Postava Frankensteinova stvoření, dinosauři i mamuti se ocitli – nebo znovu ocitají – v centru pokusů, jejichž cílem je vdechnout jim nový život. Jak reálná je naděje na úspěch této vysoce kontroverzní oblasti výzkumu?
V březnu letošního roku vzbudila rozruch zpráva, že americká biotechnologická společnost Colossal Biosciences se přiblížila svému cíli oživit vyhynulé mamuty.
Pomocí genetických nůžek CRISPR/Cas9 se vědcům podařilo upravit DNA myší podle vzoru chlupatého mamuta tak, že místo běžné srsti začaly růst husté, kudrnaté mamutí chlupy. Stejnou metodou firma dosáhla i „znovuzrození“ tří vlků, kteří vzhledem připomínají dávno vyhynulé stínové vlky.
Nejde o první ani o poslední pokusy vdechnout život dávno vyhynulým zvířatům. Zatímco někteří vědci věří v úspěch projektů tohoto druhu, jiní zůstávají skeptičtí.
Jakým způsobem se však tyto dávné druhy mohou vůbec vrátit? Kdo se o to v minulosti už pokusil? Na jakých projektech se pracuje dnes? A s jakými překážkami se tato snaha potýká – nyní i v budoucnu? Následuje přehled.
Jaké metody připadají v úvahu
Mnoha lidem se při slovech „znovuoživení“ a „DNA“ vybaví hollywoodský film „Jurský park“, v němž vědci v laboratoři „odsáli“ krev dinosaurů z komára zachovaného v jantaru. Z neúplného genetického materiálu pak doplněného DNA žab vypěstovali pravěké ještěry. Studie Davida Penneyho a jeho týmu však už v roce 2013 prokázala, že takový scénář je s největší pravděpodobností nemožný.
Fikční postup z filmu ve skutečnosti kombinuje dvě dnes známé vědecké metody – klonování a genetické inženýrství. Existuje však ještě třetí možný přístup: zpětné šlechtění.
Klonování
Nejznámějším reálným výsledkem této techniky je ovce Dolly, narozená roku 1996. Vznikla pomocí „přenosu somatického buněčného jádra“. Při tomto postupu se jádro buňky obsahující DNA živočicha, který má být naklonován, vloží bez dalších genetických úprav do prázdné buňky. Nově vzniklá buňka je tak přesnou kopií původní a nese stejnou DNA. Po přenosu se vyvíjí v embryo, které může odnosit náhradní matka.
Základem úspěchu je co nejlépe zachovaná buňka. Pomocí této metody se vědcům po celém světě podařilo naklonovat ovce, prasata, krávy, myši, domácí mazlíčky, opice i pyrenejského kamzíka, který krátce předtím vyhynul. Ten však kvůli vrozené vadě přežil jen několik minut. V zásadě lze touto metodou oživit vyhynulé zvíře v jeho „původní“ podobě.
Zpětné šlechtění
Další metoda, blízká reprodukci zaniklých druhů, je zpětné šlechtění. Používá se například v rámci projektu Tauros, jehož cílem je navrátit vyhynulého pratura (také zvaného ur). Chovatelé zde cíleně kříží plemena skotu, která si uchovala znaky původního pratura, aby vznikl co nejvěrnější potomek s pratuřím vzhledem a vlastnostmi.
Úspěch je možný pouze tehdy, pokud má zaniklý druh úzkou příbuznost s žijícími zvířaty, a tedy pokud se jeho charakteristické rysy v genomu dochovaly.
Genetické inženýrství
Třetí cestou k oživení vyhynulých druhů je genetická manipulace. Vědci při ní cíleně upravují části DNA žijících živočichů podle genetického vzoru jejich dávno zaniklých příbuzných. Upravená DNA se následně – podobně jako při klonování – vloží do prázdné buňky, z níž se vyvine geneticky modifikované embryo, které odnosí náhradní matka.
Ačkoli jde o nejmodernější ze zmíněných metod, právě tato je zatím od skutečného „znovuoživení“ vyhynulých druhů nejvzdálenější. Jak ukázaly případy takzvaných „vlněných myší“ a „stínových vlků“, výsledkem není přesná kopie zaniklé formy života, ale pouze tvor, který jí vzhledem připomíná.
Aby bylo možné dosáhnout co nejvěrnější reprodukce, muselo by se upravit 200 000 až 1,5 milionu míst v DNA – což je v současnosti finančně i časově nemožné. Navíc by bylo třeba mít k dispozici kompletní genom vyhynulého druhu a znát přesně ty sekvence, které určují jeho typické znaky.
Proč klonování a další pokusy často selhávají
I když se občas podaří naklonovat nebo geneticky upravit živého tvora, míra neúspěchu těchto eticky velmi sporných metod zůstává extrémně vysoká. Příčiny bývají různé a často souvisejí s konkrétními technickými překážkami.
Kompletní DNA: U dávno vyhynulých druhů, jako jsou mamuti, dinosauři či srstnatí nosorožci, je obtížné získat neporušený genom, který je pro klonování nezbytný.
Nezávadné buňky: Pro vytvoření klonu je klíčová zdravá, nepoškozená buňka. I když mohou být uchovány zmrazené v genetických bankách, nelze vyloučit poškození buněčných struktur. Zatím se podařilo vytvořit životaschopné klony pouze z buněk starých nanejvýš 16 let.
Správné donošení: Další překážkou je samotný vývoj a narození znovuoživeného druhu. V případě mamuta by teoreticky mohla být náhradní matkou slonice africká, protože tyto druhy jsou si geneticky příbuzné z 98,55 procenta. U jiných živočichů je však nalezení podobně vhodného náhradního druhu mnohem obtížnější. Problémy navíc nastávají u živočichů, kteří kladou vejce – dosud se nepodařilo úspěšně naklonovat žádného ptáka ani plaza, protože se embrya v jejich vejcích správně nevyvíjela.
Nízká úspěšnost: K vytvoření jediného živého tvora je často potřeba stovek embryí. Ukázal to i pokus s klonováním pyrenejského kamzíka, při němž se z 439 embryí narodilo živé pouze jedno. Tyto experimenty jsou proto mimořádně zdlouhavé i nákladné – zvlášť u slonů, kteří po téměř dvouleté březosti obvykle přivádějí na svět jen jedno mládě.
Sto let pokusů
Teprve v roce 2013 se se vědci pokusili naklonovat a znovu oživit jižního žábronoše, žábu, která vyhynula v 80. letech 20. století. Přestože se podařilo vytvořit embrya, pokus skončil neúspěchem – zárodky se nikdy nevyvinuly ani do stadia pulce, natož dospělé žáby. Rovněž pokusy z roku 2000 o klonování tasmánského tygra z tkáňových vzorků vycpaných exemplářů selhaly, a tak byl projekt po pěti letech ukončen.
Jedním z nejstarších pokusů o „znovustvoření“ vyhynulého druhu byl experiment německých zoologů Lutz a Heinze Hecka po první světové válce. Od 20. let 20. století se snažili obnovit pratura křížením různých plemen skotu. V 30. letech pak v rámci nacistické propagandy oznámili svůj domnělý úspěch a vypustili zvířata do volné přírody.
Pozdější genetické analýzy však prokázaly, že šlo o směs agresivních španělských býků a velkých britských i maďarských plemen. S původním praturem neměla tato zvířata geneticky nic společného.
Co chtějí vědci klonovat a znovu oživit
Cílem současných výzkumů nejsou jen druhy, které už z planety prakticky vymizely – například severní bílý nosorožec – ale i živočichové, kteří po Zemi kráčeli před stovkami, tisíci nebo dokonce miliony let.
Severní bílý nosorožec
Dnes na světě žijí už jen dvě samice severního bílého nosorožce, obě však zůstávají neplodné. Vědci chtějí pomocí uchovaného genetického materiálu a klonovací techniky vytvořit skutečné potomky nosorožců. Cílem je obnovit populaci severního bílého nosorožce a zabránit úplnému vyhynutí tohoto druhu.
Mamut srstnatý
V tomto případě hraje klíčovou roli genetické inženýrství a kompletně rozluštěný genom pravěkého mamuta. Projekt vede biotechnologická společnost Colossal Biosciences, která si v roce 2021 zajistila výhradní práva na jeho „znovuzrození“. Cílem je přivést v roce 2028 na svět chladnomilného slona, který bude vzhledem i chováním připomínat mamuta.
Tasmánský tygr
Na znovuoživení tasmánského tygra, známého také jako vakovlk, který vyhynul roku 1936, pracuje rovněž Colossal Biosciences. Pomocí genetických úprav chtějí vědci přetvořit DNA jeho nejbližšího žijícího příbuzného – vakomyši tlustoocasé – tak, aby se v určitých úsecích blížila genetickému kódu vakovlka. Protože je vakomyš příliš malá na to, aby mohla sloužit jako náhradní matka, plánuje se vývoj umělého zařízení pro vývoj embryí.
Dodo
Znovuzrození nelétavého ptáka doda, který obýval ostrov Mauricius až do 17. století, je dalším cílem společnosti Colossal Biosciences. I zde má být využita genetická manipulace. Materiál pro úpravy DNA by měla poskytnout nikobarská holubice, nejbližší žijící příbuzná doda. Není však zatím jasné, zda se embryo bude vyvíjet v opravdovém vejci, nebo v umělém inkubátoru.
Stěhovavý holub
Biotechnologická firma Revive & Restore plánuje pomocí genetického inženýrství znovu oživit stěhovavého holuba, který byl původně rozšířen v Severní Americe a vymizel roku 1914. Genetickou předlohou má být příbuzný druh – holub límcový. Původně se očekávalo, že se první jedinec nové generace vylíhne v roce 2025, nyní však vědci odhadují, že k tomu dojde nejdříve kolem roku 2030.
Zebra kvaga
V Jihoafrické republice se vědci z Quagga Projectu snaží oživit zaniklou poddruhovou formu zebry stepní, kvagu, která vyhynula roku 1883. Používají k tomu cílené zpětné šlechtění bez zásahu genetiky. Výsledkem je však pouze optická podoba s originálem. Zvažuje se i možnost klonování, a to pomocí DNA z kostní dřeně zachovaného kosterního exempláře a stepní zebry jako náhradní matky.
Moa
Podobně jako dodo má být genetickým inženýrstvím oživen i moa – obrovský nelétavý pták z Nového Zélandu, který vyhynul ve 14. století. Colossal Biosciences chce upravit DNA ptáka tinamu, jeho nejbližšího žijícího příbuzného, aby vznikl tvor podobný moovi. Protože vejce žádného současného ptáka nejsou dost velká, bude muset být vyvinuto umělé vejce.
Dinosauři
V diskuzi se objevuje i nápad na „návrat“ dinosaurů pomocí genové technologie – inspirovaný knihou Jak postavit dinosaura amerického paleontologa Jacka Hornera. Ten tvrdí, že genetici by mohli využít blízký příbuzenský vztah ptáků a dinosaurů, kteří vyhynuli před 66 miliony let. Cílené změny DNA by měly u ptáků vyvolat vývoj některých „ještěrčích“ znaků. Skutečný návrat pravých dinosaurů je však podle odborníků technicky nemožný.
Dvojsečná zbraň
V otázce oživování vyhynulých druhů se vědecký svět dělí na dva tábory – nadšence a kritiky. Podle zastánců tyto projekty přinášejí naději, že by se mohly zachránit druhy stojící na pokraji zániku, například severní bílý nosorožec.
Vědci jako bioinformatik Timothy Hearn z britské Anglia Ruskin University tvrdí, že znovuoživené druhy by mohly zaplnit ekologické niky a obnovit rovnováhu v ekosystémech. Australský biolog Ben Jacob Novak například uvádí, že návrat mamuta by mohl přispět ke stabilizaci permafrostu. Mamutí stáda by totiž svým dupáním udusávala sníh, čímž by se do půdy dostával chladnější vzduch a ta by zůstávala zmrzlá déle.
Ale jak bezpečné by vůbec bylo znovuosídlení tvorů, kteří žili před statisíci lety v úplně jiných podmínkách? Mohly by znovuoživené druhy v dnešním světě prosperovat, nebo by zanikly kvůli nevhodnému prostředí? A nehrozilo by naopak, že by vytlačily současné přirozené druhy? Právě tyto obavy zmiňují odpůrci podobných projektů.
Podle zoologa Nica Rawlenceho by pro skutečné přežití a návrat do přírody bylo potřeba nejméně 500 jedinců. Náklady i čas nutný k tomu, aby taková populace vznikla, jsou však podle odborníků momentálně obrovské. Biolog Paul Ehrlich ze Stanfordovy univerzity upozorňuje, že by bylo mnohem rozumnější věnovat tyto prostředky na ochranu ohrožených živočichů, kteří ještě žijí. Profesor David Coltman z kanadské Western University navíc varuje před „zneužitím vědy pro zisk“, které podle něj překračuje etické hranice.
V Jurském parku nakonec experimentální projekt selhal. Ukázalo se, že přírodu nelze ovládnout – vždy si najde vlastní cestu. O to naléhavěji dnes zní slova jedné z hlavních postav filmu:
„Vědci byli natolik zaneprázdněni tím, aby zjistili, jestli to dokážou, že se nezastavili a nezamysleli, jestli by to měli udělat.“
– dr. Ian Malcolm, chaotický teoretik z Jurského parku
–etg–
Článek byl doplněn českou redakcí o některé informace.
