V červenci 2014 časopis Science publikoval speciální sérii článků věnovaných tématu úbytku druhů a potřebě nových přístupů k ochraně volně žijících živočichů - mezi nimi de-extinkce (také známá jako biologie vzkříšení), proces oživování druhů, které mají vymřel nebo zanikl. Univerzita v Otagu, NZ, zoolog Philip J. Seddon a její kolegové, autoři článku uvedeného v sérii, navrhli, že nejde o to, zda by došlo k vyhynutí - vědci byli blíž než kdy předtím, aby se to stalo - ale jak udělej to způsobem, který by prospěl ochraně. Zvláštní vydání následovalo po minulé akci TEDxDeExtinction, vysoce propagované konferenci, na níž klíčové osobnosti v této oblasti hovořily o vědě, slibu a rizicích vyhynutí.
Přiveďte je zpět.
I když byla tato myšlenka jednou považována za fantastickou představu, možnost oživení vyhynulých druhů se zvýšila díky pokrokům v technologii selektivního šlechtění, genetiky a reprodukčního klonování. Klíčem mezi těmito pokroky byl vývoj v 90. letech 20. století techniky známé jako jaderný přenos somatických buněk (SCNT), který byl použit k výrobě prvního klonu savců, ovcí Dolly (narozený 1996, zemřel 2003).
V roce 2009 vědci pomocí SCNT téměř téměř poprvé dosáhli vyhynutí, když se pokusili přivést zpět zaniklý pyrenský kozorožec (nebo bucardo, Capra pyrenaica pyrenaica). Klon byl produkován z konzervovaných tkání, ale zemřel na těžkou plicní vadu během několika minut od svého narození. Krátký úspěch pokusu vyvolal debatu o tom, zda by měl být druh přiveden zpět k vyhynutí, a pokud jsou přivedeni zpět, jak by měl být proveden a jak by měl být tento druh spravován.
Kandidátů na vyhynutí je mnoho. Některé vysoce známé příklady jsou mamut vlněný (Mammuthus primigenius), osobní holub (Ectopistes migratorius), thylacin nebo vlk vačnatý (Thylacinus cynocephalus) a žaludeční žába (Rheobatrachus silus). De-extinkce se nevztahuje na dinosaury, částečně kvůli extrémnímu stáří vzorků a těžké degradaci DNA v průběhu času.
Nástroje vzkříšení druhů.
Možnost oživení vyhynulých druhů byla poprvé prozkoumána na počátku 20. století, a to přístupem známým jako šlechtění zad (nebo šlechtění zpět). Zpětné šlechtění, pro produkci plemene, které vykazuje vlastnosti divokého předka, je založeno na principech selektivního šlechtění, které lidé používali po staletí k vývoji zvířat s požadovanými vlastnostmi. Ve dvacátých a třicátých letech 20. století němečtí zoologové Lutz a Heinz Heck křížili různé druhy skotu v pokusu o podporu plemene pro zvíře, které se podobalo aurochům (Bos primigenius), vyhynulému druhu evropského divokého býka předního moderního skotu. Bratři Heckovi zkřížili moderní dobytek a použili jako průvodce historické popisy a vzorky kostí, které poskytly morfologické informace o aurochech, ale neměli vhled do genetické příbuznosti zvířat. V důsledku toho výsledný Heck skot nesl jen malou podobnost s aurochy.
Ve druhé polovině 20. století se objevily nástroje, které vědcům umožnili izolovat a analyzovat DNA z kostí, vlasů a jiných tkání mrtvých zvířat. Spolu s pokroky v reprodukčních technologiích, jako je oplodnění in vitro, byli vědci schopni identifikovat dobytek, který je blízkým genetickým příbuzným aurochů, a kombinovat jejich sperma a vejce, aby vytvořili zvíře (tzv. Tauros), které je morfologicky a geneticky podobné do aurochů.
Další pokroky v genetických technologiích zvýšily možnost vyvozovat a rekonstruovat genetické sekvence zaniklých druhů z dokonce špatně konzervovaných nebo kryokonzervovaných vzorků. Rekonstruované sekvence by mohly být porovnány se sekvencemi existujících druhů, což umožňuje identifikaci nejen živých druhů nebo plemen nejvhodnějších pro chov v zádech, ale také genů, které by byly kandidáty na úpravu u živých druhů. Editace genomu, technika syntetické biologie, zahrnuje přidání nebo odstranění specifických částí DNA v genomu druhu. Objev CRISPR (seskupený pravidelně interspaced krátké palindromické opakování), přirozeně se vyskytující enzymový systém, který edituje DNA v určitých mikroorganismech, velmi usnadnil upřesnění editace genomu pro de-extinkci.
Klonování pro de-extinkci se soustředilo především na použití SCNT, což znamená přenos jádra ze somatické (tělové) buňky zvířete, který má být klonován do cytoplazmy enukleovaného dárcovského vajíčka (vajíčka, která pochází z jiného zvíře a jeho vlastní jádro bylo odstraněno). Vajíčka je v laboratoři stimulována k iniciaci dělení buněk, což vede k tvorbě embrya. Embryo je potom transplantováno do dělohy náhradní matky, což je v případě deinkinkce druh úzce příbuzný tomu, který je klonován. Ve snaze oživit zaniklý pyrenejský kozorožec v roce 2009 vědci přenesli jádra z rozmražených fibroblastů kryokonzervovaných vzorků kůže na enuklizovaná vejce domácích koz. Rekonstruovaná embrya byla transplantována do španělských kozorožců nebo hybridních (španělských kozorožců).
Může být také možné použít kmenové buňky k oživení zaniklých druhů. Somatické buňky mohou být přeprogramovány zavedením specifických genů, čímž se vytvoří tzv. Indukované pluripotentní kmenové buňky (iPS). Takové buňky mohou být stimulovány k diferenciaci na různé typy buněk, včetně spermií a vajec, která mohou potenciálně vést k živým organismům. Stejně jako u ostatních technik de-extinkce však úspěch přístupu založeného na kmenových buňkách do značné míry závisí na kvalitě DNA, která je k dispozici v konzervovaných vzorcích.
