Волк проснулся в мыши

Вымершие виды составляют больше 99% от общего разнообразия животного мира. Эта доля продолжает возрастать, а в отряде млекопитающих – особо быстрыми темпами, подвергая мировую фауну риску в скором времени стать менее яркой и пушистой.

Ученые, преисполненные чувством ответственности за все остальное человечество, активно пытаются сохранить генетическое разнообразие. Благо, современные методы позволяют как выделять, так и анализировать ДНК из образцов даже тысячелетней давности; яркий пример тому – серия работ по анализу ДНК неандертальца.

Эндрю Паск и его коллеги из Университетов Техаса и Мельбурна пошли дальше,

в буквальном смысле «разбудив волка» в маленькой лабораторной мышке.

Впрочем, эта англоязычная метафора звучит сильнее – там разговор о тигре: вымершее существо, гены которого учёные смогли заставить работать в организме мыши, по-русски принято называть сумчатым волком, а по-английски – тасманийским тигром.

Несмотря на постоянное совершенствование методов, образцы нуклеиновых кислот от мамонтов и динозавров, даже заключенные в янтарь, содержат слишком много разрывов. А даже одной перестановки нуклеотида – «буквы» в последовательности ДНК достаточно для того, чтобы полностью изменить функцию.

Поэтому Паск воспользовался образцами всего лишь столетней давности – эмбрионами и детенышами сумчатого волка (Thylacinus cynocephalus), известного также как тасманийский тигр, тасманийский волк, сумчатый тигр и тилацин.

Секрет успеха – как ни странно, спирт. Образцы тилацина хранились в музеях, залитыми спиртом, а спирт «вытягивает» воду из биологических тканей, делая невозможным реакции разрушения крупных молекул – белков и нуклеиновых кислот.

Сумчатому волку, или тасманийскому тигру, который больше напоминал собаку, повезло значительно меньше, чем другим его сумчатым родственникам. Символом страны, в отличие от кенгуру, он не стал (хотя следует отметить, что его изображение активно используется на этикетках лучших сортов австралийского пива, которое сплошь родом с австралийского острова Тасмания).

Да и тасманийским он называется не случайно – завезённые в Австралию не то несколько веков, не то несколько тысячелетий назад собаки динго полностью вытеснили животное с континента. А последнюю остававшуюся дикую тасманийскую популяцию уничтожили к началу XX века фермеры, пекущиеся о своих овцах. Последний тилацин умер в зоопарке столицы Тасмании города Хобарт в 1936 году.

Через шесть десятилетий, в 1999 году, воодушевленные успехами биотехнологий, ученые из Национального австралийского музея в Сиднее объявили о начале проекта по клонированию сумчатого волка. Однако большое количество повреждений, обнаруженных в выделенной из тех же заспиртованных эмбрионов ДНК, заставило в 2004 году остановить проект.

Мельбурнские коллеги решили действовать не столь масштабно, что, отчасти, и предопределило их успех.

Из 3 проспиртованных детенышей и высушенного образца кожи они выделили последовательность ДНК, Col2a1, ответственную за активацию гена, кодирующего коллаген 2 типа – структурный белок хряща и кости. Кстати, код, записанный в этой последовательности, оказался гораздо больше похож на человеческий, чем на мышиный или крысиный.

Возможно, именно такие «активирующие последовательности» и сыграли ключевую роль в эволюции, ведь основные различия в геномах кардинально отличающихся организмов, например, человека и дрозофилы, наблюдаются именно в таких «регуляторах».

Затем ученые удалили гомологичный (то есть схожий по функции) участок ДНК у мышей и заменили его «четырехкратно размноженным» Col2a1 вековой давности.

Чуда не произошло – ни один из развивающихся эмбрионов не превратился в тигра. Зато у всех была зарегистрирована активация трансплантированного участка ДНК, завершившаяся нормальным развитием хрящей и костей. Это, во-первых, подтвердило функциональную гомологию участков, а во-вторых – совершенство используемых методов. Хотя ни в первом, ни во втором сомневаться не приходилось.

Как отметил Парк в своей работе, опубликованной в PLoS ONE, зато это поможет в восстановлении эволюционной роли регуляторных элементов генома.

И если реализации сценария «Парка юрского периода» ожидать в ближайшее время не приходится, работа с «активирующими последовательностями» генома может стать достойной альтернативой полноценному клонированию. Правда, лишь в том случае, если геном современного животного (как в данном случае мыши) в достаточной степени похож на геном животного исчезнувшего.