Naukowcom z Colossal Biosciences z powodzeniem udało się pozyskać indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC) od słoni indyjskich (Elephas maximus). Są to komórki “przeprogramowane” z dorosłego stadium do etapu pluripotencjalnego, w którym mogą dać początek wszystkim rodzajom tkanek w organizmie. To krok milowy w pracach nad wskrzeszeniem mamutów włochatych (Mammuthus primigenius), choć jeszcze wiele jest do zrobienia.
Czytaj też: Mamuty mogą pojawić się w Teksasie szybciej, niż myślisz
Dr Eriona Hysolli z Colossal Biosciences mówi:
W przeszłości wiele prób wygenerowania iPSC słoni kończyło się porażką. Słonie indyjskie to wyjątkowy gatunek i dopiero teraz zaczęliśmy zarysowywać powierzchnię ich podstawowej biologii.
Mamuty powrócą i zmienią arktyczny ekosystem
Czynniki Yamanaki, po raz pierwszy opisane w 2006 r., to czynniki transkrypcyjne, które pozwalają przeprogramować dorosłe komórki w celu wytworzenia indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC). Wykorzystano je do uzyskania iPSC u myszy, ludzi, koni, świń, królików, małp, dużych kotów, nosorożców i wielu gatunków ptaków. Chociaż protokół przeprogramowania jest stosunkowo uniwersalny dla wszystkich zwierząt, konieczne są modyfikacje specyficzne dla gatunku. Z tego powodu właśnie, uzyskanie iPSC słoni do tej pory było niemożliwe.
Czytaj też: Mamuty jednak nie wymarły z winy człowieka? Nowe ustalenia
Prof. George Church z Harvard Medical School i współzałożyciel Colossal Biosciences mówi:
Słoniom należy się nagroda za “najtrudniejszy do przeprogramowania” gatunek. Nauczenie się, jak to robić, pomoże w wielu innych badaniach, zwłaszcza nad gatunkami zagrożonymi. Ten kamień milowy daje nam wgląd w biologię rozwoju i równowagę między starzeniem się a nowotworami. Otwiera drzwi do uzyskiwania gamet i innych typów komórek bez operacji na cennych zwierzętach.
Wykorzystując chemiczne podłoże, a następnie dodając czynniki transkrypcyjne Oct4, Sox2, Klf4, Myc +/- Nanog i Lin28 oraz supresję szlaku p53, uzyskano najdokładniejsze jak dotąd iPSC słoni. Podejście to różni się od bardziej standardowych protokołów przeprogramowania dla innych gatunków, częściowo ze względu na złożoność szlaku TP53 u słoni – ich genom zawiera do 19 kopii tych retrogenów. TP53 jest genem supresorowym i bywa nazywany “aniołem stróżem genomu”, bo jest on konieczny do kontrolowanego wzrostu komórki – by nie zamieniła się w nowotwór. Ponadto przeprogramowanie, które samo w sobie jest dość długie i nieefektywne, zajmuje więcej czasu w przypadku słoni.
Uzyskane przez Colossal Biosciences komórki iPSC wykazują wiele podstawowych czynników pluripotencji i mogą różnicować się w trzy listki zarodkowe, które później dają początek każdemu typowi komórek w organizmie. Wykazano, że można je poddać multipleksowej edycji i różnicowaniu w celu zbadania cech adaptacji do zimna, takich jak wzrost wełnistej sierści i magazynowanie tłuszczu w modelach komórkowych.
Gdy komórki iPSC będą mogły zostać wykorzystane do stworzenia modeli syntetycznych embrionów słoni, ułatwi to zrozumienie długiego i złożonego cyklu rozwoju tych zwierząt. Długoterminowym celem jest stworzenie żywej, chodzącej hybrydy słonia i mamuta, która byłaby wizualnie nie do odróżnienia od swojego wymarłego poprzednika. Jeśli zostanie wypuszczona do naturalnego środowiska w wystarczającej liczbie, mogłaby potencjalnie pomóc w odbudowie delikatnego ekosystemu tundry arktycznej (tzw. rewildingu).