Технология редактирования генов может спасти виды на грани исчезновения

от

Биоразнообразие Земли в кризисе

Неминуемое «шестое массовое вымирание» угрожает любимым и важным диким животным. Оно также может сократить генетическое разнообразие внутри видов.

Генетическое разнообразие имеет решающее значение для способности видов адаптироваться к изменениям в окружающей среде или противостоять болезням. Поэтому оно необходимо для долгосрочного выживания видов.

Традиционные методы сохранения

Традиционные усилия по сохранению, такие как создание охраняемых территорий, меры по предотвращению браконьерства и разведение в неволе, остаются необходимыми для предотвращения вымирания. Но даже когда эти меры приводят к увеличению численности популяции, они не могут восстановить генетическое разнообразие, которое уже было утрачено.

В новой статье в журнале Nature Reviews Biodiversity международная группа генетиков и биологов дикой природы утверждает, что выживание некоторых видов будет зависеть от редактирования генов наряду с более традиционными мерами по сохранению.

Генетическая инженерия

Генетическая инженерия не нова. Селекционеры растений десятилетиями использовали её для выведения сельскохозяйственных культур с признаками, повышающими устойчивость к болезням и засухе. Около 13,5% мировых пахотных земель засеяно генетически модифицированными культурами.

Инструменты редактирования генов, такие как Crispr, также используются в проектах по «де-экстинкции», целью которых является воссоздание вымерших животных.

Компания Colossal Laboratory & Biosciences из Далласа привлекла внимание своими усилиями по возвращению шерстистого мамонта, дронта и ужасного волка. В рамках проекта по де-экстинкции ДНК живого родственного вида редактируется (изменяется) для приближения к наиболее харизматичным чертам вымершего вида.

Например, для «воскрешения» шерстистого мамонта исследователи Colossal планируют внедрить гены мамонта (восстановленные из древних останков) в геном азиатского слона, чтобы получить выносливого к холоду, волосатого гибрида слона-мамонта. Colossal недавно вывела щенков серого волка с 20 генетическими изменениями, сделанными на основе ДНК вымершего ужасного волка.

Возрождение исчезнувших существ

Возрождение давно исчезнувших существ в стиле «Парка Юрского периода» привлекло значительное внимание и финансирование, что ускорило развитие методов геномной инженерии. Эти же инструменты редактирования генома можно использовать для сохранения существующих и находящихся под угрозой исчезновения видов.

Если мы сможем отредактировать мышь так, чтобы у неё была шерсть мамонта, или отредактировать волка так, чтобы он напоминал ужасного волка, почему бы не отредактировать геном птицы, находящейся под угрозой исчезновения, чтобы сделать её более устойчивой к болезням и изменению климата?

Используя ДНК исторических образцов, учёные могут определить важные генетические варианты, которые вид потерял. Многие музеи хранят вековые шкуры, кости или семена — геномную капсулу времени прошлого разнообразия. С помощью редактирования генома можно вновь ввести эти утраченные варианты в дикий генофонд.

Восстанавливая генетическое разнообразие, можно укрепить виды перед лицом новых болезней и изменений окружающей среды. Резкое сокращение численности популяции называется «узким местом». Во время «узкого места» инбридинг и генетический дрейф приводят к случайной потере генетического разнообразия. Вредные мутации также могут увеличиваться в частоте. Такая «геномная эрозия» ставит под угрозу здоровье особей и может сделать популяции более склонными к вымиранию.

Риски и неизвестности

Однако стратегия редактирования генов также сопряжена со значительными рисками и неизвестностью. Одна из технических проблем — нецелевые эффекты. Методы Crispr и другие инструменты редактирования генов могут вносить непредвиденные изменения в ДНК в дополнение к предполагаемому редактированию.

Особенно у менее изученных видов мы можем не знать обо всех этих функциях или плейотропных эффектах. Регуляторная инерция и скептицизм общественности также могут стать серьёзными препятствиями.

Существуют также эволюционные и экологические неопределённости. Преднамеренное редактирование гена может иметь последствия для эволюции вида с течением времени. Например, если одному индивидууму дать высокоблагоприятный ген, который быстро распространяется, он может заменить все другие генные варианты в этом месте генома. Это известно как «селективный охват», и он непреднамеренно снижает генетическое разнообразие в этом регионе генома.

Некоторые критики утверждают, что идея о генетическом быстром решении может отвлечь от коренных причин потери биоразнообразия. Если люди поверят, что мы можем просто «редактировать» вид, чтобы спасти его, это может снизить остроту необходимости защиты среды обитания или сокращения выбросов углекислого газа.

Усилия по сохранению, строгая экологическая политика и правовая защита остаются незаменимыми. Так же как и восстановление среды обитания, борьба с изменением климата и снижение воздействия человека на окружающую среду.

Тем не менее, геномная инженерия — это новый инструмент в наборе инструментов для сохранения. При правильной поддержке и экологическом поощрении он может помочь спасти виды от вымирания.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте

Оставьте комментарий