شرکت Colossal Biosciences اعلام کرده که یکی از بزرگترین موانع برای بازگرداندن پرنده دودو از انقراض را پشت سر گذاشته است. دودو پرندهای بزرگ، بدون توانایی پرواز، بومی جزیره موریس بود که بهخاطر بدن گرد، پاهای محکم، رفتار آرام در برابر انسان، شهرتی اسطورهای پیدا کرد.
تیم پژوهشی گزارش داده که اکنون توانسته سلولهای تولیدمثلی کبوتر را رشد دهد و مرغهایی با ژنهای اصلاحشده را برای میزبانی این سلولها آماده کند. هدف این است که در بازه زمانی پنج تا هفت سال آینده اولین گروهها در طبیعت رهاسازی شوند.
مقیاس پروژه قابل توجه است. طرح کلی بر ایجاد جمعیت سالم و پایدار از دودوهای جدید تمرکز دارد تا اشتباهاتی که گونه اصلی را منقرض کرد تکرار نشود.
چگونه بازگشت دودو ممکن میشود
این پروژه زیر نظر دکتر آنا کیت از Colossal Biosciences انجام میشود. تمرکز اصلی او بر مهندسی ژنوم پرندگان و فناوریهای تولیدمثل است.
دانشمندان روند احیا را با سلولهای بنیادی زایشی آغاز کردهاند؛ سلولهایی که در مراحل اولیه جنینی شکل میگیرند و زمینهساز تولید اسپرم یا تخمک هستند. این سلولها قابل جمعآوری و تکثیر در آزمایشگاهاند. در پرندگان، این سلولها را میتوان به جنین میزبان منتقل کرد تا آن جانور در آینده اسپرم یا تخمک دهنده را بسازد.
در ادامه مهندسان ژنتیک DNA را ویرایش میکنند تا ویژگیهای فیزیکی دودو از جمله شکل بدن، فرم سر و سایر خصیصههای ظاهری – آنچه زیستشناسان فنوتیپ مینامند – در نسل بعد شکل بگیرد. کبوتر نیکوبار بهعنوان نزدیکترین گونه زنده به دودو، الگوی اصلی این فرایند است.
مرغها نقش میزبان جایگزین را بازی میکنند؛ جانوری که سلولهای تولیدمثلی گونه دیگر را در بدن خود حمل میکند. Colossal اعلام کرده که مرغهایی مهندسی کرده که سلولهای زایشی کبوتر را میپذیرند و آن را به نسل بعد انتقال میدهند.
چرا از شبیهسازی استفاده نمیشود؟
شبیهسازی پرندگان عملی نیست چون جنینها داخل پوستههای سخت تخم رشد میکنند و دسترسی به آنها دشوار است. به همین دلیل انتقال سلولهای زایشی در کنار ویرایش ژن CRISPR بهترین راه برای ایجاد فرزندان با ویژگیهای دودو است.
ارتباط ژنتیکی کبوتر نیکوبار با دودو این فرایند را سادهتر میکند، زیرا میتوان نقاط ژنی خاص را بهطور دقیق ویرایش کرد تا جوجهای با ظاهر دودو از تخم خارج شود نه با ظاهر یک کبوتر معمولی.
دادههای جدید چه میگویند
در مطالعهای جدید توضیح داده شده که چگونه پژوهشگران سلولهای تولیدمثلی کبوتر را برای ماهها در حال تقسیم نگه داشتند. سپس نشان دادند که این سلولها قادرند به بافتهای تولیدمثلی در جنینهای کبوتر یا مرغ مهاجرت کنند.
تیم تحقیقاتی دستورالعملی معرفی کرده که در آن نسبت انسولین تنظیم شده، عوامل رشد مانند IGF و EGF اضافه شده، همچنین سیگنالهایی که سلولها را به بلوغ زودرس سوق میدهد محدود شده است.
نقش گیرنده اسید رتینوییک
یکی از یافتهها روی یک گیرنده مهم با نام گیرنده اسید رتینوییک متمرکز بود؛ پروتئینی که هنگام دریافت مشتقات ویتامین A ژنها را فعال میکند. مسدود کردن این گیرنده، در حالی که همچنان ویتامین A برای نیازهای دیگر سلول فراهم بود، باعث شد سلولها بدون از دستدادن هویت خود به تقسیم ادامه دهند.
افزودن مقدار کمی از فاکتور رشد پلیوتروفین نیز به افزایش سرعت رشد کمک کرد. در این حالت، سلولها با زمان دوبرابر شدن حدود ۳۵ ساعت تکثیر شدند.
هویت سلولها با بررسی نشانگرهای تخصصی سلولهای زایشی تأیید شد. سپس سلولهای علامتگذاریشده به جنینها تزریق شدند تا مسیر مهاجرت آنها به بیضه یا تخمدان ردیابی شود.
اهمیت این دستورالعمل در این است که انواع پرندگان از نظر سیگنالدهی سلولی تفاوتهای زیادی دارند. فرمول مناسب برای مرغها در مورد کبوترها مؤثر نبود، به همین دلیل تکتک اجزا تنظیم شد.
امیدها، چالشها و نقش موریس
براساس برآوردها، اولین رهاسازیها ممکن است بهجای چند دهه تنها در پنج تا هفت سال آینده انجام شوند. گزارشهایی نیز نشان میدهد که تیمهای تحقیقاتی در حال شناسایی مناطق عاری از موش در جزیره موریس هستند تا دودوهای جدید در امنیت رهاسازی شوند.
دانشمندان شرکت تأکید میکنند که روند بازگشت باید مرحلهبهمرحله باشد. پایش اکولوژیکی و مکانیسمهای بازدارنده باید تضمین کند که در صورت بروز هرگونه آسیب، عملیات فوراً متوقف شود.
اسناد تاریخی نشان میدهند آخرین مشاهده قطعی دودو به سال ۱۶۶۲ برمیگردد. شکار گسترده و ورود حیوانات مهاجم که لانههای زمینی دودو را غارت میکردند، دلایل اصلی انقراض آن بودند.
موریس امروز مناطق حفاظتشده دارد، اما شکارچیان و گونههای مهاجم همچنان تهدیدی جدی محسوب میشوند. هرگونه بازگشت باید با اقدامات قوی زیستمحیطی همراه باشد تا موشها و سایر مهاجمان نتوانند از جمعیت جدید سوءاستفاده کنند.
چه چیزی یک دودو را تعریف میکند؟
برخی پژوهشگران پیشرفت فعلی را تحسین میکنند اما نسبت به اغراق هشدار میدهند. یکی از آنها این مرحله را «پیشرفتی چشمگیر» توصیف کرد، اما پرسید آیا پرندههای آینده واقعاً دودو خواهند بود یا کبوترهایی مهندسیشده.
این بحث به ساختار ژنومی برمیگردد. یعنی شبکهای پیچیده از ژنها، تنظیمکنندهها، تعاملات و مسیرهای زیستی که یک موجود زنده را شکل میدهد. بازسازی ویژگیها بدون بازسازی ژنوم کامل دودو پرسشهایی درباره مرزهای علمی ایجاد میکند.
گروهی دیگر نگرانیهای اخلاقی مطرح میکنند. آنها میگویند اگر مردم تصور کنند گونههای منقرضشده قابل بازسازیاند، ممکن است توجه خود را از حفاظت زیستگاههای فعلی که صدها گونه به آن وابستهاند کاهش دهند.
چرا این فناوری میتواند به پرندگان زنده کمک کند
ژنتیک پرندگان نسبت به پستانداران عقب مانده چون تخمهای پرندگان ماتاند و دستکاری جنین دشوارتر است.
توانایی کشت پایدار سلولهای زایشی راه را برای بانکهای زیستی باز میکند؛ ذخیرهسازی بلندمدت سلولهای زنده برای نجات گونههای در معرض خطر.
این ابزار میتواند اصلاح ژرملاین را نیز ممکن سازد؛ یعنی بازگرداندن تنوع ژنتیکی از دسترفته در جمعیتهای کوچک. این کار میتواند به نجات گونههایی مانند کبوترها و قمریهای جزیرهای کمک کند که امروز رو به کاهشاند نه فقط یک پرنده افسانهای منقرضشده.
البته نجات ژنتیکی جایگزین حفاظت از زیستگاه یا کنترل گونههای مهاجم نیست. بلکه ابزاری کمکی است برای زمانی که تولیدمثل طبیعی قادر به بازسازی تنوع سالم نیست.
تنوع ژنتیکی برای بقای بلندمدت ضروری است چون هرچه دامنه تفاوتهای DNA در جمعیت گستردهتر باشد، آسیبپذیری در برابر بیماریها یا رویدادهای شدید کمتر خواهد بود.
در نهایت، هرگونه طرح حفاظتی باید با مشارکت جوامع محلی اجرا شود. اعتماد مردم به اندازه فناوری مهم است، بهویژه زمانی که یک گونه پس از قرنها دوباره به زیستگاه برمیگردد.
این مطالعه در bioRxiv منتشر شده است.
اگر این خبر علمی برای شما جذاب بود، دیدگاه خود را کامنت کنید یا آن را با دوستان علاقهمند به دنیای ژنتیک به اشتراک بگذارید.
