Сотрудники компании Colossal, которая работает над возрождением мамонтов, создали генетически отредактированных мышей с длинной волнистой шерстью золотистого цвета. Она отдаленно напоминает шерсть мамонтов. Как отмечается в препринте на bioRxiv.org, грызуны с необычным фенотипом были получены в ходе экспериментов по редактированию в общей сложности десяти генов, в том числе трех, мутации в которых ответственны за некоторые ключевые различия между мамонтами и азиатскими слонами. Ученые надеются, что эксперимент с мышами поможет им в их основной цели: создать слона с фенотипом мамонта.
В 2021 году генетик Джордж Чёрч (George Church) и предприниматель Бен Ламм (Ben Lamm) сообщили о создании компании Colossal Biosciences. В качестве основной цели деятельности было заявлено возрождение шерстистого мамонта (Mammuthus primigenius), который окончательно вымер около четырех тысяч лет назад.
Сотрудники Colossal намеревались сравнить геномы мамонта и его ближайшего ныне живущего родственника, азиатского слона (Elephas maximus), и выявить между ними различия, отвечающие за внешний вид мамонтов и их устойчивость к холодному климату. На следующем этапе планировалось генетически отредактировать эмбрионы слонов с помощью CRISPR/Cas9, чтобы придать им важнейшие признаки мамонтов, включая длинную шерсть. Предполагалось, что первые слонята, напоминающие мамонтов, появятся на свет уже в 2028 году.
Чтобы ускорить работу по возрождению мамонтов, Майкл Абрамс (Michael E. Abrams) из Colossal и его коллеги предложили использовать в качестве модели домовых мышей (Mus musculus). Благодаря короткому жизненному циклу этих грызунов на них удобно проверять эффект от редактирования генов, связанных с основными «мамонтовыми» признаками.
Для проверки концепции исследователи сосредоточились на выборке из девяти генов (Tgm3, Fzd6, Astn2, Fam83g, Fgf5, Tgfa, Mc1r, Krt25 и Krt27), которые связаны с развитием шерсти у мышей, в частности, они отвечают за длину, форму и цвет отдельных волосков и работу волосяных фолликулов. При этом ген Tgfa одновременно относится к числу тех, что отвечают за различия между азиатскими слонами и мамонтами: у первых он нормально работает, а у вторых утратил функциональность из-за мутации. Строение гена Krt27 также отличается у мамонтов и слонов. Помимо этого, в выборку включили ген Fabp2, участвующий в метаболизме жирных кислот. У мамонтов, в отличие от азиатских слонов, в начале этого гена присутствует стоп-кодон. Возможно, эта мутация обеспечивала мамонтам устойчивость к холодному климату.
Воспользовавшись инструментами генетического редактирования, Абрамс и его коллеги изменили выбранные гены в оплодотворенных мышиных яйцеклетках — либо в стволовых клетках, которые затем пересадили в мышиные эмбрионы. В основном в гены были внесены исправления, которые должны были сделать шерсть грызунов похожей на шерсть мамонтов. В частности, исправления в генах Tgfa и Krt27 соответствовали мутациям, отличающим мамонтов от слонов. В отдельных эмбрионах могло быть отредактировано до восьми участков в семи разных генах.
В результате экспериментов на свет появились мыши с разнообразными характеристиками шерсти. Некоторые из них отличаются длинной волнистой шерстью, которая окрашена в золотистый цвет и обладает модифицированной структурой. По словам авторов, это результат изменений в генах, связанных с формированием волос, например, Fgf5, Tgm3 и Fam83g. При этом за золотистую окраску отвечает отключение гена Mc1r. С другой стороны, вопреки ожиданиям, изменения, внесенные в связанный с метаболизмом ген Fabp2, не повлияли на массу тела мышей.
Шерсть некоторых особей, полученных Абрамсом и его соавторами, напоминает шерсть мамонтов, о которой ученым известно благодаря найденным в многолетней мерзлоте экземплярам. Как и у вымерших хоботных, она длинная, волнистая и светлая. Тем не менее следует отметить, что значительная часть изменений, внесенных учеными в эмбрионы, основана на мутациях, характерных для мышей, а не на тех, что отличают мамонтов от слонов. Таким образом, как подчеркивает один из авторов исследования Лев Дален (Love Dalen) из Стокгольмского университета, у Colossal пока нет отработанной методики, которая заставила бы азиатских слонов выглядеть как мамонты. Поэтому маловероятно, что компании удастся достичь своей цели и получить слоненка с фенотипом мамонта до конца 2028 года.
Шерстистый мамонт — не единственный вымерший вид, который Colossal планирует вернуть к жизни. Компания также работает над возрождением дронтов (Raphus cucullatus) и сумчатых волков (Thylacinus cynocephalus). Недавно сотрудники Colossal заявили, что им удалось реконструировать на 99,9 процента полный геном сумчатого волка. Для этого они проанализировали заспиртованную голову представителя вида, которая около 110 лет хранилась в Мельбурнском музее.