Väljasurnud liikide taastamine võibki jääda ulmevalda

Rahvusvaheline teadlasrühm taastas enamiku ühe väljasurnud rotiliigi genoomist ja püüdis selle abil närilist uuesti ellu äratada. Katse näitas aga, et liikide taastamine on paberil lihtsam kui päriselt.
Uuritud rotiliik elas omal ajal India Ookeanis asuval Jõulusaarel ja kadus maamunalt enam kui saja aasta eest. Nüüd võis kadunud näriline panna punkti teadlaste püüdlustele taastada kuulsaid väljasurnud liike, nagu karvaseid mammuteid. Nimelt ei piisa uuringu autorite sõnul liigi taastamiseks isegi sedavõrd hiljuti kadunud roti üksikasjalikust genoomist, vahendab Science.
Uuringuga mitte seotud California Ülikooli ökoloogi Douglas McCauley sõnul näitas töö ühtaegu, kuivõrd lähedal ja kaugel on teadlased sellest, et taastada mõni kadunud liik. Ühtki liiki pole maailmas veel otseselt nii-öelda ellu äratatud, kuid teema pakub huvi paljudele.
Vaimustuse üks pool seisneb võimaluses näha mõnd kadunud liiki oma silmaga tegutsemas. Teisalt võib kadunud liigi laskmine tagasi selle kunagisse elukeskkonda aidata taastada hukkuvaid ökosüsteeme. Näiteks ohjeldasid mammutid kunagi arktikas põõsaste ja puude kasvu ning väetasid oma sõnnikuga pinnast. Sellele mõeldes püüab ettevõte Colossal Laboratories and Biosciences muuta tänapäevaseid elevante mammutiteks või vähemalt mammutisarnasteks.
Täiuslikust katseliigist ei piisa
Kadunud liikide taastamiseks on teadlastel esmalt vaja järjestada iga liigi genoom. Seejärel tuleks neil otsida mõni elusolev sugulasliik, mille DNA väljasurnud sugulase omaga võimalikult suures ulatuses klapiks. Lõpuks tuleb teadlastel välja nuputada, kuidas asendada sugulasliigi DNA genoomis võimalikult suur hulk väljasurnud liigi omaga, luua seda sisaldavad embrüosid ja lasta neil areneda ilmaletulekuks surrogaatema üsas.
Seni on teadlased järjestanud umbes 20 väljasurnud liigi genoomid, sealhulgas koopakaru, rändtuvi ning erinevate mammutite ja moade (jaanalinnulised, toim) genoomid. Keegi pole aga teada andnud, et oleks suutnud neid genoome mõne elava liigi abil kasutada.
Uues uuringus otsustas Kopenhaageni Ülikooli evolutsioonigeneetik Tom Gilbert alustada millegi väikse ja lihtsaga. Nii keskendusidki Gilbert, Shantou Ülikooli molekulaarbioloog Jian-Qing Lin ja kolleegid Jõulusaarel elanud rotile Rattus macleari. Liik kadus Austraaliast umbes 1200 kilomeetrit lääne poole jäävalt saarelt 1908. aastal.
Douglas McCauley sõnul peaks R. macleari olema liigitaastamise püüdluste täiuslik sihtmärk, sest kadunud rott on rändroti lähisugulane. Rändrott on aga põhjalikult uuritud katseloom, kelle täielikult järjestatud genoomi oskavad teadlased juba erilise vaevata muuta.
Töös eraldasid uurijad kahe säilitatud R. macleari isendi nahast liigi DNA ja järjestasid selle mitu korda, et saada kätte võimalikult suur osa rottide genoomist. Lõpuks oli nende käsutuses rotiliigi enam kui 60-kordse kattuvusega genoom.
Vana-DNA säilib vaid lühikeste lõikudena, mistõttu püüdis töörühm kaotatud koodijuppe taastada nii palju kui võimalik, võttes eeskujuks rändroti genoomi. Kahe genoomi võrdlus näitas, et pea viis protsenti R. macleari genoomist jäi ikkagi puudu.
Puuduvatesse koodijuppidesse jäi uurijate hinnangul info umbes 2500 geeni kohta kõigist roti 34 000 geenist. Uurijate sõnul tuli nii suur puudujääk neile üllatusena. Taastatud DNA hulgas olid näiteks roti iseloomulike ümarate kõrvade eest vastutavad geenid, kuid olulised immuunsüsteemi ja lõhnatajuga seotud geenid jäid poolikuks või täiesti puudu.
Kas on mõtet?
Uuringuga mitte seotud Londoni loodusloomuuseumi evolutsioonibioloogi Victoria Herridge'i sõnul näitas teadustöö ära, kui raske ja võib-olla isegi naeruväärne on teadlaste püüd kaotatut taastada.
Evolutsioonibioloogi sõnul jäävad pahatihti puudu just need geenid, mis üht liiki teistest eristavad. Mida rohkem aega on möödunud kadunud liigi ja tema elava sugulase lahknemisest, seda rohkem geene tõenäoliselt puudu jääb.
Jõulusaare rotist ja rändrotist said Herridge'i sõnul omaette liigid 2,6 miljoni aasta eest, mis on evolutsiooni mõttes kaduvväike aeg. Mammutid lahknesid India elevandist näiteks kuue miljoni aasta eest. See tähendab evolutsioonibioloogi sõnul, et jutt liikide taastamisest võib olla ilus, aga päris elus on see keeruline.
Douglas McCauley nõustub Herridge'iga ja märgib, et viis protsenti on suur vahe. Võrdluseks erineb inimese genoom šimpansite ja bonobode omast ainult ühe protsendi võrra. See tähendab autori sõnul, et laboris saaks mingisuguse närilise küll kasvatada, aga tegu poleks kohe kindlasti R. macleari esindajaga. Sel juhul kaotab protseduur uurija sõnul oma mõtte.
Melbourne'i Ülikooli arengubioloog Adrew Pask, kes püüab taastada välja surnud kukkurlooma tülatsiini, ei lase end aga uuest uuringust kõigutada. Tülatsiin ehk Tasmaania tiiger võib tema sõnul olla parim kandidaat, keda taastada.
Paski töörühm on järjestanud seni nii tülatsiini kui ka mitme tema võimaliku surrogaatliigi genoomi. Nad leidsid, et kuigi viis protsenti tülatsiinide genoomist on puudu, on tegu peamiselt korduvate piirkondadega, mis ei tohiks mõjutada laboris kasvatatud looma välimust ega käitumist.
Harvardi Ülikooli geeniteadlase ja ettevõtte Colossal kaasasutaja George Churchi sõnul muutub järjestamise tehnoloogia ajapikku aina tõhusamaks nii tänapäevase kui ka väljasurnud liikide DNA puhul. See tähendab, et täielikult taastatud genoome võib teadlaste käsutusse jõuda üha kiiremini.
Uuringu autor Tom Gilbert peab aga tehtu valguses võimatuks, et kunagi loodaks mammuti või rändtuvi täpne koopia. Samas võivad sellised katsetused viia asendusliikide loomiseni, kes oleks kadunud loomadega piisavalt sarnased, et täita nende kunagises kodu-ökosüsteemis samu ülesandeid. Nii võiks arktikas kunagi mütata külmaga kohastunud karvased elevandid.
Just sellega Church koos kolleegidega nüüd ka tegeleb. Nende eesmärk pole luua täiuslikke mammutikoopiaid, vaid valikuliselt mitmekesiseid hübriidloomi. Praegu otsibki tema töörühm mammuti külmataluvusega seotud geene, mida elevantidele üle kanda.
Victoria Herridge hoiatab aga, et üldjuhul ei tea teadlased ette, kuidas muudetud geenid looma käitumist ja ellujäämisvõimet mõjutavad. Samuti pole Karen Wendlingu sõnul selge, kuidas mõjutab uut looma kasvamine teise liigi üsas. McCauley näeb ohtu selleski, et liikide taaselustamispüüdlused võivad võtta endale looduskaitseks vajaliku raha.
Teadustööd kirjeldatakse ajakirjas Current Biology.
Toimetaja: Airika Harrik