Расшифрована большая часть генома шерстистого мамонта

Мысль клонирования какого-нибудь вымершего животного будоражит околонаучные широкие массы и умы уже не первый дюжина лет — приблизительно с того времени, как по кинотеатрам прошелся фильм «Парк Юрского периода». Сейчас беседы о клонировании динозавров уже не ведутся ни действительно, ни кроме того не в серьез — уж через чур много лет пролежали их кости в грунте, так что и от самих костей остались только отпечатки в камне.

Другое дело – шерстистый мамонт. История этих животных началась практически в один момент с историей человека, но финиш её был куда более скор – то ли оттого, что люди достаточно скоро перебили всех косматых на мясо, шкуры и кости, то ли легко от жары.

В отличие от динозавров, сейчас обнаруживаемых все чаще в жарких каменистых пустынях, мамонты попадаются вмерзшими в вечную мерзлоту, до сих пор сохранившуюся в приполярной Сибири и в Северной Америке. Пролежав тысячу лет во льдах, туши мамонтов содержат в себе сохранившиеся мягкие ткани и кости, а время от времени и волосы.

И вот тут начинается чудо клонирования мамонтов, о котором ученые в первый раз заговорили действительно.

Пускай и с огромным скепсисом, но все же действительно.

Геном мамонта

Случилось это благодаря работе Уэбба Стефана и Миллера Шустера из американского Пенсильванского университета, уже известного читателю по работам, посвященным анализу всецело расшифрованных митохондриальных ДНК шерстистых мамонтов. Тогда учёные постарались разобраться, как развивалась нетривиальная история этих животных, и из-за чего американские мамонты перед собственной окончательной смертью все же выжили собственных сибирских собратьев из самой Сибири.

В собственной новой публикации в Nature Шустер и Миллер вместе с американскими и русскими сотрудниками – генетиками, зоологами и биохимиками – заявили, что

команде учёных удалось секвенировать приблизительно 70% ядерной ДНК шерстистого мамонта, и лишь неполная сохранность и время генетического материала отделяют от завершения полного цикла работ по расшифровке.

Два якута

Полученный учными неполный геном – синтетический. Главную его часть – более 2,98 миллиарда пар нуклеотидов учные прочли…

Помогли генетикам современные способы секвенирования, развивающегося семимильными шагами. Новые способы разрешают сбор полных геномов из маленьких, по нескольку десятков нуклеотидных пар, отрезков ДНК и весьма подходят для работы с вымершими животными, генетические молекулы которых за тысячи лет были повреждёнными и раздробленными на небольшие фрагменты. Выросла и скорость проведения анализа, снизилась оборудования и стоимость реактивов. Но не только технический прогресс обусловил успех современных генетиков.

Неповторимыми обнаружения мамонтов делают вовсе не сохранившиеся мягкие ткани и кости, а шерсть.

Как раз из нее ученые смогут с громадной долей уверенности извлечь генетический материал, не принадлежащий плесени и бактериям.

Прочтя 4,2 миллиарда пар нуклеотидов из бессчётных фрагментов, команда Миллера и Шустера владеет на сегодня последовательностью из 3,3 миллиардов пар уникального генома (другой «мусор» – участки ДНК вирусов, прочих организмов и бактерий). По оценкам генетиков, всего геном мамонта содержит 4,7 миллиарда комплементарных пар, что в полтора раза превышает длину человеческого генома.

Кроме этого Миллер сумел распознать пара кодирующих последовательностей, несущих ответственность за синтез неповторимых для данного вида белков животного происхождения. Но, само по себе это открытие не так принципиально важно, как детальный анализ этих белков, обнаружение их функциональности и влияние на фенотип. Но такие работы еще в первых рядах, и заниматься ими будут, возможно, уже другие эксперты.

Как будем клонировать?

Собственной обещанием и работой в недалеком будущем выдать на-гора полный геном вымершего тысячелетия назад животного Шустер изрядно подогрел широкие массы и научное сообщество. Но параллельно с данной публикацией в Nature вышли пара «отрезвляющих» статей, касающихся как самих результатов работы, так и уже крутящегося на языке слова «клонирование».

В сопровождающем статью комментарии генетик Михаэль Хофрайтер из Университета эволюционной антропологии имени Макса Планка в Лейпциге оценил работу американских генетиков, сравнив её с длящимися работами расшифровке полного генома неандертальского человека. Согласно его точке зрения, кроме того таковой «черновой» геном, может дать толчок массе более особых изучений.

Генри Николс же, авторитетный научный публицист из британского Гринвича, близко прошелся по теме клонирования ископаемого животного, собрав комментарии громадного количества различных экспертов, опыт которых потребуется на последовательных стадиях клонирования животного. Собственную публикацию автор приурочил к двухсотлетию со дня рождения Чарльза Дарвина, которую издание Nature отмечает особым циклом публикаций.

Расшифрована большая часть генома шерстистого мамонта

Цветной геном дёшево и скоро

Расшифрованы полные геномы ещё двух человек: китайца и нигерийца. Детальный анализ первых «цветных» геномов ещё в первых рядах…

Чтобы хоть какое количество-нибудь без шуток сказать о клонировании мамонта, необходимо владеть весьма точно установленным его геномом. К примеру, дабы точно иметь не более одной неточности на 10 000 пар азотистых оснований, современным способам необходимо секвенировать ДНК с 12-кратным запасом. Пригодной же для клонирования считается последовательность, прочтённая 30–40 раз.

на данный момент данный коэффициент для генома мамонта находится на уровне 0,7–0,9.

Как нетрудно додуматься, до клонирования таковой последовательности весьма и весьма на большом растоянии.

Но, от завершения данной работы ученых, по сути, отделяют лишь деньги и время. Потому a priori возможно высказать предположение, что непременно полный и точный геном шерстистого мамонта будет взят. Но на этом этапе неприятности у ученых, вознамерившихся воскресить косматого гиганта, лишь начинаются. Устраивайтесь эргономичнее.

девочки и Хромосомы

Генетические эти для клонирования должны быть представлены не просто в форме долгой цепочки ДНК – их нужно разбить на определенной длины кусочки, каковые после этого свернуть в хромосомы.

Неприятность в том, что только бог ведает, сколько хромосом было у шерстистого мамонта.

И, быть может, мы этого ни при каких обстоятельствах не определим.

Но надежда имеется – возможно принять, что хромосом у мамонта было столько же, сколько их осталось у африканского предка – слона, публикация семикратно секвенированной ДНК которого запланирована массачусетскими учеными в будущем году. Но чтобы совершить аналогии и параллели между двумя геномами, поделёнными семью с половинами миллионами лет эволюции, и сопоставить 56 слоновьих хромосом с отрезками кода ДНК мамонта, ученым нужно будет проделать титанический труд по учёту и определению всех единичных мутаций, удалений и удвоений генов, и их перестановке.

Более того, на протяжении данной трудной работы неизбежно появится неприятность Y-хромосомы, которая у всех млекопитающих характеризуется высокой повторяемостью одних и тех же участков. Разобраться, где у нее конец и начало, а где середина, весьма сложно.

Благо, мир состоит не только из мужчин – а потому эту проблему возможно . Ученые, секвенирующие геном африканского слона так и поступили, изучив женский комплект хромосом вместо мужского. Х-хромосома также не презент, но её секвенирование все же пара несложнее.

Исходя из этого первые клонированные мамонты, вероятнее, будут сплошь девочками.

Так было и в фильме «Парк Юрского периода», но в том месте люди несанкционированного размножения тварей и сделали их всех однополыми. В случае если кто не забывает фильм — не помогло.

Помимо этого, любая хромосома имеет пара маленьких, но крайне важных для работы хромосомы участков, так же характеризуемых высокой повторяемостью компонентов, именуемых центромерами. Эти участки оказывают помощь внутриклеточному молекулярному механизму манипулировать хромосомами в таких процессах, как деление клеток. Изучить центромерную последовательность, выяснить, где она начинается и где заканчивается, сейчас нереально по тем же самым обстоятельствам, из-за чего крепким орешком есть и Y-хромосома. Такой же неприятной изюминкой владеют и концевые участки хромосом – теломеры.

Но и эта неприятность может оказаться разрешимой. По крайней мере, в этом уверен Билл Эрншоу, генетик из университета Эдинбурга, продемонстрировавший совсем сравнительно не так давно работоспособность искусственно синтезированной центромеры на примере людской хромосомы.

Но кроме того по окончании того, как какими-то немыслимыми упрочнениями ученые урегулируют все вопросы с хромосомами, они столкнутся с весьма неприятным фактом — комплект хромосом нового мамонта будет иметь лишь одну версию генов, тогда как все млекопитающие, да и не только они, имеют диплоидный комплект хромосом, достающихся от обоих своих родителей. В таких условиях каждая неточность в изначально секвенированной ДНК будет иметь важное значение, поскольку компенсировать её верной версией гена, доставшейся от другого мамонта, не составит большого труда нереально.

Сделай сам

Но перед тем как рассуждать о жизнеспособности взятого так мамонта нужно синтезировать неестественную ДНК с 4,7 миллиардами нуклеотидных пар.

На сегодня самая долгая всецело синтетическая ДНК имеет около шестисот тысяч нуклеотидных пар и в собственности бактерии Mycoplasma genitalium. В случае если учесть, что новый мамонт будет иметь столько же хромосом, сколько и слон, то нетрудно подсчитать, что задача разбивается на 56 кусков длиной по 160 миллионов нуклеотидных пар в среднем. Любой таковой кусок нужно разбить на подзадачи, длиной до 8 тысяч нуклеотидов – с более долгими кусками ДНК трудиться современные методики не разрешают.

Насинтезировать большое количество маленьких отрезков ДНК – задача сейчас практически рутинная, её возможно выполнить достаточно скоро и за разумные деньги, распределив нагрузку между несколькими коммерческими компаниями.

Значительно сложнее после этого собрать хромосомы из отдельных отрезков.

В ходе таковой сборки удлиняющиеся цепочки становятся весьма нестабильными

Расшифрована большая часть генома шерстистого мамонта

Клонировать мамонта по шерстинке

Новый способ разрешил расшифровать ДНК десятка мамонтов по примерам их шерсти из музейных фондов. Расшифровке поддалась кроме того шерсть, которая уже 200

Несколько генетиков из Университета Вентера, синтезировавшая геном M. genitalium, собирала громадные куски хромосом в бактерий E.coli, каковые после этого интегрировала в «неестественные бактериальные хромосомы», полученные на базе дрожжевых хромосом. Эти хромосомы, помещенные в живую культуру дрожжей, в итоге рекомбинации дали хромосомные отрезки, которые содержат в себе целый бактериальный геном.

Вряд ли таковой подход возможно напрямую масштабировать и применить к огромному коду ДНК млекопитающего. По крайней мере, собеседники Николса высказывают скепсис по этому поводу. Но в случае если представить, что ученым все же удастся синтезировать хромосомы будущего мамонта, чуть ли в этом случае стоит рассчитывать на успех.

После этого хромосомы необходимо поместить в клеточное ядро.

Ученые сходятся во мнении, что оптимальнее по старинке брать это ядро из экстракта лягушачьей икры. Данный способ был открыт еще в 80-х годах прошлого столетия.

Позже будет нужно насобирать яйцеклеток слоних, что будет той ещё задачей, учитывая особенности долгого слоновьего цикла овуляции. После этого в яйцеклетках необходимо подменить ядра, рискуя утратить многомиллионный труд из-за несовместимости органелл – к примеру, митохондрий, без сомнений, хороших у слонов и мамонтов.

Но это все уже совсем неотёсанное теоретизирование, касающееся, среди них и соотношения размеров матки мамонтих и слоних, длительности судьбы клонированного мамонта, и необходимости тут же клонировать еще одного, нужно мальчика, пока юная мамонтиха не погибла с тоски от одиночества, и без того потом.

Сейчас мы только знаем, как выглядит приблизительно 0,7 ядерной ДНК мамонта. Подождем, в то время, когда покажется целая последовательность, и посмотрим, до чего к тому времени дойдет техника клонирования.

Ученые расшифровали геном мамонта, жившего 50 тысяч лет назад


Читать также:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: