19
Aug
2022

หนูที่สูญพันธุ์แสดงให้เห็นถึงขีด จำกัด ของ CRISPR สำหรับการฟื้นคืนชีพของสายพันธุ์

แม้แต่ยีนที่ขาดหายไปสองสามตัวในจีโนมที่สร้างขึ้นใหม่ของสัตว์ก็อาจเป็นปัญหาได้

ก่อนต้นทศวรรษ 1900

ถ้ามันเดินเหมือนหนูเกาะคริสต์มาสและพูดเหมือนหนูเกาะคริสต์มาส ก็น่าจะเป็นหนูเกาะคริสต์มาส แต่ถ้าหนูตัวใดตัวหนึ่งที่สูญพันธุ์ไปแล้วเหล่านี้ได้กลับมาเดินบนโลกอีกครั้ง ก็น่าจะเป็นหนูสีน้ำตาลนอร์เวย์ที่ดัดแปลงพันธุกรรม การศึกษาใหม่พบว่าหนูจะไม่เหมือนกับหนูเกาะคริสต์มาสอย่างที่บางคนหวัง

ด้วยการกำเนิดของเทคโนโลยีการแก้ไขยีนเช่น CRISPRนักวิทยาศาสตร์ได้เปลี่ยนจากการโคลนนิ่งเป็นพันธุวิศวกรรมเป็นวิธีที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับ “การสูญพันธุ์” หรือการฟื้นคืนชีพของสายพันธุ์ที่ตายไปแล้ว ( SN: 10/7/20 ) . แต่แตกต่างจากการโคลนนิ่ง พันธุวิศวกรรมจะไม่สร้างแบบจำลองที่แน่นอนของสายพันธุ์ที่สูญพันธุ์ เทคนิคนี้จะแก้ไขจีโนมของสัตว์ที่มีอยู่เพื่อให้คล้ายกับของสัตว์ที่สูญพันธุ์ที่ต้องการ ความท้าทายคือการทำให้พร็อกซีนั้นคล้ายกับสายพันธุ์ที่สูญพันธุ์มากที่สุด

เพื่อสำรวจขีดจำกัดของวิธีนี้

นักวิจัยพยายามกู้คืนจีโนมของหนูเกาะคริสต์มาส โดยการเปรียบเทียบชิ้นส่วนของหนังสือคำแนะนำทางพันธุกรรมของหนูที่สูญพันธุ์กับจีโนมของญาติที่มีชีวิต หนูสีน้ำตาลของนอร์เวย์ ทีมงานสามารถกู้คืนจีโนมที่สูญพันธุ์ไปแล้วได้ประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ ฟังดูดูเหมือนเยอะ แต่หมายความว่า5 เปอร์เซ็นต์ของจีโนมยังคงหายไปรวมถึงบางภูมิภาคที่มีความสำคัญต่อการดมกลิ่นและระบบภูมิคุ้มกัน นักวิทยาศาสตร์รายงานในCurrent Biology เมื่อวัน ที่ 11 เมษายน

คุณสามารถนำสิ่งที่พบกลับมาได้เท่านั้น และประเด็นของเราคือเราไม่สามารถค้นหาทุกสิ่งได้” Tom Gilbert นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการจากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนกล่าว

เพื่อให้ได้จีโนมของหนูที่สูญพันธุ์ กิลเบิร์ตและเพื่อนร่วมงานของเขาได้นำ DNA โบราณจากตัวอย่างผิวหนังสองชิ้นของหนูเกาะคริสต์มาสที่เก็บรักษาไว้ DNA โบราณที่สกัดจากตัวอย่างที่ตายตั้งแต่สองสามทศวรรษจนถึงหลายพันปีก่อนนั้นยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ ( SN: 5/19/08 ) กิลเบิร์ตอธิบายจีโนมของสัตว์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วว่าเป็นหนังสือที่ถูกฉีกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย วิธีหนึ่งในการสร้างหนังสือที่หั่นเป็นชิ้นใหม่นี้คือการสแกนเศษชิ้นส่วนและเปรียบเทียบกับข้อมูลอ้างอิง

ด้วยสำเนาที่สมบูรณ์ของหนังสือต้นฉบับ

ใครบางคนสามารถสร้างหนังสือขึ้นมาใหม่ในทางทฤษฎีได้อย่างสมบูรณ์แบบ เมื่อระบุจีโนมอ้างอิง นักวิจัยมองหาสปีชีส์ที่แยกตัวออกจากวิวัฒนาการจากสปีชีส์ที่สูญพันธุ์ไปเมื่อเร็วๆ นี้ กล่าวคือ หนังสือที่คล้ายกันมาก จีโนมจะเข้าคู่กันอย่างใกล้ชิด แต่ไม่สมบูรณ์

ด้วยเหตุนี้ หนูเกาะคริสต์มาส ( Rattus macleari ) จึงเป็นตัวเลือกที่ชัดเจนสำหรับการวิเคราะห์สำหรับนักวิทยาศาสตร์ มันแยกตัวจากญาติสนิท คือ หนูสีน้ำตาลนอร์เวย์ ( Rattus norvegicus ) เมื่อประมาณ 2.6 ล้านปีก่อนเท่านั้น

ทีมงานพบว่าจีโนมหนูเกาะคริสต์มาสจับคู่กับจีโนมหนูสีน้ำตาลของนอร์เวย์ประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ การวิเคราะห์เพิ่มเติมพบว่าประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ที่หายไปไม่สามารถอธิบายได้ด้วยข้อบกพร่องในเทคนิคหรือจีโนมอ้างอิงที่ไม่เพียงพอ แต่เนื่องจากความแตกต่างทางวิวัฒนาการระหว่างสองสปีชีส์ ข้อมูลทางพันธุกรรมส่วนใหญ่จึงสูญหายไป

ยิ่งไปกว่านั้น ข้อมูลที่หายไปนั้นไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ ยีนที่ขาดหายไปบางส่วนหรือทั้งหมดมีแนวโน้มที่จะตกอยู่ในสองส่วนหลักที่ควบคุมการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของหนูและการรับกลิ่น ดังนั้น ถ้าจีโนมของหนูสีน้ำตาลนอร์เวย์ได้รับการแก้ไขให้คล้ายกับหนูเกาะคริสต์มาส สัตว์ตัวใหม่จะมีกลิ่นที่แตกต่างจากต้นแบบของมัน สิ่งนี้อาจขัดขวางโอกาสรอดของหนูเกาะคริสต์มาสพร็อกซี่ หากมันถูกปล่อยสู่ถิ่นที่อยู่เดิม

กิลเบิร์ตไม่คิดว่าจะมีใครพยายามกำจัดหนูให้สูญพันธุ์ แต่เขาบอกว่าสิ่งที่ทีมแสดงให้เห็นสามารถพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์สำหรับคนที่ทำงานในโครงการที่มีความทะเยอทะยานมากขึ้น เช่น การนำแมมมอธขนกลับคืนมา ยกตัวอย่างเช่น ความแตกต่างระหว่างหนูสีน้ำตาลนอร์เวย์กับหนูเกาะคริสต์มาสที่สูญพันธุ์ไปแล้วนั้น คล้ายกับความแตกต่างระหว่างช้างเอเชียกับแมมมอธขน

กิลเบิร์ตกล่าวว่า “ด้วยการวิเคราะห์แบบนี้ ซึ่งไม่ยากที่จะทำ อย่างน้อยที่สุดคุณสามารถคิดได้ว่าคุณจะได้อะไร อะไรที่คุณจะไม่ได้ และคุณสามารถใช้สิ่งนั้นเพื่อตัดสินใจว่าควรทำอย่างไร” กิลเบิร์ตกล่าว

แม้จะมีอุปสรรค แต่การใช้เทคโนโลยีเพื่อนำสายพันธุ์กลับคืนมาก็ยังคุ้มค่าที่จะทำ เบ็น โนวัค นักวิทยาศาสตร์ชั้นนำของ Revive & Restore ซึ่งเป็นองค์กรไม่แสวงหาผลกำไรที่ใช้พันธุวิศวกรรมสำหรับโครงการอนุรักษ์กล่าว เขาวางแผนที่จะใช้การวิเคราะห์ของกิลเบิร์ตและเพื่อนร่วมงานกับงานของเขาเกี่ยวกับนกพิราบโดยสารซึ่งสูญพันธุ์ไปในปี 2457 มีวิธีแก้ไขที่เป็นไปได้สำหรับวิธีการรวบรวมข้อมูลบางส่วนที่ขาดหายไป เขากล่าว แต่ข้อเท็จจริงที่ว่าข้อมูลบางอย่างมักจะเป็นเสมอ สิ่งที่ขาดหายไปคือข้อจำกัดที่นักวิทยาศาสตร์การสูญพันธุ์ได้บรรลุข้อตกลงแล้ว

“ปัญหาการประกอบอ้างอิงจะเป็นอุปสรรคต่อการสูญพันธุ์เสมอ” โนวัคกล่าว “ใครก็ตามที่ไล่ตามการสูญพันธุ์จะต้องจัดการกับความจริงที่ว่าเราต้องการเข้าใกล้ให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อทำสิ่งที่หลอกหลอนสิ่งแวดล้อม”

กล่าวอีกนัยหนึ่ง แมมมอธที่สูญพันธุ์ซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้การตัดต่อยีน หากเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ขึ้น ก็ไม่ใช่แมมมอธอย่างแน่นอน จะใกล้ชิดกับช้างเอเชียมีขนดกที่ปรับตัวให้เข้ากับอากาศหนาว และการวิเคราะห์ใหม่ชี้ให้เห็นว่าสัตว์ตัวแทนอาจมีความแตกต่างมากพอที่จะทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถเติมช่องนิเวศวิทยาก่อนหน้านี้ได้ยาก สำหรับบางคน นั่นอาจเพียงพอแล้วที่จะเอาชนะจุดประสงค์ของการฝึกหัด 

“เป็นวิทยาศาสตร์ มันยอดเยี่ยมมาก” กิลเบิร์ตกล่าว แต่ “นี่คือการใช้เงินที่ดีที่สุดในโลกที่เราไม่สามารถเลี้ยงแรดของเราให้มีชีวิตได้หรือไม่”

หน้าแรก

Share

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published.