Biyoteknoloji şirketi Colossal 2021'de faaliyete geçtiğinde şok edici bir hedef belirledi: saçları ve soyu tükenmiş yünlü mamutlarda bulunan diğer özellikleri taşıyan fillerin genetik mühendisliğini yapmak.
Üç yıl sonra mamut benzeri yaratıklar artık tundrada dolaşmıyor. Ancak çarşamba günü, şirket araştırmacıları dikkate değer bir ilerleme bildirdiler: Potansiyel olarak vücuttaki herhangi bir dokuya dönüşebilecek fil kök hücreleri ürettiler.
Colossal'ın yaşam bilimleri başkanı Eriona Hysolli, hücrelerin yaşayan fillerin korunmasına yardımcı olabileceğini söyledi. Örneğin araştırmacılar yetiştirme programları için bol miktarda fil yumurtası kaynağı oluşturabilirler. “Bir tabakta bunlardan çoğunu kullanmak önemli” dedi.
Bağımsız araştırmacılar ayrıca indüklenmiş pluripotent kök hücreler veya kısaca iPSC'ler olarak adlandırılan hücrelerden de etkilendiler. Araştırmada yer almayan Buffalo Üniversitesi'nden biyolog Vincent Lynch, iPSC'lerin bilim adamlarının fillerin garip biyolojisi hakkında daha fazla bilgi edinmesine yardımcı olabileceğini ve bunların neden bu kadar nadiren kansere yakalandıklarını da içerebileceğini söyledi.
“Bunu iPSC'lerle inceleme fırsatı çok heyecan verici” dedi Dr. Linç. Keşif “kanser direncini incelemek için bir olasılıklar dünyasının kapılarını açıyor” diye ekledi.
Veriler Çarşamba günü çevrimiçi olarak yayınlandı ancak henüz bilimsel bir dergide yayınlanmadı.
Harvard Tıp Fakültesi'nden biyolog George Church, on yıldan fazla bir süre önce yünlü mamutu yeniden canlandırmaya çalışmaya başladı. O zamanlar genetikçiler soyu tükenmiş hayvanların kemiklerinden DNA çıkardılar ve onlarla yaşayan fil kuzenleri arasındaki genetik farklılıkları belirlediler. Dr. Church, eğer bir fil embriyosunun DNA'sını değiştirebilirse, yünlü mamutların soğuk iklimlerde hayatta kalmasını sağlayan bazı özellikleri sergileyebileceğini düşündü.
Dr. Laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan Hysolli ve meslektaşları Dr. Church ayrıca fil DNA'sının düzenlenmesi konusunda da bazı ön araştırmalar yapıyor. Ancak grup, sınırlı sayıdaki fil hücresi kaynağıyla mücadele ediyordu.
Böylece araştırmacılar, Japon biyolog Shinya Yamanaka ve meslektaşlarının Nobel ödüllü çalışmalarından ilham alarak kendi malzemelerini üretmeye koyuldular. Dr. Yamanaka, yetişkin fare hücrelerindeki saati, embriyo hücrelerine benzeyecek şekilde nasıl geri çevirebileceğini buldu. Doğru kimyasal kombinasyonuyla bu iPSC'ler daha sonra birçok farklı dokuya, hatta yumurtalara dönüşebilir.
Araştırmacılar, insanlar da dahil olmak üzere diğer türlerden iPSC'ler oluşturdu. Örneğin, bazı araştırmacılar beyin dalgaları üreten insan nöronlarından oluşan kümeler yarattılar.
Ancak fil hücrelerinin yeniden programlanmasının çok daha zor olduğu kanıtlandı. Dr. Lynch, yıllardır fil iPSC'leri yapmaya çalıştığını ancak başarılı olamadığını söyledi. Sorunun fillerin dikkate değer bir özelliğiyle ilgili olduğundan şüpheleniyordu: nadiren kansere yakalanıyorlardı.
Basit bir hesaplama, birçok filin kansere yakalanması gerektiğini gösteriyor. Tek bir embriyonik fil hücresi birçok kez bölünerek yetişkin bir hayvanın devasa bedenini oluşturur. Her bölünmede DNA'nın mutasyona uğrama ihtimali vardır. Ve bu mutasyon yeni hücreyi kontrolsüz büyümeye veya kansere sürükleyebilir.
Ancak filler kansere karşı bir dizi ek savunma mekanizması geliştirmiştir.
Bunların arasında TP53 adı verilen bir protein var. Tüm memeliler, kontrolsüz büyüme belirtileri gösterdiğinde hücrenin kendi kendini yok etmesine neden olan bu protein için bir gen taşır. Fillerin TP53 için 29 geni vardır. Birlikte kanser hücrelerini agresif bir şekilde yok edebilirler.
Bu anti-kanser adaptasyonları, yetişkin fil hücrelerinin iPSC'lere yeniden programlanmamasının nedeni olabilir. Hücrede meydana gelen değişiklikler kansere yönelik ilk adımları andırabilir ve hücrelerin kendi kendilerini yok etmelerine yol açabilir.
“P53'ün önemli olacağını biliyorduk” dedi Dr. Kilise. Kendisi ve meslektaşları, nesli tükenmekte olan Asya fillerinden taze hücreler elde ederek bu zorluğun üstesinden gelmeye çalıştı. Bu hayvanlardan doku örneği alamasalar da yavru fillerin göbek bağlarını almayı başardılar.
Araştırmacılar daha sonra hücrelerdeki tüm p53 proteinlerinin üretimini engelleyen moleküller yaptılar. Bu tedaviyi Dr. Yamanaka'nın kokteylini ve diğer proteinleri kullanarak fil iPSC'leri oluşturmayı başardılar.
“Tüm testleri başarıyla geçmiş gibi görünüyorlar” dedi Dr. Kilise. Kendisi ve meslektaşları bu hücrelerin embriyo benzeri hücre yığınlarına dönüşmesine neden oldu. Ve hücreler, erken memeli embriyolarında bulunan üç farklı türe dönüştü.
Colossal hâlâ daha büyük hedefine ulaşmaya çalışıyor: “tüylü mamutu geri getirmek.” Dr. Hysolli ve meslektaşları, fil dizilerindeki kök hücrelerdeki bazı genleri tüylü mamut dizilerine dönüştürmeyi planlıyor. Daha sonra bu değişikliklerin hücrelerin kendisinde değişikliklere yol açıp açmadığını göreceksiniz. Bu stratejiyi kullanarak, örneğin mamut kılına dönüşecek bir grup fil hücresi yetiştirmenin mümkün olabileceğini söyledi.
Dr. Lynch, şirketin nihai hedefi konusunda şüpheci. Yaşayan bir fildeki bazı genleri değiştirmenin, onların soyu tükenmiş akrabalarını yeniden canlandırmaktan çok uzak olduğunu savundu.
“Karmaşık davranışların genetiği hakkında neredeyse hiçbir şey bilmiyoruz” dedi Dr. Linç. “Peki elimizde Kuzey Kutbu'nda nasıl hayatta kalacağını bilmeyen kıllı bir Asya filiyle mi karşılaşacağız?”
Üç yıl sonra mamut benzeri yaratıklar artık tundrada dolaşmıyor. Ancak çarşamba günü, şirket araştırmacıları dikkate değer bir ilerleme bildirdiler: Potansiyel olarak vücuttaki herhangi bir dokuya dönüşebilecek fil kök hücreleri ürettiler.
Colossal'ın yaşam bilimleri başkanı Eriona Hysolli, hücrelerin yaşayan fillerin korunmasına yardımcı olabileceğini söyledi. Örneğin araştırmacılar yetiştirme programları için bol miktarda fil yumurtası kaynağı oluşturabilirler. “Bir tabakta bunlardan çoğunu kullanmak önemli” dedi.
Bağımsız araştırmacılar ayrıca indüklenmiş pluripotent kök hücreler veya kısaca iPSC'ler olarak adlandırılan hücrelerden de etkilendiler. Araştırmada yer almayan Buffalo Üniversitesi'nden biyolog Vincent Lynch, iPSC'lerin bilim adamlarının fillerin garip biyolojisi hakkında daha fazla bilgi edinmesine yardımcı olabileceğini ve bunların neden bu kadar nadiren kansere yakalandıklarını da içerebileceğini söyledi.
“Bunu iPSC'lerle inceleme fırsatı çok heyecan verici” dedi Dr. Linç. Keşif “kanser direncini incelemek için bir olasılıklar dünyasının kapılarını açıyor” diye ekledi.
Veriler Çarşamba günü çevrimiçi olarak yayınlandı ancak henüz bilimsel bir dergide yayınlanmadı.
Harvard Tıp Fakültesi'nden biyolog George Church, on yıldan fazla bir süre önce yünlü mamutu yeniden canlandırmaya çalışmaya başladı. O zamanlar genetikçiler soyu tükenmiş hayvanların kemiklerinden DNA çıkardılar ve onlarla yaşayan fil kuzenleri arasındaki genetik farklılıkları belirlediler. Dr. Church, eğer bir fil embriyosunun DNA'sını değiştirebilirse, yünlü mamutların soğuk iklimlerde hayatta kalmasını sağlayan bazı özellikleri sergileyebileceğini düşündü.
Dr. Laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan Hysolli ve meslektaşları Dr. Church ayrıca fil DNA'sının düzenlenmesi konusunda da bazı ön araştırmalar yapıyor. Ancak grup, sınırlı sayıdaki fil hücresi kaynağıyla mücadele ediyordu.
Böylece araştırmacılar, Japon biyolog Shinya Yamanaka ve meslektaşlarının Nobel ödüllü çalışmalarından ilham alarak kendi malzemelerini üretmeye koyuldular. Dr. Yamanaka, yetişkin fare hücrelerindeki saati, embriyo hücrelerine benzeyecek şekilde nasıl geri çevirebileceğini buldu. Doğru kimyasal kombinasyonuyla bu iPSC'ler daha sonra birçok farklı dokuya, hatta yumurtalara dönüşebilir.
Araştırmacılar, insanlar da dahil olmak üzere diğer türlerden iPSC'ler oluşturdu. Örneğin, bazı araştırmacılar beyin dalgaları üreten insan nöronlarından oluşan kümeler yarattılar.
Ancak fil hücrelerinin yeniden programlanmasının çok daha zor olduğu kanıtlandı. Dr. Lynch, yıllardır fil iPSC'leri yapmaya çalıştığını ancak başarılı olamadığını söyledi. Sorunun fillerin dikkate değer bir özelliğiyle ilgili olduğundan şüpheleniyordu: nadiren kansere yakalanıyorlardı.
Basit bir hesaplama, birçok filin kansere yakalanması gerektiğini gösteriyor. Tek bir embriyonik fil hücresi birçok kez bölünerek yetişkin bir hayvanın devasa bedenini oluşturur. Her bölünmede DNA'nın mutasyona uğrama ihtimali vardır. Ve bu mutasyon yeni hücreyi kontrolsüz büyümeye veya kansere sürükleyebilir.
Ancak filler kansere karşı bir dizi ek savunma mekanizması geliştirmiştir.
Bunların arasında TP53 adı verilen bir protein var. Tüm memeliler, kontrolsüz büyüme belirtileri gösterdiğinde hücrenin kendi kendini yok etmesine neden olan bu protein için bir gen taşır. Fillerin TP53 için 29 geni vardır. Birlikte kanser hücrelerini agresif bir şekilde yok edebilirler.
Bu anti-kanser adaptasyonları, yetişkin fil hücrelerinin iPSC'lere yeniden programlanmamasının nedeni olabilir. Hücrede meydana gelen değişiklikler kansere yönelik ilk adımları andırabilir ve hücrelerin kendi kendilerini yok etmelerine yol açabilir.
“P53'ün önemli olacağını biliyorduk” dedi Dr. Kilise. Kendisi ve meslektaşları, nesli tükenmekte olan Asya fillerinden taze hücreler elde ederek bu zorluğun üstesinden gelmeye çalıştı. Bu hayvanlardan doku örneği alamasalar da yavru fillerin göbek bağlarını almayı başardılar.
Araştırmacılar daha sonra hücrelerdeki tüm p53 proteinlerinin üretimini engelleyen moleküller yaptılar. Bu tedaviyi Dr. Yamanaka'nın kokteylini ve diğer proteinleri kullanarak fil iPSC'leri oluşturmayı başardılar.
“Tüm testleri başarıyla geçmiş gibi görünüyorlar” dedi Dr. Kilise. Kendisi ve meslektaşları bu hücrelerin embriyo benzeri hücre yığınlarına dönüşmesine neden oldu. Ve hücreler, erken memeli embriyolarında bulunan üç farklı türe dönüştü.
Colossal hâlâ daha büyük hedefine ulaşmaya çalışıyor: “tüylü mamutu geri getirmek.” Dr. Hysolli ve meslektaşları, fil dizilerindeki kök hücrelerdeki bazı genleri tüylü mamut dizilerine dönüştürmeyi planlıyor. Daha sonra bu değişikliklerin hücrelerin kendisinde değişikliklere yol açıp açmadığını göreceksiniz. Bu stratejiyi kullanarak, örneğin mamut kılına dönüşecek bir grup fil hücresi yetiştirmenin mümkün olabileceğini söyledi.
Dr. Lynch, şirketin nihai hedefi konusunda şüpheci. Yaşayan bir fildeki bazı genleri değiştirmenin, onların soyu tükenmiş akrabalarını yeniden canlandırmaktan çok uzak olduğunu savundu.
“Karmaşık davranışların genetiği hakkında neredeyse hiçbir şey bilmiyoruz” dedi Dr. Linç. “Peki elimizde Kuzey Kutbu'nda nasıl hayatta kalacağını bilmeyen kıllı bir Asya filiyle mi karşılaşacağız?”