Девять шагов к возвращению вымершего сумчатого волка Австралии

Возвращение вымерших животных к жизни больше не научная фантастика, а быстро становящаяся реальностью научная цель. Исследования по возрождению ключевых видов ведутся по всему миру с использованием современных достижений в секвенировании и редактировании ДНК, а также репродуктивных технологиях.

Наше исследование сосредоточено на сумчатом волке, или тасманийском тигре, который является одним из лучших кандидатов на восстановление (де-экстинкцию).

История сумчатого волка печальна. Он был широко распространён по всей Австралии, пока не вымер на материке около 3000 лет назад, но сохранился на Тасмании. Однако уникальное животное было истреблено европейскими поселенцами, считавшими его угрозой для овцеводства. Последняя известная особь умерла в неволе в 1936 году.

Сумчатый волк был полностью уникален среди современных ему сумчатых. Он имел культовый волко- или собакообразный вид, часто описываемый как «длинная собака с полосами», с длинным жёстким хвостом и крупной головой. Взрослая особь могла достигать 180 см от носа до кончика хвоста и 58 см в высоту. Его толстые чёрные полосы тянулись от плеч до основания хвоста.

Как и динго, сумчатый волк был очень тихим животным. Он был известен как единственный сумчатый хищник высшего порядка (apex predator) Австралии. Современные хищники высшего порядка, такие как гребнистые крокодилы и динго, играют крайне важную роль в пищевой цепи и часто стабилизируют экосистемы. Появление смертельной лицевой опухоли тасманийского дьявола — наглядный пример того, что происходит в экосистеме, когда больные животные больше не становятся добычей и не удаляются из популяции. Сумчатые волки могли бы помочь контролировать распространение этой болезни и предотвратить нынешнее почти полное вымирание тасманийского дьявола.

Как проходит процесс восстановления вида?

Современная среда обитания в Тасмании осталась относительно неизменной, что делает её идеальной для реинтродукции сумчатого волка, позволяя ему снова занять свою экологическую нишу.

Крупное филантропическое пожертвование обеспечило 10 лет финансирования для создания лаборатории TIGRR (Thylacine Integrated Genomic Restoration Research lab), целью которой является разработка новых технологий для сохранения и восстановления сумчатых.

Хотя об этике де-экстинкции нужно вести широкую дискуссию, достижения в науке о сумчатых уже сейчас приносят пользу для сохранения видов. Наша работа приведёт к столь необходимым технологическим прорывам, включая разработку методов создания стволовых клеток сумчатых для криоконсервации (биобанкинга) видового разнообразия и защиты от потери видов из-за таких событий, как недавние разрушительные лесные пожары в Австралии.

Разработка технологий редактирования генов позволит решать такие проблемы, как придание уязвимым видам сумчатых устойчивости к яду жабы-аги. Работа над клонированием сумчатых, а также ростом и развитием эмбрионов может помочь программам разведения и стратегиям управления видами.

Конкретный процесс восстановления сумчатого волка состоит из девяти ключевых шагов.

ШАГ 1:

Этот шаг завершён. Мы опубликовали геном сумчатого волка — полный генетический чертёж или набор инструкций по его «сборке». Это важнейший первый шаг любого проекта де-экстинкции, и его успех полностью зависит от качества и точности этого генома. На сегодняшний день геном сумчатого волка является геномом вымершего вида самого высокого качества (да, включая шерстистого мамонта и додо). Однако этот ресурс можно улучшить, используя новые технологии секвенирования.

ШАГ 2:

Этот шаг также завершён командой. Мы получили последовательности геномов нескольких ближайших родственников сумчатого волка, включая толстохвостую сумчатую мышь (даннарта). Вид с наиболее похожей ДНК предоставит живые клетки и геном-шаблон, который затем можно будет отредактировать, чтобы превратить его в геном сумчатого волка.

ШАГ 3:

Это крупный биоинформатический (вычислительный) проект по сравнению геномов сумчатых для выявления всех различий, которые потенциально необходимо будет внести в геном хозяина для создания «сумчатоволчьей» клетки. В настоящее время это основная задача новой лаборатории TIGRR.

ШАГ 4:

Этот шаг сейчас в разработке в лаборатории TIGRR и при поддержке Австралийского исследовательского совета. Мы получили стволовые клетки от нашего модельного вида сумчатых — толстохвостого даннарта. На их основе будут отработаны многие методы, необходимые для восстановления сумчатого волка. В рамках TIGRR будут установлены методы, работающие для всех сумчатых. Этот инструмент позволит эффективно сохранять в биобанках разнообразие популяций сумчатых, находящихся «в группе риска», и защищать от потери исчезающих видов.

ШАГИ 5–7:

Эти шаги требуют разработки вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) для сумчатых и находятся в разработке в лаборатории TIGRR. Эти методы необходимы для использования живых стволовых клеток для создания эмбриона и его успешной имплантации в матку вида-хозяина.

ШАГИ 8–9:

Здесь усилия по восстановлению сумчатых имеют явное преимущество перед другими млекопитающими. Все сумчатые рожают крошечных детёнышей, которые завершают развитие в сумке, питаясь молоком. В процессе восстановления вида вскармливание молоком можно заменить на искусственное с самого раннего возраста. Это означает, что в отличие от других животных, требующих длительной и сложной беременности, мы можем получить живых детёнышей у ряда видов-хозяев и, возможно, вообще без хозяина.

Эти девять шагов, вероятно, займут десятилетие или больше, но работа на этом пути уже сейчас принесёт непосредственную пользу для сохранения сумчатых, а также позволит разработать технологии, необходимые для возвращения культового австралийского животного, которого мы истребили.