Будущее из прошлого: зачем воскрешают мамонтов

Благодаря моде на ремейки и спин-оффы в киноиндустрии, уже как минимум три поколения знакомы с франшизой Jurassic Park — «Парк юрского периода». По сюжету учёные обнаруживают ДНК динозавра в крови, сохранившейся внутри комара, который укусил ящера и застрял в смоле миллионы лет назад. С помощью этой ДНК они воссоздают популяцию вымерших ящеров. 

Когда фильм вышел в 1993 году, такая история казалась чистой фантастикой. Но сегодня, после стремительного прогресса в области генетики, она звучит почти как научное пророчество. 

Генетические лаборатории по всему миру — от Бостона до Копенгагена и Лейпцига — уже несколько лет изучают древнюю ДНК, извлекая ее из зубов, костей, волос и даже частиц почвы. 

До воссоздания зоопарка с трицератопсами и бронтозаврами, как в Jurassic Park, нам еще далеко. Но вернуть к жизни мамонта или доисторическое растение — задача вполне реальная. 

В этой статье мы разберемся, как работает «генетическая некромантия» — технология воскрешения вымерших видов, — зачем она нужна человечеству и что уже удалось узнать, исследуя древние геномы вирусов, растений, животных и людей. 

Вирусы и одноклеточные 🧬 

Простейшие — а порой и вовсе пограничные между живым и неживым — организмы, такие как бактерии и вирусы, несут не только болезни, но и ключ к их лечению. Еще в прошлом десятилетии ученые открыли технологию редактирования генома CRISPR–Cas9, основанную на природном защитном механизме обычной стрептококковой бактерии. 

Но в этом году исследователи из Broad Institute в Массачусетсе продвинулись еще дальше, изучая архейские вирусы — одну из древнейших форм жизни, появившуюся почти 4 миллиарда лет назад, в самом начале биологической эры. 

Эти вирусы уникальны: они содержат эксклюзивный набор белков, не встречающийся больше нигде в природе. Среди них особое внимание привлекли Tas-белки — природный инструмент сверхточного редактирования генов. Эти молекулы умеют находить нужный участок ДНК, разрезать его по обеим цепочкам и аккуратно вставлять новый фрагмент — как раз это вирус использует для собственной репликации.

Эта молекула значительно компактнее, чем CRISPR, и уже сегодня рассматривается как потенциальное следующее поколение «генных ножниц». Благодаря своей высокой точности и универсальности, Tas-белки могут лечь в основу новых методов редактирования генома — от терапии наследственных заболеваний до разработки прорывных лекарств в рамках концепции точной медицины.

Архиоботаника 🌿 

Миллионы лет назад, в промежутках между ледниковыми периодами, климат на Земле был значительно более жарким и влажным. Растения той эпохи были биологически адаптированы к экстремальным условиям — именно таким, какие всё чаще возникают сегодня из-за глобального потепления. 

Именно поэтому датская биофармацевтическая компания Novo Nordisk финансирует исследования по внедрению генетических вариаций древних растений в современные сельскохозяйственные культуры — такие как ячмень, пшеница и рис.

Цель — повысить их устойчивость к засухам, температурным скачкам и другим климатическим стрессам.

В прошлом году исследователям удалось внедрить в ячмень набор генов растения, которое росло на территории современной Гренландии около двух миллионов лет назад — в эпоху, когда этот регион был значительно теплее, чем сегодня. 

Парк Палеолитского Периода 🦣 

Воссоздание вымерших видов, возможно, не приносит прямой практической пользы человечеству — но, согласитесь, это чертовски увлекательно. Особенно если вы учёный. 

Именно этим занимается техасская компания Colossal Bioscience, которая позиционирует себя как первая в мире «анти-вымирательная» биотехнологическая компания. Её миссия — восстановление исчезнувших видов с помощью технологий генного редактирования, клонирования и искусственных утроб. 

В числе ближайших проектов Colossal — попытка вернуть к жизни птицу додо, мамонта и тасманского тигра, которые исчезли (по меркам истории) сравнительно недавно. Главная проблема, с которой сталкиваются эти амбиции, — отсутствие подходящей экосистемы. Эти животные вымерли не случайно: изменилась среда обитания, нарушились пищевые цепочки, появились новые конкурирующие виды.

Тем не менее, такой «эксперимент с эволюцией» может принести научную пользу: биологи получают уникальную возможность лучше понять образ жизни и физиологию фауны прошлых эпох, что расширяет наше знание об эволюции как таковой. 

А иногда причина может быть и гораздо проще. Как выразился один из ключевых инвесторов компании, Роберт Нельсон: 

«Восстановление вымерших животных — это просто очень круто».

ДНК наших предков 🧬 

Отдельную нишу в изучении древних генов занимает работа с семейством Homo — в распоряжении учёных находятся тысячи образцов генетического материала неандертальцев и древних сапиенсов. Самые финансируемые и технологически продвинутые лаборатории мира — включая Гарвард, Университет Копенгагена и Институт Макса Планка — сосредоточены на поиске и анализе мутаций, которые появлялись у нашего вида в течение тысячелетий. 

Значение этой области трудно переоценить: она помогает человечеству в трёх ключевых направлениях. 

Медицина 

Изучение ДНК наших пращуров позволяет выяснить, когда в геноме человека появилась предрасположенность к заболеваниям вроде диабета или рассеянного склероза. Это расширяет понимание механизмов болезней и способствует разработке более точных и эффективных методов терапии. 

Биология 

Такие исследования значительно углубляют наше представление об эволюции. Множество генетических мутаций, накапливавшихся на протяжении тысяч лет, сделали Homo sapiens доминирующим видом на планете. Этим направлением, в частности, занимается Университет Копенгагена — а конкретно, группа профессора Эске Уиллерслева.

В одном из своих исследований они показали, что с конца последнего Ледникового периода (примерно 12 000 лет назад) человечество претерпело резкие изменения в питании, социальной структуре и физиологии. Именно этот скачок, по сути, стал фундаментом для появления цивилизации. 

Эти знания помогают глубже понять эволюционные механизмы человека и даже предвидеть потенциальные векторы будущих изменений. 

История 

Материальные находки — глиняная посуда, металлические изделия, орудия труда — составляют основу современного понимания исторических культур. Однако они, как правило, отражают миграцию культур, а не этнических групп. 

Генетические же исследования заполняют этот пробел: по ДНК можно с высокой точностью определить, где и когда перемещалась конкретная группа людей, в каких условиях она жила и какими заболеваниями страдала. 

Так, в середине прошлого года группа под руководством профессора Гарварда Дэвида Райха опубликовала исследование, доказавшее, что генетические предки современных западных европейцев происходят от племён Ямной культуры. Эти народы обитали в степях современной Украины и России, куда, в свою очередь, пришли из Анатолии (нынешняя Турция).  

Практическое значение технологий воскрешения 🧠 

С учётом стремительного развития искусственного интеллекта и Data Science, массовый сбор генетического материала становится не просто полезной, а по-настоящему необходимой инициативой. 

Анализируя этот колоссальный массив информации с помощью цифровых технологий, учёные получают возможность адаптировать знания о прошлом нашей экосистемы и её обитателях. Всё это — ради одной цели: помочь человечеству сохранить природу от катаклизмов, объединив лучшее из эволюции за 4 миллиарда лет жизни. 

Эти технологии дают не только взгляд в прошлое, но и инструменты для будущего. 

Древние гены помогают создавать устойчивые сельхозкультуры в условиях климатического кризиса, разрабатывать новые методы терапии на основе эволюционных механизмов и даже моделировать исчезнувшие экосистемы.  

Мы вглядываемся в ДНК прошлого не ради сенсаций — и точно не ради «воскрешения мамонтов». Это не стремление вернуть прошлое и не попытка устроить парк сомнительных и опасных развлечений. Это — о биологической устойчивости, о резистентности к заболеваниям, о точной медицине, и о многом другом, что может принести пользу.
И прежде всего — это о готовности действовать ответственно, имея в руках технологические инструменты, о которых раньше мы могли только мечтать.

Понравилось? Подписывайтесь на наш дайджест в Facebook, Instagram, Telegram – в нем мы рассказываем об истории и о сегодняшнем дне Америки, и в первую очередь о том, что происходит в Бостоне и Массачусетсе.

Звоните также для получения консультации или организационной помощи, если собираетесь в США, по делам и не только.