Nem romlott el a billentyűzetem, nem véletlen a sok idézőjel, hanem csak azt próbálom jelölni, hogy nem a szó klasszikus értelmében vett "klónozásról" lesz itt szó, s így a folyamat végén nem is igazi mamutot lelünk majd.
Az egész téma azért került most elő, mert pár hete került fel az Inquiring Minds podcastjei közé egy interjú George Church-csel, a Mikulás kinézetű, néha kicsit őrült tudós attitűdű harvardi professzorral, ahol sok egyéb dolog mellett hosszan szó esik Church egyik legújabb kedvenc vesszőparipájáról, a kihalt élőlények "felélesztéséről", a deextinkcióról is.
És ellentétben a közel két évvel ezelőtti nagy vihart kavart Spiegel interjúval, amikor Church kicsit szabadjára engedve a fantáziáját meglebegtette (racionális célokat meg sem jelölve) a neandervölgyiek potenciális klónozását, ezúttal kifezetten összeszedetten érvelt nem csak amellett, hogy miért lenne kívánatos a mamut-szerű nagytestű és hidegtűrő vastagbőrű élőlények visszahozása, de egy kifejezetten racionálisnak tűnő kutatási tervet is felvázol, ami -mint az a beszélgetésből kiderül - tulajdonképpen már megvalósítás alatt van.
Ha objektíven nézzük, tulajdonképpen két módon képzelhető el a mamutok újraélesztése: a hagyományos klónozás révén (ahogy annak idején Dolly-t, a birkát is létrehozták), azaz egy mamut-tetemből elképesztően ép sejtmagot nyernek ki és azt egy ázsiai elefánt sejtmagtól megfosztott petesejtjébe ültetik. A másik pedig, hogy egy ázsiai elefánt genomját "szerkesztik" át annyira, hogy az új faj legyen az eredmény.
Első olvasatra az előbbi tűnhet egyszerűbbnek, de mint korábban utaltunk rá, nem ennyire banális a dolog. Eleve, hogy a műveletet elkezdjük, annyira ép DNS-re lenne szükségünk, ami gyakorlatilag nem létezik az eddig beazonosított fosszíliákban, ráadásul - a klónozási technológia alacsony sikerességéből kiindulva - sok száz próbálkozáson kellene keresztül menni, hogy esetleg egy kis mamutbébi megszülethessen. A sok száz próbálkozás egy elefánt esetében pedig finoman szólva sem praktikus.
A másik lehetőség, hogy egy ázsiaielefánt-genomot alakítunk át a modern genom-szerkesztési technológiákkal, hogy minél jobban hasonlítson egy mamutgenomra. Azért pont ázsiai elefántot, mert ez a faj a mamutok ma élő legközelebbi rokona, olyannyira, hogy a mamut és ázsiai elefánt közti genetikai távolság egyes felmérések szerint nem több, mint az afrikai szavannai és erdei elefántpopulációk közti távolság, és ennek megfelelően nagyobb a valószínűsége, hogy a genom-szerkesztés eredménye egy életképes embriót adna.
A nagy kérdés persze, hogy milyen genetikai változásokat akarunk eszközölni az ázsiai elefánt genomjában? Teljesen "mamutizálni" a genomot nem lenne se praktikus (technológiailag milliónyi mutációt bevinni, szinte kivitelezhetetlen), se célszerű. Utóbbi azért nem, mert a sok-sok eltérés közül, amit a mamut és elefánt genomok közt fellelhetünk, nagyon sok az egyszerű polimorfizmus, aminek igazából nincs funkciója. Célszerű lenne olyan tulajdonságokra szűkíteni (első körben mindenképpen) a listát, amelyekről tudjuk, hogy fontosak lehetnek ahhoz, hogy egy mamutszerű élőlény a sztyeppén életbenmaradhasson, s ha ez megvan megvizsgálni, hogy azon gének, melyek ezeknek a tulajdonságoknak a kialakításában fontos szerepe van, miként különböznek a kihalt és ma is élő vastagbőrűek között.
Persze az is nagy kérdés, hogy valódi klónozás hiányában hogyan vizsgálható meg mindez és ez az a pont, ahol a Church-interjú igazán izgalmassá válik. Church ugyanis nem kevesebbet állít, mint hogy már létrehoztak elefántsejtekből laboratóriumban fenntartható sejtvonalakat, és ezekbe 15 különböző mutációt be is vittek. A tervük az, hogy ezeket a sejtvonalakat ráveszik, hogy a megfelelő szövettípust hozzák létre, és azoknak a sejteknek a viselkedését figyelnék meg. Ez ésszerű és költséghatékony megoldásnak tűnik, és bizonyos esetekben szinte biztos, hogy könnyen megfogható eredményhez vezethet.
Az egyik ilyen példa (ha várakozásaim nem csalnak meg), az a hemoglobin (Hb) esete lesz. Ez a molekula a vörösvértestekben található és az oxigén szállításáért felel. De nagyon más lenne a működési optimuma, mondjuk Dél-Ázsiában (ahol az elefántok élnek) és mondjuk Szibériában, mégpedig azért, mert alacsonyabb hőmérsékleten sokkal kevésbé szereti leadni az oxigént. Ennek megfelelően a mamutok hemoglobinja, pusztán logika alapján, is különbözhetett a ma élő elefántokétól - s ezt a genetikai vizsgálatok alá is támasztják.
A molekuláris törzsfák szerint ugyanis a mamutokhoz vezető evolúciós úton olyan mutációk jelentek meg az egyik hemoglobin molekulát kódoló HBB/HBD génben, amelyek jelentősen megkönnyítik az alacsony hőmérsékleten az oxigén leadását. Amikor pár éve az elefánt és mamut Hb molekulákat in vitro rendszerekben (vagyis sejten kívül, egy csőben) hasonlították össze, akkor pont ezt is kapták. Ennek megfelelően azt várnánk, hogy ezeket a változásokat beillesztve az ázsiai elefánt genomjába, és a sejtkultúra sejtjeit rávéve arra, hogy vörösvértestekké differenciálódjanak, az így kapott sejtek alacsonyabb hőmérsékleten is képesek kell legyenek az oxigén hatékony leadására.
További jellegzetes tulajdonságok szintén a nagytestű növényevők hideghez való adaptációját segíthetik, ilyenek lennének a bőralatti zsírréteg felhalmozása, a faggyúmirigyek működése, vagy - evidens módon - a szőrzet sűrűsége és vastagsága.
Ha jól megfigyeljük, egy ázsiai elefánt sem teljesen szőrtelen, de természetesen a szőrzet ebben az esetben kb. úgy viszonyul a mamut bundájához, mint az emberi mellkasszőrzet egy csimpánz prémjéhez: a szőrszálak nem csak ritkábbak, de vékonyabbak és rövidebbek. Viszont a szőrtüsző felépítésében nem egyetlen sejttípus vesz részt, így az egyszerű sejtdifferenciálási módszer, ami a vörösvértesteknél működne, itt nem vethető be, hiszen sokkal komplexebb struktúrákat kell létrehozni laboratóriumi körülmények között.
Itt jön be a képbe az idén tragikus körülmények között elhunyt Josiki Szaszaj által kifejlesztett ún. "organoid" technológia, melynek a lényege rövide az lenne, hogy ha egy különleges gélben növesztjük és differenciáltatjuk a sejteket, akkor nagyon komplex háromdimenziós struktúrék is létrejöhetnek. Számos szövetrendszerre adaptálták már az organoidokat, így idegrendszer mellett bél- és tüdő-jellegű organoidokat is létrehoztak "lombikban" és bizony, szőrtüszőket is.
Ezt a technológiát kellene tehát alkalmazni, olyan elefánt-sejtvonalak esetében, ahol a szőrfejlődésben fontos gének mutációit visszük be.
Ha pedig ezekkel az "in vitro" módszerekkel sikerül olyan mutációkat meghatározni, amelyek az emlegetett tulajdonságok kialakítását valóban elősegíthetük, akkor ezek egy bizonyos kombinációját kell majd egyetlen sejtvonalba bevinni. A következő lépés az lesz, hogy a genom-szerkesztett sejteket rávegyék, úgy működjenek, mint egy megtermékenyített petesejt. Ez egerekben ma már szinte rutinfeladatnak számít, de persze hogy mindezt mennyire lehet majd elefántokra adaptálni, az egy nagy kérdés... Bonyolult lesz a dolog, de talán közel sem annyira lehetetlen, mint a mezei klónozás.
S hogy mi az a racionális cél, ami miatt az egészbe érdemes belevágni? Itt Church más kutatók munkájára hivatkozik, akik vehemensen érvelnek amellett, hogy az északi sztyeppék mamutokkal való benépesítése egy nagyon racionális lépés lenne, ha azt akarjuk, hogy ezeken a vidékeken a talajban fagyott formában levő szervesanyag ne bomoljon tovább és kerüljön szén-dioxid formájában a légkörbe. Az elmélet szerint ugyanis a mamutok által dominált biomok ("mamut-sztyeppék") esetében az intenzív legelés miatt vékonyabb vegetáció alakulna ki, ami a földfelszín közelében akár tíz fokkal hűvösebb hőmérsékletet eredményezne. Ez pedig bőven elegendő lenne arra, hogy a felszín alatt található permafrost réteg fagyott maradjon és a benne levő szén ne kerülhessen a légkörbe.
Ha elfogadjuk ezt az ökológiai érvelést, ha nem, az interjú alapján egy biztos: Church eltökéltnek tűnik abban, hogy szőrös és hidegtűrő elefántokat hozzon létre, s ha csak ennek nincs valami, előre nem látott biológiai akadálya, csak idő kérdése, hogy sikerüljön neki. S hogy majd ezeket az állatokat mamutoknak fogjuk-e tekinteni vagy nevezni, az meg maradjon egyelőre a jövő kédése.
A deextinkciós rész az alább beszúrt podcastben valahol 26:47 körül kezdődik (a másik téma is nagyon érdekes, de az egyértelműen egy külön posztot érdemel majd egyszer). A Church-elefánt duó képe a BusinessInsider cikkéből származik.
Campbell KL, Roberts JE, Watson LN, Stetefeld J, Sloan AM, et al. (2010) Substitutions in woolly mammoth hemoglobin confer biochemical properties adaptive for cold tolerance. Nat Genet 42(6): 536-40.
Lindner G, Horland R, Wagner I, Ataç B, Lauster R (2011) De novo formation and ultra-structural characterization of a fiber-producing human hair follicle equivalent in vitro. J Biotechnol 152(3): 108-12.
