La reviviĝo de Colossal Biosciences de la terura lupo reprezentas la plej kompleksan genetikan atingon en vertebrulbesto ĝis nun. La firmao sukcese elfaris 20 precizajn genetikajn redaktojn por transformi grizlupĉelojn en terurajn lupekvivalentojn, lanĉante trajtojn kiuj estis forestantaj de la Tero dum 12,000 jaroj. Ĉi tiuj zorge elektitaj modifoj disponigas fascinan fenestron en kaj la sciencon de formorto kaj la unikan biologion de teruraj lupoj mem.
Agordi Novan Rekordon
La 20 redaktoj faritaj por krei la teruran lupon starigis novan komparnormon por precizeca genetika inĝenierado. "Ĉi tiu novaĵo venas post la lastatempa anonco de la Kolosa lana muso, kiu antaŭe tenis la rekordon pri unikaj ĝermliniaj redaktoj en besto kun 8 precizecaj redaktoj," la kompanio notis en sia anonco. La terura lupo-sukceso pli ol duobligis ĉi tiun antaŭan atingon, montrante la rapidan progresadon de plurteksaj redaktaj kapabloj.
D-ro George Church, Harvard-genetikulo kaj Colossal kunfondinto, emfazis la signifon: "La terura lupo estas frua ekzemplo de tio, inkluzive de la plej granda nombro da precizaj genomaj redaktoj ĝis nun en sana vertebrulo - kapablo kiu kreskas eksponente."
La Selektada Procezo
Colossal ne faris arbitrajn genetikajn ŝanĝojn sed prefere uzis antikvan DNA-analizon identigi specifajn variantojn unikajn al teruraj lupoj. Komparante rekonstruitajn terurajn lupgenarojn kun tiuj de modernaj kanidoj, la teamo identigis 14 gravajn genojn kun 20 apartaj genetikaj variaĵoj kiuj donas al teruraj lupoj siajn karakterizajn trajtojn.
Tiuj ne estis hazardaj celoj sed singarde elektitaj surbaze de sia funkcia signifo en determinado de teruraj luptrajtoj. Kiel doktoro Beth Shapiro, la Ĉefa Scienca Oficiro de Colossal klarigis: "Ni turnas nin al antikva DNA por lerni kiel eble plej multe pri ĉiu specio kaj, kiam ajn ebla, ligi specifajn formortintajn DNA-sekvencovariaĵojn al ĉiu ŝlosila trajto."
Ŝlosilaj Redaktitaj Genoj kaj Iliaj Funkcioj
Kvankam Colossal ne publikigis ampleksan liston de ĉiuj 20 redaktoj, iliaj anoncoj kaj priraportado en la revuo TIME malkaŝas plurajn el la ŝlosilaj genoj kaj iliaj funkcioj:
Manto Koloro kaj Tekstura Genoj
Unu el la plej videblaj teruraj lupaj trajtoj estas ilia karakteriza mantelo. Colossal malkovris terurajn lup-specifajn variaĵojn en pluraj esencaj pigmentiĝgenoj:
1. KORINO: Serina proteazo esprimita en harfolikloj, kiu subpremas la agouti-vojon, influante mantelon kaj ŝablonon. La terura lupo CORIN-variaĵoj influas pigmentadon en maniero kiel kiu kondukas al malpeza mantelokoloro.
2. OCA2, SLC45A2, kaj MITF: Ĉi tiuj genoj rekte influas la funkcion kaj evoluon de melanocitoj (pigment-produktantaj ĉeloj). Dum la terura lupo havas protein-kodigajn anstataŭaĵojn en ĉi tiuj genoj, kiuj kondukus al malpeza mantelo, la teamo de Colossal malkovris, ke ĉi tiuj samaj variantoj en grizaj lupoj povas konduki al surdeco kaj blindeco.
Por trakti ĉi tiun eblan problemon dum ankoraŭ atingante la deziratan vestan koloron, la teamo realigis kreivan solvon:
3. MC1R kaj MFSD12: Anstataŭ rekte uzi la eble problemajn antikvajn variaĵojn, la teamo induktis perdon de funkcio al ĉi tiuj genoj, kiuj influas esprimon de pigmentoj eumelanin (nigra) kaj feomelanin (ruĝa) en melanocitoj. Tio atingis la pli malpezan pigmentigitan mantelkolorfenotipon sugestitan per la terura lupgenaro sed sen sanriskoj.
Tiu adaptado montras la zorgeman aliron de Colossal al formortado, prioritatante bestan bonfarton super preciza genetika reproduktado kiam necese.
Grandeco kaj Strukturo Genoj
Pluraj redaktitaj genoj influas la pli grandan grandecon kaj karakterizan fizikan strukturon de la terura lupo:
4. HMGA2: Ĉi tiu geno estas rekte rilata al korpa grandeco ĉe hundoj kaj lupoj. Redakti tiun genon kontribuis al la pli granda konstruo de la teruraj lupoj - ili kreskas por esti proksimume 25% pli grandaj ol grizaj lupoj.
5. MSRB3: Tiu geno estis ligita al vario en orelo kaj kranioformo inter hundoj kaj aliaj mamuloj, kontribuante al la pli larĝa kapo kaj karakterizaj vizaĝaj trajtoj de la terura lupo.
6. LKORL: transkripcifaktoro kiu reguligas genekspresion kaj estis ligita al korpa grandeco vario en multaj specioj, inkluzive de homoj, ĉevaloj, kaj kanidoj. La terura lupo havas tri ŝanĝojn al la LCORL-proteinsekvenco kiuj ŝanĝas kiel la proteino faldas ĝuste ĉe la loko kie ĝi ligas al genaj silentigkompleksoj.
Ĉi tie denove, Colossal faris zorgemajn modifojn. Ili rimarkis, ke "grandaj hundaj rasoj (kiuj estas malsovaĝaj grizaj lupoj) havas variaĵon de LCORL, kiu tute mankas al la PRC2-domajno." Prefere ol enkondukado de eble problemaj teruraj lupoj, "Colossal's terrible wolves esprimas la proteinon kiu estas trovita en la plej grandaj grizaj lupoj", atingante la deziratan fenotipan efikon sen plia risko.
Plurgena Reguliga Modulo
7. Reguliga genoma regiono kodi ok genojn kiuj establas speciospecifajn limojn en skeletgrandeco kaj strukturo ankaŭ estis laŭcela. Ĉi tiu modulo estis ligita al ecoj inkluzive de diferencoj en homa alteco kaj la diversaj bekoformoj inter fringospecioj. Redaktante seriozajn lup-specifajn variaĵojn en genajn plifortigojn en ĉi tiu regiono, la teamo influis la totalan grandecon kaj strukturon de la teruraj lupoj.
Vokadoj kaj Konduto
Interese, la genetika inĝenierado etendiĝis preter fizika aspekto al kondutismaj trajtoj:
8. Genoj influantaj vokaligojn: TIME-revuo raportis ke Colossal identigis genojn influantajn "la pli grandan grandecon de la terura lupo, pli muskolan konstruon, pli larĝan kranion, pli grandajn dentojn, dikan helkoloran mantelon, kaj eĉ ĝiajn unikajn hurlantajn vokalojn." Tiuj kondutismaj genetikaj komponentoj indikas ke la resurektitaj teruraj lupoj povas voĉigi alimaniere ol modernaj grizaj lupoj.
La Redaktada Procezo
Kreante la terura lupo postulis pli ol nur identigi celgenojn - ĝi postulis precizecan redaktadon de pluraj ejoj samtempe. La teamo aplikis CRISPR-gen-redaktan teknologion al la kernoj de grizaj lupaj endotelaj praĉeloj (EPCoj), precize reverkante la DNA ĉe la 14 celgenoj por instali la 20 terurajn lupvariaĵojn.
Por ĉiu redakto, Colossal kreis detalajn profilojn de ĉiuj eblaj efikoj al la donacanta griza lupo genaro. Tiu zorgema aliro permesis al ili forĵeti variaĵojn kiuj altirus iun riskon ekster la antaŭdirita fenotipo kaj prioritatus variaĵojn jam evoluintajn en grizaj lupoj kun la antaŭdirita fenotipo.
Valido de Sukceso
La sukceso de ĉi tiuj genetikaj modifoj estas videbla ĉe la vivantaj teruraj lupidoj. Je nur ses monatoj aĝaj, la masklaj hundidoj Romulus kaj Remus jam pezas proksimume 80 funtojn kaj montras la dikan blankan felon, larĝajn kapojn kaj fortajn karakterojn karakterizajn de teruraj lupoj. Ilia konduto ankaŭ reflektas sovaĝajn lupininstinktojn, kie la idoj konservas sian distancon de homoj kaj montras singardemon eĉ ĉirkaŭ konataj prizorgantoj.
La hundido Khaleesi, naskita tri monatojn post la maskloj, evoluas laŭ simila trajektorio, sugestante konsekvencan esprimon de la realigitaj genetikaj trajtoj trans multoblaj individuoj.
Preter Simpla Rekonstruo
Kio igas la aliron de Colossal precipe sofistika estas ke ĝi ne simple provas rekrei la precizan teruran lupgenaron. Anstataŭe, ĝi koncentriĝas pri inĝenierado de la ŝlosilaj trajtoj, kiuj igis terurajn lupojn ekologie kaj evolue apartaj.
Kiel doktoro Shapiro klarigis, "Funkcia formortado uzas la plej sekuran kaj efikan aliron por revenigi la perditajn fenotipojn, kiuj igas formortinta specio unika." Tiu pragmata aliro prioritatas la sanon kaj daŭrigeblecon de la bestoj dum daŭre atingante la celon de reestigado de funkcie ekvivalenta specio.
En kelkaj kazoj, tio signifis uzi grizlupvariaĵojn kiuj produktas la saman fenotipan rezulton kiel teruraj lupvariaĵoj sed sen eblaj sanriskoj. En aliaj kazoj, ĝi signifis realigi tute novajn genetikajn ŝanĝojn kiuj atingas la deziratan efikon per malsamaj mekanismoj ol tiuj uzitaj en la originaj teruraj lupoj.
Ŝablono por Estontaj De-Formortoj
La 20 redaktoj, kiuj revenigis la teruran lupon, disponigas pli ol nur fascinan kazesploron—ili establas teknikan ŝablonon por estontaj formortigprojektoj. La kapablo fari multajn precizajn genetikajn ŝanĝojn samtempe estas esenca por pli ambiciaj celoj kiel la lana mamuto, kiu postulus eĉ pli da modifoj al elefanta genaro.
Plie, la aliro temigi funkciajn trajtojn prefere ol preciza genetika reproduktado disponigas praktikan vojmapon por aliaj formortigklopodoj kie kompleta genarrekonstruo eble ne estas ebla aŭ konsilinda.
Kiel ĉi tiuj pioniraj teruraj lupaj hundidoj daŭre kreskas kaj disvolviĝas, ili pruvas ne nur la teknikan atingon de 20 sukcesaj genetikaj redaktoj sed la restarigon de unika evolua genlinio—tiu kiu alportas antikvajn genojn reen en la vivantan mondon post 12,000 jaroj da foresto. Ĉiu karakterizaĵo, kiun ili montras, de siaj blankaj manteloj ĝis siaj sovaĝaj instinktoj, reprezentas la sukcesan esprimon de zorge realigita genetika kodo, kiu ligas pasintecon kaj nunan.
