0 просмотров

Новости

Содержание

Дикие слоны в Таиланде. Правообладатель иллюстрации Shutterstock.

Герой новостей

Впервые генетик Джордж Черч посетил Сибирь в первое лето, когда таяла вечная мерзлота.

Вечная мерзлота по своей природе должна оставаться мерзлой круглый год, но в качестве маркера надвигающегося изменения климата в 2018 году верхний слой почвы оттаял и больше не промерзал. Микробы начали поедать углерод, запертый во льду, и выпустили его в воздух в виде газообразного метана. Черч наблюдал, как товарищ по команде зажег спичку и поджег газовый очаг, зависший над размягчающейся трясиной, в которой они стояли.

Статья в тему:  Какие места будут в безопасности от глобального потепления

«Это был зловещий знак, — вспоминал Черч. Сегодня, по его словам, тающая вечная мерзлота выбрасывает метан «с угрожающей скоростью», учитывая, что этот газ «в 30 раз сильнее, чем углекислый газ, способствует глобальному потеплению».

Это зрелище укрепило решимость Черча бороться с изменением климата, гарантируя, что вечная мерзлота в мире останется замороженной, удерживая ее, по оценкам, 1,4 триллиона тонн накопленного углерода — в два с половиной раза больше, чем гавани тропических лесов Амазонки — надежно спрятаны.

Его план для этого: генетически модифицировать группу слонов, чтобы они процветали в холоде, и переместить их на север, чтобы их повседневная деятельность способствовала сохранению и восстановлению арктической среды.

Новости Гарвардской медицины поговорил с Черчем об этом необычном подходе к смягчению последствий изменения климата и о последних разработках в его лаборатории. Черч является профессором генетики Роберта Уинтропа в Институте Блаватника Гарвардской медицинской школы и одним из основателей Института биологической инженерии Висса в Гарвардском университете.

Новости ХМ: Было много заголовков о воскрешении мамонтов для заселения и изменения арктической тундры. Что именно вы делаете?

Церковь: Люди склонны использовать сокращение, говоря, что мы возрождаем мамонтов: возвращаем их к жизни после того, как последний из них умер около 4000 лет назад. Не были. По крайней мере, не в ближайшем будущем. Мы пытаемся вымереть гены. На самом деле это уже сделано с двумя генами, которые придают организмам холодоустойчивые свойства. Идея состоит в том, чтобы безопасно ввести эти и другие гены в современных слонов, чтобы слоны могли комфортно жить в арктической среде и восстанавливать ее.

Статья в тему:  Почему глобальное потепление увеличит осаждение азота

Новости ХМ: Зачем манипулировать геномами слонов?

Церковь: Основные причины связаны с биоразнообразием и смягчением последствий изменения климата.

Нам часто задают вопрос: зачем прекращать существование того, что уже имело шанс; почему бы вам не сосредоточиться на исчезающих видах и не спасти их от вымирания? Ну, это именно то, что мы делаем. Мы имеем дело не с мамонтами, а с современными исчезающими видами.

Все виды слонов находятся под угрозой исчезновения. Мы пытаемся дать им новые земли в Арктике, которые находятся далеко от людей, которые являются главными виновниками вымирания. Мы пытаемся вылечить вирус герпеса, характерный для азиатских слонов, который может быть смертельным, особенно для молодых слонов. Мы пытаемся разработать инструменты, которые могут быть полезны для других исчезающих видов, над которыми могут заинтересоваться другие команды.

Два в одном заключается в том, что слоны не только получат новую родину, но их родина отчаянно нуждается в восстановлении окружающей среды, и они могут помочь.Перемещение генетически адаптированных слонов в Арктику дает возможность изолировать или удалить из атмосферы значительное количество углерода и предотвратить утечку большего количества углерода.

Понимание того, как это может работать, требует соединения нескольких точек. Слоны сбивают деревья, срезая кору, которая поглощает солнечный свет и нагревает землю. Расчистка части древесного покрова позволяет животным ходить по новым участкам и утрамбовывать там снег, способствуя замерзанию вечной мерзлоты. В противном случае снег образует пушистый изолирующий слой, удерживающий верхний слой почвы в тепле.

Статья в тему:  Как остановить глобальное потепление

По сути, идея состоит в том, что нам нужно превратить часть деревьев в Арктике обратно в траву, и слоны — единственные живые крупные травоядные, которые это сделают. Они делают это быстро и легко, и им это нравится. Таким образом, генетически адаптированный гибрид слона и мамонта может оказаться хорошим представителем вида для экологической роли, которую раньше играл шерстистый мамонт.

Это похожая амбициозная, инженерно-ориентированная командная цель, которую поставил президент Кеннеди, когда заявил, что мы отправим человека на Луну в течение десяти лет.

— проф. Джордж Черч

Новости ХМ: Зачем выкапывать гены из прошлого?

Церковь: Мы пытаемся собрать генетическое разнообразие. Мы знаем, что разнообразие полезно для выживания в меняющейся или новой среде, и мы лучше выявляем и собираем гены, важные для данного признака — в данном случае холодоустойчивости и устойчивости к вирусам.

Мы больше не ограничены поиском полезных генов в одном стаде слонов или даже в глобальной популяции слонов; теперь мы можем путешествовать по всему миру, даже к далеким видам, и вернуться во времени на 1 миллион лет, чтобы обнаружить и получить эти гены. ДНК, которую мамонты оставили в своих костях, может дать нам генетический код таких признаков, как теплая пушистая шерсть и густой подкожный жир.

Новости ХМ: Как вы решаете этические вопросы, возникающие в связи с такой работой?

Церковь: Большинство проектов, над которыми я работал в своей карьере, — например, обнародование и конфиденциальность личных геномов, разработка устройств, печатающих синтетическую ДНК, генные приводы, уничтожающие малярийных паразитов у комаров, — требуют широкого общественного участия. Проблема не всегда в том, чтобы привлечь ученых; это вовлекает общественность. Люди сосредоточены на том, как поставить еду на стол и дать образование своим детям. Новейшая передовая научная вещь не всегда воспринимается как важная.

Статья в тему:  Объясните, как улавливание углерода снижает глобальное потепление.

Для начала моя исследовательская группа работала с генетиком HMS Тингом Ву в рамках образовательного проекта по личной генетике, чтобы проинформировать сотрудников Конгресса, которые затем доводят информацию до своих избирателей. Мы работаем с писателями, которые своими рассказами доходят до миллионов людей, и история с арктическим слоном находит отклик особенно хорошо. Мы обращаемся к представителям ключевых групп населения, в том числе к представителям коренных народов, арктическим фермерским сообществам, другим отраслям и правительствам. Мы будем взаимодействовать со всеми, кто хочет участвовать, независимо от того, положительно они или отрицательно относятся к работе.

Новости ХМ: Вы стали соучредителем Colossal Biosciences, частной компании, занимающейся разработкой генетических технологий для возрождения вымирания и восстановления экосистем. Каково ваше отношение к этому?

Церковь: Я являюсь научным соучредителем Colossal, но не занимаю там руководящей должности. Компания финансирует работу моей лаборатории по созданию гибрида слона и мамонта в рамках спонсируемого исследовательского соглашения с Гарвардом. Это довольно открытое исследование, которое мы бы провели в любом случае, если бы у нас были на него деньги — на самом деле, мы уже выполняли часть работы за счет скудно финансируемого или волонтерского труда. Теперь, когда Colossal выделил на это некоторое финансирование, эта работа в моей лаборатории стала гораздо более согласованным и определенным проектом, которым мы будем заниматься в течение следующих нескольких лет.

Статья в тему:  Почему человечество не беспокоится о глобальном потеплении

Новости ХМ: Хотя финансирование проекта возрождения генов и адаптации слонов не поступает от каких-либо государственных или медицинских учреждений, таких как Национальный институт здоровья, вы, конечно же, работаете в медицинской школе. Имеет ли это исследование какое-либо отношение к здоровью человека?

Церковь: Определенно. Прежде всего, изменение климата само по себе является проблемой здоровья человека. Предотвращение дальнейшего потепления или обращение вспять уже нанесенного ущерба за счет секвестрации углерода защитит человеческие жизни и экосистемы.

Побочными продуктами Колоссальных усилий станут технологии из моей лаборатории с дополнительным потенциалом значительного воздействия на здоровье человека. Кое-что из того, что мы делаем с репродуктивной медициной у слонов, например создание гамет и поиск способов справиться с преждевременными родами, может открыть путь к различным вспомогательным репродуктивным технологиям у людей, делая эти процедуры более безопасными для всех видов случаев.

Медицина человека и медицина животных могут многому научиться друг у друга. В прошлом мы видели, что большая часть нашей работы по чтению и записи ДНК и разработке медицинской диагностики и терапии напрямую применима к ветеринарным усилиям.

Новости ХМ: Как базовые исследования, основанные на любопытстве, стимулируют это стремление?

Церковь: Наша лаборатория занимается фундаментальной инженерией и немного фундаментальной наукой, и мы сильно зависим от фундаментальной науки от наших близких коллег. Примером такой «чистой» науки было открытие семейства повторяющихся последовательностей генов, которое теперь называется CRISPR. Сначала это выглядело просто как набор «мусорной ДНК», а теперь это произвело революцию в нашей способности редактировать гены для медицинских и промышленных целей. Геномное секвенирование многих видов позвоночных, в том числе вымерших видов, было фундаментальной наукой без какой-либо конкретной цели, и это было очень ценно.

Статья в тему:  Как снижение преступности может способствовать глобальному потеплению.

Новости ХМ: На какой части проекта «слон-мамонт» сейчас сосредоточена ваша лаборатория?

Церковь: Мы пытаемся эффективно идентифицировать и тестировать гены, которые обеспечат адаптацию к арктическим условиям. Мы разрабатываем методы мультиплексного редактирования — возможность одновременного внесения тысяч генетических и эпигенетических изменений. Это позволяет нам превращать клетки взрослого слона в плюрипотентные стволовые клетки, вносить изменения и быстро созревать клетки обратно в ткани, подобные взрослым, в течение от четырех дней до пары недель, поэтому мы можем затем изучать интересующие нас гены в виде партии. . Скорость и объем важны, потому что введение одного изменения и ожидание полного созревания эмбриона слона займет 22 месяца. За то время, которое потребуется для изучения каждого кандидата в гены таким образом, климатический кризис либо разрешится каким-то другим методом, либо вызовет общественный коллапс.

Наш рекорд по мультиплексному редактированию в целом сейчас составляет 22 000 правок за несколько дней. Количество правок, которые нам нужно будет внести в слона, пока не ясно. Их может быть всего 40 — это количество изменений, которые мы внесли в геном свиньи, чтобы облегчить пересадку органов человеку, и, вероятно, не больше 500 000 — это количество фиксированных генетических различий между мамонтами и слонами. .

Мы также развиваем науку в области методов перепрограммирования для выращивания здоровых гамет и продвижения безопасного экстракорпорального оплодотворения и развития эмбрионов, чтобы, когда исследование будет готово к развертыванию, слоны могли успешно вынашивать генетически модифицированное потомство. Потому что мы не хотим препятствовать воспроизводству исчезающих видов.

Статья в тему:  Насколько фермерское хозяйство способствует глобальному потеплению

Новости ХМ: Какие шаги остались?

Церковь: Крупнейшими из них являются мультиплексное редактирование, а также ускоренное и обычное развитие in vitro. Для начального тестирования вам нужна ускоренная разработка. Для полного тестирования и, в конечном счете, для рождения телят вам необходимо развитие с нормальной скоростью.

Готовимся к дальнейшим действиям: разрабатываются стратегии в отношении того, где должны находиться слоны, как направить их от мест, где живут люди, к местам, где они могут внести свой вклад в снижение углеродного риска, и какие должны быть соответствующие ландшафты и флора. быть, включая определенные цветущие растения, которые они любят есть. Эти поведенческие и геополитические реалии могут занять больше времени, чем само проектирование.

Люди со сложными инструментами моделирования хотят участвовать. Лучше выяснить сейчас с хорошей моделью, есть ли проблема, чем через шесть лет. Запасы углерода варьируются от места к месту в Арктике, и может потребоваться рассредоточение слонов по небольшой части из ее 20 миллионов квадратных километров в точно определенных районах, чтобы добиться желаемого воздействия на климат.

Новости ХМ: Colossal заявляет, что стремится создать экологическую копию мамонта в течение пяти-шести лет. Это кажется реалистичным? Какой график вы себе представляете?

Церковь: Шестилетняя оценка рождения слоненка, адаптированного к Арктике, является идеальным сценарием, основанным на рассмотрении в обратном направлении от 22-месячного периода беременности, предполагая еще два года для получения успешных эмбрионов ЭКО у мышей и два года между ними для « отладка» системы обеспечения здорового развития плода слона. Это предполагает, что все идет гладко, что обычно не происходит.

Статья в тему:  Как Тесла влияет на глобальное потепление

Раньше я предсказывал, что выход на финальный этап займет очень много времени, может быть, десятилетия, потому что у нас не было сколько-нибудь заметного финансирования, а оно зависит от финансирования. Сегодня я думаю, что шесть лет — это хорошая цель, к которой нужно стремиться, но это не обещание. Это похожая амбициозная, инженерно-ориентированная командная цель, которую поставил президент Кеннеди, когда заявил, что мы отправим человека на Луну в течение десяти лет. Научные задачи этого проекта значительны, но в конечном счете преодолимы. Биоэтические аспекты имеют первостепенное значение.Казнь, несомненно, будет сложной. Тем не менее, мы обязаны попытаться сделать это перед наукой, человечеством, другими видами и нашей планетой.

Это интервью было отредактировано из соображений длины и ясности.

Пресс-контакт

Гарвард по связям с общественностью и коммуникациям
Эл. адрес

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
Adblock
detector