Возможно ли воскресить мамонта. Мама для мамонтёнка
Их привезли из Южной Кореи в качестве подарка Северо-Восточному федеральному университету (СВФУ). Все три псины — клоны. Они были созданы из клеток лучшей в Корее собаки-ищейки (а потому должны унаследовать её качества) в лаборатории профессора Хван У Сока , учёного с амбициозными планами. Совместно с российскими коллегами он собирается клонировать вымерших животных ледникового периода, в первую очередь мамонтов.
Не порвите днк!
В Музее мамонта перед огромным скелетом стоят мужчина и мальчик лет семи. «Пап, а это правда, что учёные хотят оживить мамонта?» — «Получается, да». — «Но как они это сделают? От него же одни кости остались!»
Пока малыш пытает вопросами неосведомлённого в науке отца, четырьмя этажами выше, в центре «Молекулярная палеон-тология», сотрудники уникальной лаборатории внимательно изучают то, что не могут видеть посетители музея, — мягкие ткани мамонтихи, найденной в 2013 г. на острове Малый Ляховский в Северном Ледовитом океане. Когда участники экспедиции обнаружили её останки, они не поверили своим глазам: ткани отлично сохранились — мягкие, красного цвета. А когда киркой пробили ледяные пустоты вокруг тела, оттуда потекла тёмно-красная жидкость, которая оказалась кровью животного, погибшего более 43 тыс. лет назад. Эксперты нашли в ней лейкоциты и гемоглобин.
«Но для клонирования кровь всё равно непригодна. Надо искать в мышечных тканях живые клетки, — говорит Семён Григорьев, директор Музея мамонта, главный научный сотрудник СВФУ . — Найти ядро клетки с сохранившейся ДНК — первая задача нашего проекта. В своё время мы сотрудничали с японцами, они провели в Якутии три экспедиции, надеялись найти живой сперматозоид мамонта и оплодотворить им слониху. Но это вообще затея нереальная. А потом на нас вышли корейцы. Профессор Хван У Сок сказал, что давно мечтает клонировать мамонта. У него большой опыт клонирования животных. Корейцы обеспечили нас оборудованием, которое ищет живые клетки в тканях ископаемых животных. Теперь у нас единственный в России научный центр, который занимается подобными исследованиями».
Если удастся найти живую клетку древнего гиганта, из неё извлекут ядро и пересадят его в яйцеклетку слонихи. Затем стимулируют начало деления и поместят эмбрион в матку слонихи, которой предстоит стать суррогатной матерью мамонтёнка. Всё выглядит красиво, однако сложностей хоть отбавляй.
«Маловероятно, что мамонты замерзали специальным способом, заботясь об учёных, которые захотят в будущем их клонировать. От долгого нахождения в мерзлоте клетка теряет целостность, то же касается ДНК в её ядре, — поясняет Сергей Киселёв, профессор Института общей генетики РАН, доктор биологических наук
. — Молекула ДНК распадается на части, а для клонирования нужен полный геном. Наверное, если долго искать, то среди десятков тысяч триллионов клеток можно найти одну, где все нити ДНК будут целыми. Ничего антинаучного в этом нет. Но этого будет мало. Надо, чтобы нити в ядре были “упакованы” определённым образом».
Наконец, немало проблем с тем, как извлечь яйцеклетку из слонихи, а затем, оплодотворённую, поместить её обратно. Да и после этого остаётся надеяться на авось — эмбрион может не прижиться.
Коллаж АиФ/ Андрей Дорофеев
«Фокус» со слоном
Однако учёные не унывают: есть ещё один способ возродить мамонтов помимо классического клонирования. Это метод «сшивания ДНК».
«Он более перспективен, хотя выглядит фантастически, — уверен Альберт Протопопов, завотделом изучения мамонтовой фауны Академии наук Республики Саха (Якутия)
. — В чём суть? Раз в нашем распоряжении будут обрывки нитей ДНК, значит, их можно попытаться сшить воедино. Или взять геном индийского слона и скорректировать его так, чтобы он стал похож на геном мамонта. Американским учёным уже кое-что удалось».
Генетики из Гарварда предложили технологию, с помощью которой можно удалять и заменять фрагменты ДНК в геноме животных. Используя методику, они успешно вставили в геном клеток слоновьей кожи те гены мамонта, которые предположительно отвечают за его типичные признаки — маленькие уши, толстый слой подкожного жира, длинную шерсть, бурый цвет. И «фокус» удался — клетки пережили трансформацию! Руководитель исследований Джордж Чёрч заявил, что мохнатые гиганты с хоботами могут вернуться на Землю уже через 7-10 лет.
Возникает вопрос: если мамонт вернётся в природу, где он будет жить? На северо-востоке Якутии его уже ждут. С конца 1980-х там реализуют уникальный научный проект «Плейстоценовый парк». Цель — восстановить «мамонтовую степь», которая когда-то кормила многомиллионные стада травоядных. Да-да, на месте безжизненной тундры 10 тыс. лет назад простирались сочные луга, похожие на африканские саванны, где обитали шерстистые носороги, бизоны, овцебыки, те же мамонты. Они питались травой и возвращали в почву (в виде навоза) необходимую растениям органику. А когда человек истребил зверьё, исчезла и степь, уступив место болотистой тундре.
Сейчас учёные заселили территорию огромного парка якутскими лошадьми, северными оленями, лосями, зубрами... Не хватает хозяина этих земель — мамонта. Причём специалисты рассчитали: воссоздание «мамонтовых степей» на нашем Севере приостановит выделение метана из болот и озёр, а значит, притормозит процесс глобального потепления, угрожающий всей планете!
«Человек виноват перед мамонтом. А ошибки надо исправлять, — говорит мне на прощание Семён Григорьев. — Поверьте, когда-нибудь мы обязательно его вернём».
Идея возродить шерстистого мамонта, которого считают первым животным, павшим от руки человека, очень красива и амбициозна. Человек истребил мамонта, теперь человек его вернет на Землю. Поскольку ученые уже освоили клонирование нескольких видов животных и, с другой стороны, имеют в распоряжении ДНК мамонта, отчего бы не клонировать мамонта?
В этом направлении работают якутские ученые, заключившие соглашение с южнокорейским генетиком Хван У Суком.
«Второй вопрос, — продолжает Сергей Киселев, — насколько сильно разрушена ДНК и можно ли ее будет собрать? Крейгу Вентеру удалось собрать самый маленький геном бактерии, а это в миллион раз меньше, чем нам надо. На сегодня это задача нереализуемая».
«Это же сколько слонов надо отловить?»
Но если ДНК мамонта не годится, чисто теоретически существует и другой путь —
взять геном слона и сделать из него геном мамонта.
«Теоретически это могло бы получиться, если бы мы все это умели, — говорит «Газете.Ru» доктор биологических наук Светлана Боринская, ведущий научный сотрудник лаборатории анализа генома Института общей генетики. — То есть взять геном слона и ввести с него все мутации, которые есть в геноме мамонта. Но технически это невероятно сложно. Можно «промутировать» несколько участков генома, и это уже делалось на мышах. Но изменить весь геном — этого никто не делал, хотя гораздо проще было бы превратить мышку в крысу.
Если мы попытаемся сделать это с геномом мамонта, то получим колоссальное количество ошибок. И это будет уже не геном мамонта.
Кроме того, нам надо будет сделать диплоидный геном, содержащий два набора генов. Как это сделать?
К тому же слон — это очень неудобный лабораторный объект. И совершенно не отлажена технология искусственного оплодотворения у слона. А беременность у слонихи продолжается два года. Овечку Долли делали из живых клеток, и примерно 300-400 эмбрионов было загублено. Но пересадка ядер на каждом виде требует специальной отладки. Отладка пересадки ядер у слона — это трудно себе даже представить. Это же сколько слонов надо отловить?»
Впрочем, еще Насреддин говорил о таких проектах, что либо ишак сдохнет, либо финансирующее агентство».
«Эта высокая цель позволит создать много нужного и полезного»
Однако представим, исключительно гипотетически, что все манипуляции с ДНК благополучно пройдены и ДНК мамонта загрузили в слоновью яйцеклетку. Но и это еще не гарантия успеха.
«Возникает вопрос: а насколько можно использовать для мамонта яйцеклетку другого вида? — продолжает Сергей Киселев. — В общем-то, это пока не получается. Самое большее, что на сегодня удалось сделать, — это перенести генетический материал от одного к другому виду у каких-то двух видов кошачьих. И это же штучный материал. Допустим, что нам удалось подсадить 10 клеток, а у слонихи беременность длится два года. С чего бы должно все получиться?
Но допустим даже, что получилось. Родился мамонтенок, который должен есть какую-то траву для развития своей микробиоты. Для него наша микросреда окажется патогенной, а для нас его микробиота может быть патогенной. И это будет опасно и для него, и для нас.
Ну а кроме того, нужно иметь в виду, что южнокорейский ученый Хван У Сук, который работает с якутскими учеными, уже попадался на фальсификациях, и неизвестно, не является ли этот проект очередной его аферой.
Но это все не значит, что не надо разрабатывать технологии клонирования, хотя бы даже на мамонтах. Обязательно надо искать пути создания целых геномов.
Это как Великая Китайская стена, это как БАМ, как полет в космос. Вроде бы никому не нужно, но движет на подвиги. Это идея, которая будет стимулировать разработки.
Поэтому надо ставить перед собой такие цели, как клонирование мамонта, хотя надо понимать, что, скорее всего, мы его не клонируем. Но эта высокая цель позволит нам создать на пути достижения ее много всего нужного и полезного, что мы будем использовать в других вещах».
«На данном этапе шансы довольно небольшие»
О том, как продвигается работа над возрождением мамонта, «Газете.Ru» рассказал Семен Григорьев, директор Музея мамонта в Якутске.
— Вы беседовали с нами два года назад, после того как было подписано соглашение с южнокорейскими учеными о работе над мамонтом. Что сделано за это время в рамках этого соглашения?
— Почти все пункты его выполняются. Проводятся экспедиции. В прошлом году мы раскопали мамонта, который нам кажется перспективным для наших целей, — Малоляховского мамонта, с мягкими тканями, с кровью. Корейцы закупили нам оборудование, и мы открываем лабораторию — Международный центр молекулярной палеонтологии — где-то в конце октября - начале ноября. Она будет работать как центр коллективного пользования, открытый не только для наших южнокорейских коллег, но и для ученых из других стран.
— Нашли ли в останках Малоляховского мамонта живые клетки?
— Нет, исследования только начались в середине июля, сейчас поиск клеток активно ведется, но пока их не нашли.
— Вы считаете, что клонирование мамонта реально?
— Я считаю, что на данном этапе шансы на это довольно небольшие. Потому что найти живую клетку даже в таком уникальном материале будет очень и очень сложно. Хотя и возможно.
Но если не получится, мы намерены искать других мамонтов. А если опять не получится, то идти другим путем, но это очень долгий путь, и в ближайшее десятилетие результат явно не светит.
— Расскажите вкратце про второй путь.
— Второй путь — это создание искусственной молекулы ДНК на основе измененной ДНК индийского слона.
Это теоретически. Сейчас наука еще не может этого сделать.
Для этого надо расшифровать геном мамонта, и, зная всю последовательность нуклеотидов, заменяя их в ДНК индийского слона, можно теоретически получить ДНК мамонта. Но и дальше очень много сложностей.
— Насколько я знаю, сейчас геном мамонта расшифрован на 70%.
— Да, это было сделано в Университете Пенсильвании еще в 2008 году, и сборка была достаточно грязной. С тех пор больших подвижек не было. Очень много зависит от качества материала. К нам обращалось много зарубежных ученых после находки Малоляховского мамонта. Одно дело — выделять ДНК из кости, другое дело — из хорошо сохранненного мышечного материала. Но мы им всем отказали в предоставлении материала, чтобы работать со своими российскими учеными из Красноярска.
— Получается, что ваша первая задача — полностью прочитать ядерный геном мамонта?
— Нет, мы сейчас про второй путь не думаем, мы пытаемся идти по первому пути. Если ничего не получится, то будет другой проект и с другой командой. Наши корейские коллеги — специалисты по клонированию традиционным способом.
— Вас не смущает сотрудничество с ученым, который был уличен в фальсификации данных?
— Хван У Сук — очень большой ученый, и его работы в области клонирования животных никем не оспариваются.
Он впервые сумел клонировать собаку, что до него пытались сделать американцы, японцы, а он это сделал.
Его данные перепроверялись, и было доказано, что все клонированные собаки — действительно клоны. В январе этого года Science и Nature одновременно опубликовали статьи, где признали, что он восстановил свою научную репутацию. Это редкий случай, когда иностранцы готовы вложиться в российскую науку.
— Последний вопрос: что вы ответили Владимиру Путину на его вопрос о клонировании мамонта?
— Я ответил так, как есть на самом деле, что мы работаем в этом направлении вместе с южнокорейскими учеными и что надеемся на позитивный результат. Я не обещал ему, что мы обязательно клонируем. И он ничего не говорил, типа, да, ребята, давайте, клонируйте. Просто поинтересовался как обычный человек.
03 Сентября 2014«Я не обещал Путину, что мы обязательно клонируем»
Почему не удастся воплотить в жизнь желание Путина о клонировании мамонта
Владимира Путина, как и всех людей, интересует, смогут ли клонировать мамонта якутские ученые совместно с южнокорейскими. «Газета.Ru» с помощью экспертов попыталась оценить реальные перспективы этого проекта. Якутские ученые надеются на успех, хотя и признают, что шансы небольшие. Их коллеги из Института общей генетики РАН считают, что эта задача технически невыполнима.
«Я тебя убил, я тебя и возрожу»
Идея возродить шерстистого мамонта, которого считают первым животным, павшим от руки человека, очень красива и амбициозна. Человек истребил мамонта, теперь человек его вернет на Землю. Поскольку ученые уже освоили клонирование нескольких видов животных и, с другой стороны, имеют в распоряжении ДНК мамонта, отчего бы не клонировать мамонта? В этом направлении работают якутские ученые, заключившие соглашение с южнокорейским генетиком Хван У Суком.
Их не смущает скандальная репутация Хван У Сука, который был уличен в фальсификации научных данных по якобы клонированию человеческих клеток. Его статьи отозваны из Science и Nature, а сам он даже получил реальный срок. Впрочем, после этого Хван У Сук успешно занимается клонированием собак в исследовательском центре Sooam и недавно получил патент США на работу со стволовыми клетками. Ученые из Северо-Восточного федерального университета в Якутске в 2012 году заключили соглашение с южнокорейским центром Sooam по изучению мамонта.
Как рассказали два года назад «Газете.Ru» сотрудники якутского Музея мамонта, они считают, что клонирование мамонта теоретически возможно, хотя имеющиеся технологии не позволяет сегодня это сделать.
В то же время вопрос о клонировании мамонта продолжает всплывать в новостях, так или иначе связанных с мамонтами. Так, посетивший на днях якутский Музей мамонта Владимир Путин тоже директору музея Семену Григорьеву. Ранее Семен Григорьев сформулировал основную задачу открывшегося в Якутске Центра молекулярной палеонтологии как «молекулярное изучение клеток мамонта по проекту «Возрождение мамонта».
«Вероятность найти живую клетку не больше, чем вероятность того, что человек взлетит»
«Газета.Ru» попыталась понять, есть ли какие-то реальные перспективы у этого проекта. Для начала, напомним, что такое клонирование. Применительно к животным – это получение генетически идентичной особи из клетки взрослого животного. Для этого из клетки берут ядро с генетическим материалом и пересаживают его в обезъядерную яйцеклетку, которую затем подсаживают суррогатной матери. Рождается генетический клон. После всемирно известной овечки Долли, которая, кстати, безвременно погибла из-за ускоренного старения, ученые уже клонировали довольно много разных млекопитающих: мышь, козу, свинью, корову, кошку, собаку. Идея путем клонирования возродить вымерших животных овладела умами биологов уже довольно давно, но пока к успеху эти попытки не привели.
Теперь про то, что мы знаем про шерстистого мамонта. Его митохондриальный геном был прочитан российским ученым Евгением Рогаевым, а генетики из Пенсильванского университета в 2008 году прочитали ядерный геном мамонта, правда, полному секвенированию подверглось 70% ДНК.
Идея клонирования мамонта заключается в том, что ДНК из клеток мамонта наибольшей сохранности будет перенесена в яйцеклетки индийской слонихи. Показано, что индийский слон, несмотря на меньшие размеры, больший родственник мамонта, чем африканский. И именно индийской слонихе выпадет честь родить мамонтенка. Называют также конкретного кандидата на клонирование – Малоляховского мамонта, останки которого были найдены в прошлом году на Новосибирских островах. Но это в теории. А как на практике?
«Хотя говорят, что в останках мамонта сохранились мягкие ткани и даже кровь, совершенно непонятно, есть ли там живые клетки, – сказал «Газете.Ru» доктор биологических наук Сергей Киселев, руководитель отдела эпигенетики Института общей генетики РАН. – А если клетка погибла, то в ней сразу начинаются процессы распада, ДНК разваливается. Даже если полтора метра молекулы ДНК распадется хотя бы пополам, она уже не будет работать. Вероятность того, что в останках сохранилась целая молекула ДНК чрезвычайно мала. Так же мала, как то, что в результате броуновского движения все молекулы начнут двигаться вверх, и человек взлетит. Вы покупаете рыбу в магазине? Мороженую рыбу замораживают, размораживают, она становится склизкой, потому что разрушается клеточное содержимое. Кристаллы льда раздирают клетки и если при заморозке не предпринять специальных мер против образования кристаллов льда, то они полтора метра ДНК просто порвут. Сохранить ДНК в мертвой клетке можно, но только специальными лабораторными методами».
О том, что в останках мамонта не может быть живых клеток, неоднократно говорил и Евгений Мащенко, специалист по мамонтам Палеонтологического института РАН.
«Второй вопрос, – продолжает Сергей Киселев, – насколько сильно разрушена ДНК и можно ли ее будет собрать? Крейгу Вентеру удалось собрать самый маленький геном бактерии, а это в миллион раз меньше чем нам надо. На сегодня это задача нереализуемая».
«Это же сколько слонов надо отловить?»
Но если ДНК мамонта не годится, чисто теоретически существует и другой путь – взять геном слона и сделать из него геном мамонта.
«Теоретически это могло бы получиться, если бы мы все это умели, – говорит «Газете.Ru» доктор биологических наук Светлана Боринская, ведущий научный сотрудник лаборатории анализа генома Института общей генетики. – То есть взять геном слона и ввести с него все мутации, которые есть в геноме мамонта. Но технически это невероятно сложно. Можно «промутировать» несколько участков генома, и это уже делалось на мышах. Но изменить весь геном – этого никто не делал, хотя гораздо проще было бы превратить мышку в крысу. Если мы попытаемся сделать это с геномом мамонта, то получим колоссальное количество ошибок. И это будет уже не геном мамонта. Кроме того, нам надо будет сделать диплоидный геном, содержащий два набора генов. Как это сделать?
Кроме того, слон – это очень неудобный лабораторный объект. И совершенно не отлажена технология искусственного оплодотворения у слона. А беременность у слонихи продолжается два года. Овечку Долли делали из живых клеток, и примерно 300-400 эмбрионов было загублено. Но пересадка ядер на каждом виде требует специальной отладки. Отладка пересадки ядер у слона – это трудно себе даже представить. Это же сколько слонов надо отловить?»
«Нет оснований считать этот проект технически выполнимым, – считает Боринская. – Для отработки методик потребуются не годы, а десятилетия. Впрочем, еще Насреддин говорил о таких проектах, что либо ишак сдохнет, либо финансирующее агентство».
«Эта высокая цель позволит создать много нужного и полезного»
Однако представим, исключительно гипотетически, что все манипуляции с ДНК благополучно пройдены, и ДНК мамонта загрузили в слоновью яйцеклетку. Но и это еще не гарантия успеха.
«Возникает вопрос, а насколько можно использовать для мамонта яйцеклетку другого вида? – продолжает Сергей Киселев. – В общем-то, это пока не получается. Самое большее, что на сегодня удалось сделать, – это перенести генетический материал от одного к другому виду у каких-то двух вида кошачьих. И это же штучный материал. Допустим, что нам удалось подсадить 10 клеток, а у слонихи беременность длится два года. С чего бы должно все получиться?
Но допустим даже, что получилось. Родился мамонтенок, который должен есть какую-то траву для развития своей микробиоты. Для него наша микросреда окажется патогенной, а для нас его микробиота может быть патогенной. И это будет опасно и для него, и для нас. Ну а кроме того, нужно иметь в виду, что южнокорейский ученый Хван У Сук, который работает с якутскими учеными, уже попадался на фальсификациях, и неизвестно, не является ли этот проект очередной его аферой.
Но это все не значит, что не надо разрабатывать технологии клонирования, хотя бы даже на мамонтах. Обязательно надо искать пути создания целых геномов. Это как Великая китайская стена, это как БАМ, как полет в космос. Вроде бы никому не нужно, но движет на подвиги. Это идея, которая будет стимулировать разработки. Поэтому надо ставить перед собой такие цели, как клонирование мамонта, хотя надо понимать, что, скорее всего, мы его не клонируем. Но эта высокая цель позволит нам создать на пути достижения ее много всего нужного и полезного, что мы будем использовать в других вещах».
«На данном этапе шансы довольно небольшие»
О том, как продвигается работа над возрождением мамонта, «Газете.Ru» рассказал Семен Григорьев, директор Музея мамонта в Якутске.
– Вы беседовали с нами два года назад, после того, как было подписано соглашение с южнокорейскими учеными о работе над мамонтом. Что сделано за это время в рамках этого соглашения?
– Почти все пункты его выполняются. Проводятся экспедиции. В прошлом году мы раскопали мамонта, который нам кажется перспективным для наших целей, Малоляховского мамонта, с мягкими тканями, с кровью. Корейцы закупили нам оборудование, и мы открываем лабораторию – Международный центр молекулярной палеонтологии, где-то в конце октября – начале ноября. Она будет работать как центр коллективного пользования, открытый не только для наших южнокорейских коллег, но и ученых из других стран.
– Нашли ли в останках Малоляховского мамонта живые клетки?
– Нет, исследования только начались в середине июля, сейчас поиск клеток активно ведется, но пока их не нашли.
– Вы считаете, что клонирование мамонта реально?
– Я считаю, что на данном этапе шансы на это довольно небольшие. Потому что найти живую клетку даже в таком уникальном материале будет очень и очень сложно. Хотя и возможно. Но если не получится, мы намерены искать других мамонтов. А если опять не получится, то идти другим путем, но это очень долгий путь, и в ближайшее десятилетие результат явно не светит.
– Расскажите вкратце про второй путь.
– Второй путь – это создание искусственной молекулы ДНК на основе измененной ДНК индийского слона. Это теоретически. Сейчас наука еще не может этого сделать. Для этого надо расшифровать геном мамонта, и зная всю последовательность нуклеотидов, заменяя их в ДНК индийского слона, можно теоретически получить ДНК мамонта. Но и дальше очень много сложностей.
– Насколько я знаю, сейчас геном мамонта расшифрован на 70%.
– Да, это было сделано в Университете Пенсильвании еще в 2008 году, и сборка была достаточно грязной. С тех пор больших подвижек не было. Очень много зависит от качества материала. К нам обращалось много зарубежных ученых после находки Малоляховского мамонта. Одно дело, выделять ДНК из кости, другое дело – из хорошей сохранности мышечного материала. Но мы им всем отказали в предоставлении материала, чтобы работать со своими российскими учеными из Красноярска.
– Получается, что ваша первая задача – полностью прочитать ядерный геном мамонта?
– Нет, мы сейчас про второй путь не думаем, мы пытаемся идти по первому пути. Если ничего не получится, то будет другой проект и с другой командой. Наши корейские коллеги – специалисты по клонированию традиционным способом.
– Вас не смущает сотрудничество с ученым, который был уличен в фальсификации данных?
– Хван У Сук – очень большой ученый, и его работы в области клонирования животных никем не оспариваются. Он впервые сумел клонировать собаку, что до него пытались сделать американцы, японцы, а он это сделал. Его данные перепроверялись, и было доказано, что все клонированные собаки – действительно клоны. В январе этого года Science и Nature одновременно опубликовали статьи, где признали, что он восстановил свою научную репутацию. Это редкий случай, когда иностранцы готовы вложиться в российскую науку.
– Последний вопрос, что вы ответили Владимиру Путину на его вопрос о клонировании мамонта?
– Я ответил так, как есть на самом деле, что мы работаем в этом направлении вместе с южнокорейскими учеными и что надеемся на позитивный результат. Я не обещал ему, что мы обязательно клонируем. И он ничего не говорил, типа, да, ребята, давайте, клонируйте. Просто поинтересовался как обычный человек.
Мамонты Mammuthus
Класс — млекопитающие
Отряд — хоботные
Семейство — слоновые
Мамонты появились около 4,8 миллиона лет назад. Эти покрытые шерстью слоны питались травой и ветками и съедали до 300 килограммов пищи в день. Мамонты проводили в поисках пищи 18 часов в сутки. Гиганты вымерли около 4 000 лет назад. Многие специалисты уверены, что наши предки активно «помогли» этим животным исчезнуть.
Останки животного извлекли в мае 2013 года сотрудники якутского Музея мамонта на острове Малый Ляховский в Северном Ледовитом океане, между морем Лаптевых и Восточно-Сибирским морем. Судя по всему, животное упало в водоем, замерзло и с тех пор не размораживалось. Благодаря этому ткани мамонтихи были красными, хотя обычно у образцов такого возраста они выглядят как серые куски породы. Более того, когда один из ученых случайно пробил кайлом тушу, потекла жидкость темно-красного цвета.
Учитывая удивительную сохранность останков, исследователи надеются отыскать клетки с неповрежденными ядрами. Если им это удастся, не исключено, что в 2045 году на севере Якутии снова будут бродить мамонты, клонированные из погибшей самки.
Говорящие митохондрии
В представлении большинства палеонтологи сначала ищут кости, а потом, как мозаику, собирают из них скелеты вымерших животных. Однако в случае мамонтов это уже давно не так. По словам руководителя якутского Музея мамонта Семена Григорьева, морфология мамонта давно изучена и все нужные кости найдены. Сегодня исследователи в первую очередь изучают молекулярную генетику ископаемых слонов.
Главное достижение новой палеонтологии — почти полная расшифровка ядерного генома мамонта. Григорьев не исключает, что уже в 2013 году эта работа, которую ведет группа Хендрика Пойнара из канадского университета Макмастера, будет завершена. Изучая гены древних слонов, специалисты смогут узнать о них все что угодно. Например, недавно стало известно, что среди мамонтов были блондины, брюнеты и рыжие.
Семь лет назад российские генетики во главе с Евгением Рогаевым выяснили последовательность митохондриального генома мамонта. Митохондрии — это клеточные компоненты, отвечающие за выработку энергии. Когда-то они были свободноживущими бактериями и с тех времен сохранили собственную ДНК. Сравнение геномов митохондрий разных видов животных позволяет уточнить, как давно разошлись их ветви на эволюционном древе.
Разобрать по косточкам
Из костей ископаемых животных можно вытянуть массу интересного. В туше могут сохраниться микроорганизмы, которые обитали на планете тысячелетия назад, а теперь исчезли. Остатки пищи во рту и пищеварительном тракте «расскажут» о растительности того периода. Наконец, изучая кости мамонтов, можно узнать новое и о наших предках. К примеру, молдавский ученый Теодор Обадэ, который проводил раскопки почти в цент ре Кишинева, обнаружил локтевую кость мамонта, пробитую копьем (всего в мире три таких находки), и наконечники орудий, сделанные из мамонтовых ребер.
Пакт о клонировании
С тех пор как на свет появилась овечка Долли, ученые могут не только изучать ДНК вымерших животных, но и — теоретически — возрождать их, используя сохранившиеся клетки. Из-за разных сложностей (в первую очередь плохой сохранности древних образцов) успехи исследователей по восстановлению исчезнувших видов довольно скромные. Например, в 2003 году ученые клонировали вымирающего азиатского быка бантенга, используя клетки животных, погибших за четверть века до того. Родилось два теленка, но одного специалисты умертвили для исследований, а второй жив до сих пор. В 2009 году родился клонированный детеныш вымершего к 2000 году испанского козла букардо (Capra pyrenaica pyrenaica). Однако прожил он (точнее, она — это была самка) всего семь минут. И это самые успешные эксперименты. Тем не менее в 2012 году якутские и корейские ученые подписали соглашение о сотрудничестве в области клонирования мамонта. Совместный проект Института прикладной экологии Севера Северо-Восточного федерального университета и корейского фонда биотехнологических исследований Sooam назвали амбициозно: «Возрождение мамонта». Но даже оптимисты из числа участников не скрывают, что работа займет десятилетия. Однако исследователи полны решимости: российские ученые в этом году открывают молекулярно-генетическую лабораторию в Якутске, где хранятся все найденные останки, а корейцы обеспечат сами работы по клонированию.
Отвечать за возрождение ископаемых слонов будет скандально известный корейский биолог Хван У Сок. В 2005 году он первым в мире клонировал собаку — необычного щенка афганской борзой назвали Снаппи. Одновременно Хван объявил, что смог получить линии стволовых клеток, используя биоматериал взрослых людей. Эта работа означала революцию в трансплантологии и медицине вообще, потому что стволовые клетки умеют превращаться в любые клетки, но в организме взрослых их почти нет. На ученого посыпался дождь наград и грантов.
Однако довольно скоро вскрылось, что Хван сфальсифицировал исследования. Разгорелся чудовищный скандал, в 2009 году генетика приговорили к двум годам условно. Хван лишился всех званий и должности в Сеульском университете. И все же кореец продолжил заниматься наукой (в конце концов, собаку-то он и правда клонировал), основал фонд Sooam, и в 2011 году представил миру первых клонированных койотов. Теперь он нацелился на мамонта. По словам Григорьева, Хван производит очень хорошее впечатление. Он приятен в личном общении и весьма смел — ездит во все экспедиции, в том числе и на Крайний Север, с риском для жизни лазит в пещеры за образцами. Так что якутские палеонтологи отважились поработать с ним.
Один в один
В ходе клонирования ученые получают идентичную копию организма, используя его же клетки. Схема процесса такова: исследователи берут какую-нибудь клетку «копируемого» животного (например, мамонта) и выделяют из нее ядро. Затем специалисты получают яйцеклетку от другого организма (в данном случае слона) и удаляют ее собственное ядро. На вакантное место помещается ядро из клетки первого животного-реципиента, и полученный «гибрид» подсаживают в матку суррогатной матери, которая в итоге и родит клона.
Охота на клетку
А работы предстоит много. Любое клонирование — непростой процесс, а уж тем более клонирование давно вымершего животного. Во-первых, нужно найти клетки с целыми ядрами — на это уйдут месяцы. Во-вторых, для клонирования мамонта необходимо получить яйцеклетку современной слонихи, а это очень сложно. Беременность у этих животных длится 22 месяца, а овуляция происходит раз в пять-шесть лет. Сегодня ученые не могут поймать момент овуляции и извлечь яйцеклетку, не повредив ее либо слониху. Можно попытаться получить яйцеклетку из умершего животного, но в таком случае овуляция должна наступить непосредственно перед кончиной. Шансов на подобное стечение обстоятельств не очень много.
При этом КПД операций по клонированию весьма низок. Например, в случае овечки Долли ученые получили 277 яйцеклеток, до состояния эмбрионов развились 29 из них, а выжил только один. Учитывая, как редко происходит овуляция у слоних, только добыча яйцеклеток потребует годы. Кроме того, неясно, сможет ли слониха выносить мамонтенка — генетически эти виды все-таки различаются.
Так что срок в 30-50 лет весьма оптимистичен, и Хван У Соку нужно очень хорошо следить за здоровьем, чтобы дожить до получения клона. «Но если не начинать сейчас, то через 30-50 лет до клонирования мамонта все еще будет «лет 30-50», — замечает Григорьев.
Горячая кровь
В мае 2010 года в журнале Nature Genetics была опубликована работа канадца Кевина Кэмпбелла, который расшифровал участок ДНК мамонта, отвечающий за синтез гемоглобина. Как оказалось, у мамонтов свойства гемоглобина сильно отличались от слоновьего. Кэмпбелл и его коллеги синтезировали белок мамонта и выяснили, что он мог отдавать кислород клеткам даже при очень низких температурах. Возможно, скоро это исследование получит экспериментальное подтверждение, если красно-бурая жидкость, которая вытекала из туши мамонта, найденного в мае 2013-го, действительно окажется кровью.
Дом для новорожденного
Если смелый эксперимент удастся, дом для новорожденного мамонтенка уже готов. Он называется плейстоценовый парк. Его начали создавать в 1988 году по инициативе эколога Сергея Зимова.
Когда мамонты обитали на территории современных Северной Америки и Евразии (это было в период от 4,8 миллиона до 4 000 лет назад), условия там сильно отличались от нынешних. Например, в Приполярье не было тундры. Сейчас тамошние растения, погибнув, не разлагаются, а «уходят» в вечную мерзлоту, превращаясь в торф. В итоге органические вещества, из которых они состоят, не попадают в почву. На такой бедной земле может выжить только самая неприхотливая флора.
Мамонты и другие крупные животные, существовавшие в то же время, например носороги, бизоны, дикие лошади, олени, съедали большую часть растительности до того, как она превращалась в торф, и возвращали в почву органику в виде навоза. И вместо тундры местные равнины были покрыты сочными лугами — мамонтовыми прериями, ближайший аналог которых — африканские саванны.
Чтобы восстановить древний ландшафт, в нижнее течение реки Колымы в 150 километрах от Северного Ледовитого океана завезли 25 якутских лошадей. Постепенно туда стали подселять и другие виды: оленей, лосей, зубров, овцебыков, маралов. И растительность начала меняться, превращаясь в мамонтовую прерию. В ожидании двух главных обитателей — мамонта и шерстистого носорога — ученые планируют в ближайшее время заселить заказник площадью 160 км² двугорбыми верблюдами, сайгаками и амурскими тиграми в качестве хищников. Потому что клонировать саблезубого тигра, увы, пока никто не собирается.
Что у них имеется достаточно нужного материала для того, чтобы начать клонирование самки мамонта.
Данная возможность у специалистов появилась благодаря тому, что в 2013 году ученые обнаружили в сибирских снегах удивительно хорошо сохранившиеся останки древнего животного, остававшиеся замороженными около 43 тысяч лет. Данная новость вызвала широкую огласку и тут же привлекла внимание международных специалистов Великобритании, США, Дании, Южной Кореи и Молдовы, выразивших желание помочь осуществить данный проект.
«Данные, которые мы собрали, дают нам высокий шанс на успешность клонирования мамонта», - заявил Радик Хайруллин, вице-президент Ассоциации медицинских антропологов России, выступая на пресс-конференции в Якутске.
Правда, ученый здесь же отметил, что команда исследователей пока не готова играть в Бога и понимает, что данная новость может вызвать широкий резонанс среди общественности.
«Перед началом работ мы должны ясно осознать причину, по которой мы соберемся клонировать мамонта. Одно дело клонировать животное для научных целей и совсем другое - для удовлетворения своего любопытства».
Хайруллин также указывает на то, что если клонирование все-таки состоится, то полученное в результате него животное не будет являться чистокровным представителем мамонтов, которые вымерли от четырех до десяти тысяч лет назад.
«Это будет не тот мамонт, который жил 43 тысячи лет тому назад. Для возможности клонирования придется использовать клетки самки слона, а саму слониху использовать в качестве суррогатной матери».
Этим останкам более 43 тысяч лет, но сохранились они даже лучше, чем может сохраниться тело человека, похороненного шесть месяцев назад
Виктория Егорова из Северо-Восточного федерального университета говорит:
«Мы изучили останки мягких тканей мамонта, и должна признаться, мы не ожидали того, что увидим. Тело животного возрастом 43 тысячи лет сохранилось и выглядит лучше, чем тело человека, погребенного шесть месяцев назад».
«При разрезе туши мы обнаружили ясные и четкие кровеносные сосуды с весьма прочными стенками, заполненные гемолизированной кровью. На увеличенных снимках мы впервые в подобных случаях смогли найти эритроциты. Мышцы и жировая ткань также хорошо сохранились. Кроме того, мы обнаружили мигрирующие клетки-лимфоциты».
«Верхняя часть туши была съедена животными, однако нижняя часть, лапы и, что еще более удивительно - брюшная часть, сохранились очень хорошо. Не пострадала и печень - она находится в очень хорошем состоянии и похоже внутри нее имеются какие-то твердые фрагменты. Изучить нам их пока не удалось, но похоже это печеночные камни».
«В настоящий момент мы занимается изучением желудочно-кишечного тракта и собираем образцы тканей. Здесь имеется целая куча материала, который нам нужно будет изучить в лабораторных исследованиях».
«Еще одной интересной находкой для нас оказалось то, что в желудке животного были обнаружены остатки растительной пищи, которой он питался до своей смерти».
Следует также отметить, что состояние крови животного может сказать ученым и об обстоятельствах смерти мамонта. Радик Хайруллин отмечает, что то, в каком состоянии и виде находится кровь, может говорить ученым о том, что мамонт умер в результате неестественной смерти и перед этим мучился около 16-18 часов. Об этом также свидетельствует и поза, в которой замороженный мамонт был обнаружен. Его задние лапы расположены в неестественном положении.
«Мы можем лишь предположить, что самка мамонта упала в ледяную яму и не смогла в итоге выбраться», - говорит ученый.
Что интересно, останки животного оказались гораздо старше, чем до этого предполагали ученые, когда обнаружили их. Первоначально исследователи посчитали, что возраст останков составляет около 10 тысяч лет, однако лабораторные тесты, проведенные Алексеем Тихоновым, заместителем директора Института зоологии в Санкт-Петербурге, показали, что на самом деле возраст останков составляет около 43 тысяч лет.