Resuscitare le specie estinte, a che punto siamo? / Reviving extinct species, where are we at?
Resuscitare le specie estinte, a che punto siamo? / Reviving extinct species, where are we at?
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
I progetti per riportare geneticamente in vita i mammut ed altri animali scomparsi hanno una posta in gioco scientifica che va ben oltre l’immaginario del film Jurassic Park.
Le tecnologie di base ci sono tutte, ma perfezionarle richiederà ancora un bel po’ di lavoro. Grazie a pionieri come il Nobel Svante Pääbo, dapprima abbiamo imparato a recuperare il DNA dei fossili, a riordinarne i frammenti consumati nel corso di secoli e millenni, ed a confrontarli con le sequenze dei parenti più prossimi ancora in vita. Poi è arrivata la tecnica di editing genetico CRISPR, anch’essa premiata con il Nobel: usandola possiamo prendere un genoma moderno simile a quello estinto e modificarlo, introducendo mutazioni arcaiche, caratteristiche dell’animale da “resuscitare”. Un altro importante tassello è stato sistemato il mese scorso dalla Colossal Biosciences, la company che da appena tre anni è impegnata a pieno ritmo a trasformare la de-estinzione in realtà.
La società fondata dal visionario genetista George Church ha annunciato di essere riuscita a creare delle cellule staminali di tipo embrionale a partire dalla pelle di elefante. Diciotto anni dopo l’exploit del Nobel Shinya Yamanaka sul topo, dunque, la rivoluzione delle cellule staminali pluripotenti indotte sta arrivando anche nel mondo dei pachidermi. Il risultato è che (se tutto andrà bene) presto potremo disporre di cellule viventi adatte a ospitare un genoma di elefante editato con tratti tipici dei mammut, come la resistenza al freddo. Prima potrebbero essere usate per produrre in vitro tessuti e organoidi di simil-mammut utili per acquisire nuove conoscenze, poi (forse) per generare ovociti, embrioni, e persino uteri artificiali che potrebbero semplificare almeno alcuni dei problemi etici dell’impresa, consentendo di evitare il ricorso alle elefantesse per la gestazione.
Anche limitandosi a de-estinguere i tratti peculiari di una specie perduta, anziché gli animali nella loro interezza, ogni passaggio resta una sfida, e nessuno può essere certo che nel 2028 nascerà davvero il primo ibrido genetico mammut-elefante, come sperano alla Colossal. Ma seppure la meta finale dovesse restare un miraggio, varrebbe comunque la pena di proseguire il cammino. Lo ha spiegato in un’intervista a "STAT" la biologa evoluzionista Beth Shapiro, che in passato si è fatta notare sequenziando il genoma del dodo all’Università della California a Santa Cruz e recentemente ha assunto la guida scientifica della company simbolo del settore.
Sequenziare il DNA antico non è più difficile come un tempo, tant’è vero che abbiamo già diverse dozzine di genomi di mammut da confrontare tra loro, oltre che con gli elefanti asiatici ed africani. Il salto successivo per i paleogenetisti è stato imparare a usare le antiche sequenze per aprire uno scorcio sulla genetica di popolazione delle specie perdute. “Adesso più o meno ci siamo. La prossima svolta consisterà nel tradurre queste sequenze genomiche di specie estinte in una migliore comprensione del perché avevano certe caratteristiche e comportamenti, in modo da usare queste informazioni a beneficio delle specie ora esistenti”, sostiene Shapiro. Si tratta, evidentemente, di una ambizione di portata generale, che interessa l’intero campo della biologia e ha poco in comune con l’immaginario dei film hollywoodiani.
Intanto si lavora per perfezionare gli strumenti necessari: la piattaforma CRISPR, per esempio, deve essere messa nelle condizioni di funzionare sempre meglio, introducendo molte mutazioni contemporaneamente, piccole e grandi (l’editing di estese sequenze è una delle tecnologie da tenere d’occhio nel 2024, secondo le previsioni di "Nature"). Materia ancora più delicata è l’embriologia, con la sfida di svincolare lo sviluppo fetale dalla presenza di una madre in carne e ossa, sostituita da una sorta di cuscino cellulare vascolarizzato. In entrambi i casi si tratta di avanzamenti la cui posta in gioco va ben oltre la resurrezione nostalgica di bestioni preistorici, con applicazioni plausibili per molte altre specie, senza escludere quella umana. I naturalisti classici continueranno ad obiettare che sarebbe meglio preoccuparsi delle specie a rischio anziché pretendere di resuscitare quelle già scomparse, ma secondo Shapiro la sfida della conservazione è troppo vasta per rinunciare a percorrere anche strade nuove, per quanto in salita.
Oltre al gruppo dedicato al mammut, Colossal ne ha uno che si concentra sul dodo (un grosso uccello dell’isola di Mauritius) ed un altro focalizzato sul tilacino (un marsupiale più noto come tigre della Tasmania). Dovendo indicare un’altra specie che vorrebbe riportare in vita, Shapiro si sofferma sugli insetti a rischio di estinzione e sull’opportunità di adattare CRISPR anche a loro. Se vogliamo partire da un invertebrato bello e carismatico, potrebbe essere la farfalla blu di Xerces, che fino agli anni quaranta volava leggiadra nella baia di San Francisco.
Difficilmente, invece, vedremo un gruppo al lavoro su Neanderthal. Troppo spinose le questioni etiche, a cominciare dal fatto che sperimentare con questi esseri umani richiederebbe un consenso informato impossibile da procurarsi. Consoliamoci con l’ultima considerazione di Beth Shapiro: è ormai risaputo che ciascuno di noi possiede una piccola percentuale di DNA neanderthaliano, ma pochi sanno che si tratta di tante sequenze diverse. "Se andassimo per il pianeta a raccoglierle tutte dalle persone ora in vita, potremmo mettere insieme circa il 93 per cento del genoma di Neanderthal. Perciò vi lascio con una domanda: se il 93 per cento del loro genoma esiste tuttora, sono davvero estinti?"
ENGLISH
Projects to genetically bring mammoths and other missing animals back to life have scientific stakes that go far beyond the imagery of the film Jurassic Park.
The basic technologies are all there, but perfecting them will still require a lot of work. Thanks to pioneers such as Nobel Prize winner Svante Pääbo, we first learned to recover the DNA of fossils, to reorder the fragments consumed over centuries and millennia, and to compare them with the sequences of the closest relatives still alive. Then came the CRISPR gene editing technique, also awarded with the Nobel: using it we can take a modern genome similar to the extinct one and modify it, introducing archaic mutations, characteristics of the animal to be "resurrected". Another important piece was settled last month by Colossal Biosciences, the company that for just three years has been fully committed to making de-extinction a reality.
The company founded by visionary geneticist George Church has announced that it has succeeded in creating embryonic stem cells from elephant skin. Eighteen years after Nobel Shinya Yamanaka's exploit on the mouse, therefore, the revolution of induced pluripotent stem cells is also arriving in the world of pachyderms. The result is that (if all goes well) we will soon be able to have living cells suitable for hosting an edited elephant genome with typical mammoth traits, such as resistance to cold. First they could be used to produce in vitro mammoth-like tissues and organoids useful for acquiring new knowledge, then (perhaps) to generate oocytes, embryos, and even artificial wombs which could simplify at least some of the ethical problems of the company, allowing it to avoid the use of elephants for gestation.
Even by simply de-extincting the peculiar traits of a lost species, rather than the animals in their entirety, each step remains a challenge, and no one can be certain that the first mammoth-elephant genetic hybrid will truly be born in 2028, as Colossal hopes. But even if the final goal remains a mirage, it would still be worth continuing the journey. Evolutionary biologist Beth Shapiro explained this in an interview with "STAT", who in the past made herself noticed by sequencing the dodo genome at the University of California in Santa Cruz and recently took over the scientific leadership of the company that is a symbol of the sector.
Sequencing ancient DNA is no longer as difficult as it once was, so much so that we already have several dozen mammoth genomes to compare with each other, as well as with Asian and African elephants. The next leap for paleogeneticists was to learn how to use ancient sequences to gain insight into the population genetics of lost species. “Now we're more or less there. The next breakthrough will be to translate these genomic sequences from extinct species into a better understanding of why they had certain characteristics and behaviors, so that we can use this information to benefit existing species,” says Shapiro. This is evidently an ambition of general scope, which affects the entire field of biology and has little in common with the imagery of Hollywood films.
In the meantime, we are working to perfect the necessary tools: the CRISPR platform, for example, must be put in a position to function better and better, introducing many mutations at the same time, small and large (the editing of large sequences is one of the technologies to keep an eye on in 2024, according to "Nature" forecasts). An even more delicate subject is embryology, with the challenge of freeing fetal development from the presence of a flesh-and-blood mother, replaced by a sort of vascularized cellular cushion. In both cases these are advances whose stakes go well beyond the nostalgic resurrection of prehistoric beasts, with plausible applications for many other species, without excluding the human one. Classical naturalists will continue to object that it would be better to worry about species at risk rather than try to resuscitate those that have already disappeared, but according to Shapiro the conservation challenge is too vast to give up on taking new paths, however difficult.
In addition to the mammoth group, Colossal has one that focuses on the dodo (a large bird from the island of Mauritius) and another focused on the thylacine (a marsupial better known as the Tasmanian tiger). Having to indicate another species that he would like to bring back to life, Shapiro focuses on insects at risk of extinction and the opportunity to adapt CRISPR to them too. If we want to start with a beautiful and charismatic invertebrate, it could be the Xerces blue butterfly, which flew gracefully in San Francisco Bay until the 1940s.
However, we are unlikely to see a team working on Neanderthals. The ethical questions are too thorny, starting with the fact that experimenting with these human beings would require informed consent that is impossible to obtain. Let's console ourselves with Beth Shapiro's final consideration: it is now known that each of us possesses a small percentage of Neanderthal DNA, but few know that these are many different sequences. “If we went around the planet and collected them all from people now alive, we could piece together about 93 percent of the Neanderthal genome. So I leave you with a question: If 93 percent of their genome still exists today, are they really extinct? "
Da:
https://www.lescienze.it/news/2024/04/12/news/resuscitare_specie_estinte-15620287/
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