Как клонировать мамонта

Бет Шапиро – профессор факультета экологии и эволюционной биологии Университета Санта-Круз в Калифорнии – рассказывает увлекательную историю современной науки воссоздания видов. Как только любой организм умирает, его ДНК тут же начинает разрушаться под воздействием ультрафиолета и бактерий, поэтому нельзя просто так взять клетку и клонировать вымершее животное. Исследователям приходится заниматься сложной задачей – они пытаются сложить пазл, в котором часть кусочков ДНК потерялась. Давайте разбираться, нужно ли нам возрождать исчезнувшие виды (Бет Шапиро уверена, что стоит), какие трудности ожидают нас на этом пути и к чему это может привести.

Якутский Музей мамонта

Глава из книги Бет Шапиро «Наука воскрешения видов»

В вечной мерзлоте Сибири находят больше мумифицированных животных, чем в вечной мерзлоте Северной Америки. Возможно, дело в том, что популяции мамонтов в Сибири были крупнее, или в том, что какие-то особенности климата Сибири делают сохранение там мумифицированных тел более вероятным, чем в Северной Америке. Какой бы ни была причина, обнаружение мумии мамонта всегда вызывает переполох. Для многих аборигенов сибирской тундры этот переполох имеет глубоко личный характер.

В мифологии некоторых культур мамонтов считают чудовищами из подземного мира и предостерегают, что прикосновение к ним принесет незадачливому человеку, обнаружившему их, несчастье, а то и смерть. Однако намного чаще встречается переполох взволнованного предвкушения.

Мумифицированная туша представляет собой совершенно особенную вещь — за такую ученые готовы очень хорошо заплатить.

Некоторые мумии, извлеченные из сибирской вечной мерзлоты, сохранились в безупречном состоянии, с неповрежденными мягкими тканями, шерстью и внутренними органами, четко видимыми на срезах КТ и при аутопсии.

В зале Музея мамонта в Якутске

Странно, что даже в наилучшим образом сохранившихся мумиях ДНК, как правило, находится в худшем состоянии, нежели ДНК в костях. Возможно, дело в разном количестве времени, необходимом для того, чтобы заморозить ДНК. Если части тела животного растаскивают падальщики, а плоть пожирают хищники, кости, лишенные мягких тканей, скорее всего, быстро окажутся под землей и замерзнут, в то время как мумии будут оставаться теплыми куда дольше. Пока мумия медленно замерзает, микроорганизмы из кишечника животного и окружающей среды колонизируют все ее ткани, разлагая труп изнутри и одновременно разрушая ДНК.

Хотя нам известно, что ДНК на удивление плохо сохраняется в мумиях, похоже, нам трудно смириться с тем, что при такой впечатляющей физической сохранности ДНК не удается обнаружить. С каждой находкой у нас появляется новая надежда на то, что именно эта мумия подарит нам нечто невероятное. Именно эта мумия будет содержать целые клетки с неповрежденными ядрами, внутри которых сохранились нетронутые геномы. Эта мумия станет донором клеток для клонирования путем ядерного переноса.

Я впервые услышала о Бернаре Бьюиге сразу после того, как была сделана одна из таких замечательных находок. Шел октябрь 1999 года, и мамонт, без сомнения имевший нетронутые разложением клетки с такими же нетронутыми ядрами и геномами, только что пролетел над сибирской тундрой.

Свежие находки зубов мамонта. 2013 год. Музей мамонта, Якутск

Всякий раз, когда в мире исследований древней ДНК появляется какой-либо впечатляющий результат, у меня и моих коллег телефоны разрываются от звонков журналистов, желающих стать первыми, кто напишет о надвигающемся воскрешении мамонта/динозавра/дронта. В тот самый день я сидела за своим столом в лаборатории исследования древней ДНК Алана Купера при Оксфордском университете.

Это был первый год моей аспирантуры и иммиграции в Соединенное Королевство. Зазвонил телефон, и я взяла трубку. Звонящий разразился серией быстрых вопросов, произнесенных с акцентом, незнакомым моему американскому уху. Я смогла разобрать слова «вертолет», «отбойный молоток», «криогеника», «бивень» и «Сибирь», но не смогла поймать паузу, чтобы уместить в нее свой ответ («Не могли бы вы, пожалуйста, перезвонить попозже, когда придет кто-нибудь, занимающийся этим дольше двух недель?»). Затем журналист перевел дыхание и куда более четко спросил, как я думаю, способен ли фен для волос уничтожить наши шансы на клонирование мамонта.

Конечно, я могла бы кое-что рассказать о роли фена для волос в клонировании мамонта. Но поскольку мне хотелось, чтобы меня принимали всерьез как специалиста по древней ДНК, мне пришлось попросить разъяснить ситуацию, прежде чем делиться своим мнением. Как выяснилось, группа исследователей Арктики во главе с моим будущим другом и коллегой Бернаром Бьюигом только что откопала то, что показалось им практически целой мумией мамонта. Затем, в решительной и драматичной попытке сохранить клетки мамонта в замороженном и, следовательно, неповрежденном состоянии, они оставили начавший слегка разлагаться труп в земле до зимы, чтобы почва замерзла. Затем, с помощью отбойных молотков и хороших лопат, работая в морозной темноте, они вырезали из вечной мерзлоты блок земли весом в 21 тысячу килограммов и, привязав его к нижней части большого вертолета, провезли по воздуху на расстояние около 300 километров, обратно к подземной пещере Бернара в Хатанге, где они собирались медленно и методично разморозить тушу мамонта с помощью фена.

Зуб мамонта в экспозиции

Сверх того, поскольку это сделало бы фото и видео более впечатляющими, Бернар (он признает, что проявил в этот момент «креативность») перед тем, как вертолет поднялся, вставил в замороженный блок бивни мамонта, найденные неподалеку от обнажившегося черепа, со стороны это выглядело так, как будто через тундру летит целый мамонт, замороженный в блоке льда. Они знали, что телу мамонта внутри блока недостает частей. К примеру, они уже отделили от него голову, которая частично растаяла и начала гнить. Кроме того, они попробовали заглянуть внутрь с помощью георадара, и судя по результатам, внутри находилось чуть меньше, чем целый мамонт. Но они продолжали надеяться.

Мамонт, которого назвали Жарков по фамилии местного жителя, обнаружившего его, жил на Земле около 23 тысяч лет назад. Жарков был взрослым самцом мамонта, имел около трех метров в высоту и, по всей видимости, умер за несколько лет до своего пятидесятилетия. Мысль о том, что Жаркова можно клонировать, появилась и разошлась практически мгновенно. Эту идею в особенности приветствовал канал Discovery, спонсировавший эффектное извлечение Жаркова из земли. Ларри Агенброд, специалист по мамонтам из Университета Северной Аризоны, в пресс-релизе своей исследовательской группы сообщил о том, что они уже подготовили для этого лабораторию с экспертами в криогенике и «доступом к слонам». Спустя год, разморозив блок с помощью фена, ученые увидели лишь малую часть туши мамонта внутри огромного земляного блока. Еще большее разочарование вызвало то, что основная часть сохранившейся туши представляла собой кости с незначительными фрагментами мягких тканей и шерсти. Ученым не удалось обнаружить нетронутые ядра, но короткие фрагменты ДНК, выделенные из шерсти, были использованы для создания полного митохондриального генома и, в конечном счете, части ядерного генома мамонта. Жаркову не суждено было стать первым клонированным мамонтом. Но зрелище его извлечения из земли и полета над тундрой внушило людям ощущение, будто для клонирования мамонта важно найти замороженную тушу. Оно также подкрепило неверное предположение, будто целая, безупречно сохранившаяся мумия — это именно то, что нам нужно.

Реплика головы Юкагирского мамонта

За год до того, как мамонт Жарков пролетел над тундрой, группа японских ученых во главе с Акирой Иритани и Казуфуми Гото основала «Проект создания мамонта», цель которого ясно заявлена в его названии. Иритани и Гото участвовали в исследованиях процесса оплодотворения _in vitro _в Японии, и оба сделали потрясающие открытия относительно прочности сперматозоидов. К примеру, они выяснили, что бычьи и свиные сперматозоиды, замороженные до –20 °C, можно разморозить и использовать для оплодотворения яйцеклеток, из которых затем развиваются абсолютно здоровые телята и поросята. Прочитав о Плейстоценовом парке Зимова, они заинтересовались, не может ли сперма мамонта стать ключом к возрождению главной достопримечательности этого парка.

Иритани организовал серию экспедиций в Сибирь в поисках замороженного самца мамонта, в надежде обнаружить сперматозоиды. Экспедицией руководил геолог Петр Лазарев, заведующий Музеем мамонта в Якутске. Если бы удалось обнаружить самца мамонта, Иритани и Гото планировали взять у него сперматозоиды и использовать их для оплодотворения яйцеклеток слонихи. Поскольку в результате получилось бы гибридное потомство, а не клонированный мамонт, они предполагали использовать исключительно сперматозоиды, содержащие X-хромосомы, чтобы получить потомство только женского пола. Затем, когда гибридные самки достигнут полового созревания, им должны были имплантировать эмбрионы, созданные слиянием их собственных яйцеклеток и сперматозоидов другого мамонта. Таким образом, по прогнозу Иритани, у них получилось бы создать животное, чей геном на 88% соответствовал бы геному мамонта, в течение всего лишь 50 лет.

После двух экспедиций, проведенных в 1997 и 1998 годах, у «Проекта создания мамонта» закончились деньги, а сперматозоиды мамонта, несмотря на все усилия, так и не были найдены.

Затем, в 2002 году, нашли Юкагирского мамонта.

Indicator