Melden Sie sich für den Wissenschaftsnewsletter „Wonder Theory“ von CNN an. Entdecken Sie das Universum mit Neuigkeiten über faszinierende Entdeckungen, wissenschaftliche Fortschritte und mehr.
Ein mutiger Plan, eine Version des Wollhaarmammuts, des Eiszeitriesen mit Stoßzähnen, der vor 4.000 Jahren verschwand, gentechnisch zu verändern, macht nach Angaben der beteiligten Wissenschaftler einige Fortschritte.
Das langfristige Ziel besteht darin, einen lebenden, wandelnden Elefanten-Mammut-Hybriden zu schaffen, der optisch nicht von seinem ausgestorbenen Vorläufer zu unterscheiden ist und – wenn er in ausreichender Zahl in seinem natürlichen Lebensraum freigelassen wird – möglicherweise zur Wiederherstellung des fragilen Ökosystems der arktischen Tundra beitragen könnte.
Die Wiederbelebung ausgestorbener Arten ist seit mehr als einem Jahrzehnt ein Lieblingsprojekt des Genetikers George Church von der Harvard University. Der Plan gewann im Februar 2021 an Bedeutung, als Church gemeinsam mit dem Unternehmer Ben Lamm das in Dallas ansässige Unternehmen Colossal Biosciences gründete und später im selben Jahr eine Geldspritze und damit einhergehendes Aufsehen erregte.
Viele herausfordernde Aufgaben, wie die Entwicklung einer künstlichen Gebärmutter, in der ein Elefantenbaby gebären kann, bleiben bestehen. Aber Colossal Biosciences sagte am Mittwoch, es habe einen „bedeutsamen Schritt“ nach vorne gemacht.
Church und Eriona Hysolli, Leiterin der Biowissenschaften bei Colossal, enthüllten, dass sie zum ersten Mal Zellen eines Asiatischen Elefanten, dem nächsten lebenden Verwandten des Mammuts, in einen embryonalen Zustand umprogrammiert hatten Stammzellen wurden aus Elefantenzellen gewonnen. Das Team plant, die Arbeit in einer wissenschaftlichen Zeitschrift zu veröffentlichen, die Forschung wurde jedoch noch keinem Peer-Review unterzogen.
Diese veränderten Zellen, sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen oder iPSCs, können im Labor weiter dazu gebracht werden, zu jeder Art von Elefantenzelle heranzuwachsen – ein wichtiges Werkzeug, da die Forscher die zahlreichen genetischen Veränderungen, die sie vornehmen müssen, modellieren, testen und verfeinern Geben Sie einem Asiatischen Elefanten die genetischen Merkmale, die er zum Überleben in der Arktis benötigt. Dazu gehören ein wolliges Fell, eine isolierende Fettschicht und kleinere Ohren.
„Das Schöne an den Zellen ist, dass sie sich potenziell unbegrenzt erneuern und in jeden Zelltyp des Körpers differenzieren können“, sagte Hysolli, der leitende Wissenschaftler des Unternehmens an dem Mammutprojekt.
Die Stammzellen werden es Naturschutzwissenschaftlern auch erleichtern, die einzigartige Biologie des Asiatischen Elefanten zu untersuchen. Aufgrund ihrer Größe sind die Lebewesen einzigartig resistent gegen Krebs – aus Gründen, die nicht genau geklärt sind. Ein Haupthindernis für das Team bei der Herstellung der Elefantenzelllinien bestand darin, Gene zu hemmen, von denen angenommen wird, dass sie Krebsresistenz verleihen.
Von Colossal entwickelte Zellforschungstechniken haben einen neuen Weg zur Rettung des gefährdeten Elefanten eröffnet, sagte Oliver Ryder, Direktor für Naturschutzgenetik bei der San Diego Zoo Wildlife Alliance.
„Die Absicht, iPSCs aus Elefanten herzustellen, besteht schon seit Jahren. Es war schwierig, das zu erreichen“, sagte Ryder, der nicht an der Forschung beteiligt war. „Die Auswirkungen auf den Naturschutz werden im Bereich der genetischen Rettung und der assistierten Reproduktion liegen“, fügte er hinzu.
Aus offensichtlichen Gründen ist es schwierig, natürlich vorkommende Elefantenembryonen zu untersuchen. Die Stammzellen würden es Wissenschaftlern ermöglichen, Modellelefantenembryonen zu erzeugen, die Aufschluss darüber geben, wie sich ein Elefant zu einem Fötus entwickelt – ein „sehr wertvoller Vermögenswert“, sagte Ryder.
Entwicklung eines Wollmammut-Hybriden
Die Stammzellen des Elefanten sind auch der Schlüssel zur Wiedergeburt des Mammuts. Sobald die Zellen des Elefanten so bearbeitet wurden, dass sie mammutähnliche genetische Merkmale aufweisen, könnten sie zur Herstellung von Eiern und Spermien sowie einem Embryo verwendet werden, der in eine Art künstliche Gebärmutter implantiert werden könnte. Allerdings wird das jahrelange Arbeit erfordern.
Eine Initiale gegeben Nach Ablauf der von Colossal gesetzten Frist von sechs Jahren plant das Team, zunächst bestehende Klontechniken anzuwenden, die denen von 1996 ähneln, um das Schaf Dolly zu erschaffen, indem genetisch veränderte Zellen in eine Spenderei eingefügt werden, die von einer Elefanten-Ersatzmutter gezeugt wird. Doch obwohl es diese Technologie schon seit einiger Zeit gibt, sind die Ergebnisse ein Zufall. Und viele fragen sich, ob die Verwendung ethisch vertretbar ist gefährdete Tiere als Ersatztiere angesichts der Wahrscheinlichkeit fehlgeschlagener Versuche.
„Ich denke, der erste künstlich hergestellte Elefant wird der wichtigste Meilenstein sein, und das könnte mit Bens (Lamms) Vorhersage von sechs Jahren ab 2021 übereinstimmen“, sagte Church. „Das Zweite, was uns glücklich machen wird, ist, dass wir eines haben, das wirklich kältebeständig ist. Die dritte Frage wird sein, ob wir es auf eine skalierbare Weise tun können, die keine Stellvertreter erfordert. Das ist eine unbekannte Entfernung“, sagte Church.
Das Forschungsteam von Colossal hat bereits die Genome von 53 Wollmammuts anhand alter DNA analysiert, die aus Fossilien gewonnen wurde. Die vielfältigen Exemplare von Tieren, die in der Vergangenheit zu verschiedenen Zeitpunkten an verschiedenen Orten lebten, halfen den Wissenschaftlern, genau zu verstehen, welche Gene ein Mammut einzigartig machen.
„Wir haben einen langen Weg zurückgelegt. Die DNA-Qualität von Mammuts ist fast so gut wie die von Elefanten und beide sind fast so gut wie (von) Menschen gewonnene DNA“, sagte Church.
Church und Hysolli sagten nicht genau, wie viele genetische Veränderungen sie voraussichtlich an der DNA des asiatischen Elefanten vornehmen werden, um eine Kreatur zu schaffen, die einem Mammut ähnelt und arktischen Temperaturen standhalten kann. Die Genetiker wollen außerdem ein Mammut ohne Stoßzähne erschaffen, damit die Tiere nicht Wilderern zum Opfer fallen.
Church, der an der Spitze der Arbeit zur genetischen Veränderung von Schweinen mit Organen steht, die mit dem menschlichen Körper für Transplantationen kompatibel sind, sagte, es sei möglich, 69 Änderungen gleichzeitig an Schweinen vorzunehmen. Die Anzahl der notwendigen Modifikationen, um einen Asiatischen Elefanten kälteresistent zu machen, sei im Großen und Ganzen ähnlich, sagte er.
Die mögliche Rolle auferstandener Mammuts
Colossal behauptet seit langem, dass Mammuts, sollten sie in ausreichender Zahl in die Graslandschaften der nördlichsten Gebiete des Planeten zurückkehren, dazu beitragen würden, das Auftauen des Permafrosts zu verlangsamen.
Einige Wissenschaftler glauben, dass Weidetiere wie Mammuts, Pferde und Bisons vor ihrem Aussterben dafür sorgten, dass die Erde darunter gefroren blieb, indem sie das Gras niedertrampelten, Bäume umwarfen und Schnee verdichteten.
Eine kleine, im Jahr 2020 in Sibirien veröffentlichte Studie legte nahe, dass die Anwesenheit großer Säugetiere wie Pferde, Bisons, Yaks und Rentiere zu niedrigeren Bodentemperaturen in dem Schutzgebiet, in dem sie gehalten wurden, im Vergleich zu Land außerhalb dieser Grenze führte. Allerdings sei es schwer vorstellbar, dass Herden kälteangepasster Elefanten einen erheblichen Einfluss auf eine Region hätten, die sich schneller erwärmt als irgendwo sonst auf der Welt, sagen andere Experten.
Colossal kündigte außerdem Pläne an, den Tasmanischen Tiger im Jahr 2022 und den Dodo im Jahr 2023 wiederzubeleben, doch die Arbeit am Mammut dauerte schon am längsten.
Für weitere CNN-Nachrichten und Newsletter erstellen Sie ein Konto bei CNN.com