precipitación?
No obstante, dos parques de vida silvestre en Rusia, el Parque del Pleistoceno y el Parque del Pleistoceno del Sur, están listos para aceptar mamuts, en caso de que regresen. El objetivo de estos parques es convertir la tundra siberiana actualmente congelada en pastizales sostenidos por mamuts y herbívoros queuna vez vivió y sostuvo el ecosistema de pastizales, según el sitio web del Parque Pleistoceno .
Esta transformación ocurriría cuando los animales grandes rompen el hielo, la nieve y la tierra y luego dispersan nutrientes y semillas mientras deambulan y comen vegetación. los informes del sitio web .
Actuando como un mamut
Si los científicos lograran traer de regreso un mamut, ¿el ternero resultante sabría cómo ser un mamut?
Los elefantes son criaturas sociales, una indicación de que los mamuts también lo eran, escribió Shapiro. Pero sin otros mamuts vivos, no está claro si un nuevo mamut podría comportarse como lo hicieron sus predecesores antes de que se extinguieran.
En otra nota, incluso si estos terneros no supieran cómo actuar, los científicos tendrían que criar varios miles de ellos, para que los novatos tuvieran diversidad genética y se convirtieran en una población autosuficiente.