Vědci pracují na obnovení dodo ptáka: Cíl, výzvy a etické otázky
Společnost Colossal Biosciences oznámila, že překonala významnou překážku na cestě k obnovení dodo ptáka z vyhynutí. Dodo byl velký, nelétající pták, známý svým kulatým tělem, silnými nohami a klidným chováním vůči lidem.
Tým vyrostl reprodutivní buňky holubů a připravuje geneticky upravené kuřata, která je budou nosit, s cílem vypustit hejna během pěti až sedmi let. Měřítko tohoto projektu je ambiciózní. Plánuje se vytvořit dostatečný počet zdravých ptáků, kteří přežijí v divočině, zatímco se vyhnou chybám, které způsobily vyhynutí druhu v minulosti.
Práci vedla Anna Keyte, Ph.D. z Colossal Biosciences. Její výzkum se zaměřuje na inženýrství ptáčích genomů a reprodukční technologie.
Vědci zahájili tento proces obrození pomocí primordálních zárodečných buněk – embryonálních předchůdců spermií a vajíček – které mohou být shromážděny a rozšířeny v laboratoři. U ptáků mohou být tyto buňky transplantovány do embryí, aby hostitelský organismus později produkoval spermie nebo vajíčka dárce.
Inženýři pak upraví DNA tak, aby potomci odpovídali vlastnostem dodo ptáka, včetně tvaru těla a hlavy, což je soubor znaků, které biologové označují jako fenotyp. Příkladem pro počáteční šablonu jsou Nicobarské holuby, protože jsou nejbližšími žijícími příbuznými doda.
Kuřata slouží jako náhradní hostitel – substituční zvíře, které nese reprodukční buňky jiného druhu. Colossal tvrdí, že vytvořil kuřata geneticky upravená tak, aby přijímala zárodečné buňky holubů a předávala je svým potomkům.
Klonování ptáků není praktické, protože embrya ptáků se vyvíjejí uvnitř těžko přístupných vajec. Proto se transfer zárodečných buněk spojuje s technologií CRISPR, která umožňuje přesné úpravy, které se přenášejí na potomky.
Genetická analýza ukazuje, že Nicobarský holub je na rodovém stromě holubů blízko dodo ptáka. Tato blízkost usnadňuje úpravy konkrétních míst, takže se mládě vyvíjí s vlastnostmi dodo ptáka namísto holubími znaky.
Nová studie popisuje, jak vědci dokázali udržet zárodečné buňky holubů v dělení po měsíce, a poté ukázali, že tyto buňky mohou migrovat do pohlavních žláz jak holubů, tak kuřat.
Tým také hlásí recept, který upravuje inzulin, přidává inzulínový růstový faktor a epidermální růstový faktor a omezuje signály, které urychlují buňky k příliš brzké zralosti. Jedním z objevů je receptor retinoidní kyseliny, což je proteinový přepínač, který aktivuje geny, když vnímá deriváty vitamínu A.
Blokování tohoto přepínače, zatímco se zachovává dostupnost vitamínu A pro další potřeby, pomohlo buňkám pokračovat v dělení, aniž by ztratily svou identitu. Skupina také pozorovala zvýšení od pleiotrofínu – proteinového růstového faktoru, který může podnícovat dělení buněk v nízkých dávkách. Za těchto podmínek se kultury rozšiřovaly s dvojnásobným časem přibližně 35 hodin.
Vědci potvrdili identitu kontrolou známých markerů zárodečných buněk v kultuře. Poté injikovali označené buňky do embryí a sledovali, jak se buňky přesunuly do budoucích varlat nebo vaječníků.
Recept je důležitý, protože ptáci se v rámci buňkové signalizace velmi liší. To, co fungovalo u kuřat, neudrželo holubí zárodečné buňky zdravé po dlouhou dobu, takže tým doladil každou ingredienci.
Jedno odhadneme, že první vypuštění by mohlo nastat za pět až sedm let, spíše než za desetiletí. Tento zdroj také poznamenal, že týmy již hledají oblasti bez krys na Mauriciu, kde by se ptáci mohli bezpečně vrátit.
Vědci společnosti zdůrazňují, že postup bude pozvolný. Tvrdí, že reintrodukce bude rozvržena, s ekologickým monitorováním a opatřeními pro případ selhání, aby se jakékoli škody mohly rychle zastavit.
Dějiny hrají v tomto příběhu důležitou roli. Muzeum poznamenává, že poslední potvrzené pozorování bylo v roce 1662, a mezi příčiny ztráty patřilo lov a invazivní zvířata, která napadala hnízda na zemi.
Na Mauriciu dnes existují rezervace, ale predátoři a konkurenti nadále představují hrozbu. Jakékoli vypuštění bude vyžadovat silnou biologickou bezpečnost, vrstvená opatření, která brání krysám a dalším vetřelcům v získání opory.
Někteří výzkumníci vítají technický pokrok, ale varují před přehnanými sliby. Jeden z nich popsal současný pokrok jako “pozoruhodný pokrok” a zpochybnil, zda budou finální ptáci autentickými dody nebo geneticky upravenými holuby.
Tato debata se točí kolem genomové architektury, tedy způsobu, jakým mnohé geny a jejich regulace interagují a produkují složité vlastnosti. Rekonstruování vlastností bez obnovení původního genomu vzbuzuje otázky, kde stanovit hranice.
Další vznesli etické obavy. Pokud veřejnost uvěří, že vyhynulé druhy mohou být obnoveny, tvrdí, že by to mohlo oslabit podporu pro ochranu habitatů, které současné žijící druhy nyní potřebují.
Genetika ptáků zaostávala za genetikou savců po mnoho let, částečně kvůli neprůhlednosti ptačích vajec, což ztěžuje manipulaci. Spolehlivá kultura zárodečných buněk otevírá biobankování, uchovávání živých buněčných linií dlouhodobě, takže ohrožené ptáky lze zachránit později.
Stejný nástrojový kit může podpořit zárodečnou linii, buňky, které předávají geny další generaci, obnovováním ztracené variability u malých populací. To by mohlo pomoci ostrovním holubům a hrdličkám, které dnes klesají, nejen charismatickému ptáku z minulosti.
Genetické záchrany nejsou náhradou za ochranu habitatů nebo kontrolu invazivních druhů. Jsou to nástroje pro případy, kdy přežití zdravé variability nelze obnovit pouze rozmnožováním včas.
Diverzita bude nezbytná, pokud ptáci někdy znovu poletí volně. Budování široké genetické diversity, rozmanitosti rozdílů DNA v populaci, snižuje riziko, že jediná nemoc nebo vlna veder zničí tuto snahu.
Jakýkoli plán v terénu bude muset otevřeně sdílet rozhodnutí s místními komunitami. Důvěra je stejně důležitá jako technologie, když lidé žijí vedle se vracejícího druhu.
