O descoperire genetică ar putea ajuta mii de specii să evite dispariția
Editarea genelor ar putea fi cheia salvării speciilor pe cale de dispariție, nu doar prin conservarea lor, ci și prin refacerea diversității genetice pierdute, folosind ADN-ul provenit de la specimene din muzee și specii înrudite, scrie Science Daily.
O descoperire genetică ar putea ajuta mii de specii să evite dispariția
Oamenii de știință propun un cadru vizionar care combină biotehnologia cu conservarea tradițională, cu scopul de a oferi populațiilor aflate în dificultate, precum porumbelul roz din Mauritius, o șansă de a lupta împotriva extincției. De la agricultură la de-extincție, aceste instrumente transformă deja biologia — iar acum, ar putea transforma viitorul biodiversității în sine, arată Science Daily.
Editare genetică de ultimă generație poate revigora diversitatea genetică pierdută și ajuta speciile pe cale de dispariție să supraviețuiască amenințărilor viitoare. Oamenii de știință spun că este timpul să integrăm acest instrument puternic în conservare înainte de a fi prea târziu. Credit: Shutterstock
Tehnologiile de editare genetică – precum cele utilizate în agricultură și în proiectele de de-extincție – pot fi reutilizate pentru a oferi ceea ce o echipă internațională de oameni de știință numește o soluție transformatoare pentru restabilirea diversității genetice și salvarea speciilor pe cale de dispariție.
Promisiunile, provocările și considerentele etice ale ingineriei genomului
Într-un nou articol publicat pe 18 iulie în revista Nature Reviews Biodiversity Perspective, autorii explorează promisiunile, provocările și considerentele etice ale ingineriei genomului și propun o abordare pentru implementarea acesteia în conservarea biodiversității.
Ei susțin că editarea genetică ar putea recupera diversitatea genetică pierdută la speciile aflate în pericol de dispariție, folosind probe istorice, cum ar fi ADN-ul din colecțiile muzeelor, băncile biologice și speciile înrudite.
Echipa multidisciplinară de geneticieni și biotehnologi specializați în conservare este condusă de prof. Cock van Oosterhout de la Universitatea din East Anglia (UEA) și dr. Stephen Turner de la Colossal Biosciences, în colaborare cu Fundația Colossal, Institutul Durrell de Conservare și Ecologie (Universitatea din Kent), Institutul Globe (Universitatea din Copenhaga), Fundația Mauritius Wildlife (MWF), Serviciul Național de Parcuri și Conservare din Mauritius (NPCS) și Durrell Wildlife Conservation Trust.
„Ne confruntăm cu cea mai rapidă schimbare de mediu din istoria Pământului, iar multe specii au pierdut variația genetică necesară pentru a se adapta și a supraviețui”, a spus prof. van Oosterhout. „Ingineria genetică oferă o modalitate de a restabili această variație, fie prin reintroducerea variației ADN-ului pierdute din genele sistemului imunitar, pe care o putem recupera din specimenele din muzee, fie prin împrumutarea genelor de toleranță la climă de la specii înrudite.
„Pentru a asigura supraviețuirea pe termen lung a speciilor amenințate, susținem că este esențial să adoptăm noile progrese tehnologice alături de abordările tradiționale de conservare.”
Refacerea variantelor genetice pierdute, problematică
Succesele în materie de conservare, cum ar fi reproducerea în captivitate și protecția habitatului, se concentrează adesea pe creșterea numărului populației, dar contribuie puțin la refacerea variantelor genetice pierdute atunci când numărul unei specii scade drastic.
Pe măsură ce populațiile își revin, ele pot rămâne blocate cu o variație genetică redusă și o încărcătură mare de mutații dăunătoare, un fenomen cunoscut sub numele de eroziune genomică. Fără intervenție, speciile care și-au revenit după o scădere drastică a populației pot rămâne compromise genetic, cu o reziliență redusă la amenințări viitoare, cum ar fi noi boli sau schimbări climatice.
Un exemplu în acest sens este porumbelul roz, a cărui populație a fost readusă de la pragul extincției – de la aproximativ 10 indivizi la o populație de peste 600 de păsări în prezent – prin decenii de eforturi de reproducere în captivitate și reintroducere în Mauritius.
Mai mulți dintre autori au studiat genetica porumbelului pentru a descoperi că, în ciuda recuperării sale, acesta continuă să sufere o eroziune genomică substanțială și este probabil să dispară în următorii 50-100 de ani. Următoarea provocare este de a restabili diversitatea genetică pe care a pierdut-o, permițându-i să se adapteze la schimbările viitoare ale mediului – ingineria genomică ar putea face acest lucru posibil.
Tehnologia este deja comună în agricultură: culturile rezistente la dăunători și secetă acoperă milioane de hectare în întreaga lume. Mai recent, anunțurile privind planurile de readucere la viață a speciilor dispărute au evidențiat și mai mult potențialul acesteia.
„Aceleași progrese tehnologice care ne permit să introducem gene de mamuți în genomul unui elefant pot fi valorificate pentru a salva specii aflate în pragul dispariției”, a declarat dr. Beth Shapiro, director științific la Colossal Biosciences. „Este responsabilitatea noastră să reducem riscul de dispariție cu care se confruntă astăzi mii de specii.”
Trei aplicații cheie ale editării genelor în conservare
Oamenii de știință prezintă trei aplicații cheie ale editării genelor în conservare:
- Restaurarea variației pierdute – readucerea diversității genetice care s-a pierdut din fondul genetic al populațiilor moderne de specii amenințate, folosind ADN-ul din probe ale speciilor colectate cu zeci sau chiar sute de ani în urmă, care sunt stocate în muzeele de istorie naturală din întreaga lume.
2. Adaptarea facilitată – introducerea de gene de la specii înrudite, mai bine adaptate, pentru a conferi trăsături precum toleranța la căldură sau rezistența la agenți patogeni, echipând speciile amenințate pentru a se adapta la schimbările rapide ale mediului.
3. Reducerea mutațiilor dăunătoare – populațiile care au suferit anterior o scădere drastică a numărului de indivizi poartă adesea mutații dăunătoare care s-au fixat întâmplător, astfel încât editarea genetică țintită ar putea înlocui aceste mutații cu varianta sănătoasă dinaintea scăderii populației, cu potențialul de a îmbunătăți fertilitatea, ratele de supraviețuire și starea generală de sănătate.
Care sunt riscurile
Ei abordează, de asemenea, riscurile, cum ar fi modificările genetice neintenționate și reducerile neintenționate ale diversității genetice, avertizând că abordările rămân experimentale.
Se subliniază necesitatea unor studii clinice etapizate, la scară mică, și a unei monitorizări riguroase pe termen lung a impactului evolutiv și ecologic, precum și a unui angajament solid cu comunitățile locale, grupurile indigene și publicul larg, înainte de o implementare mai largă. Autorii subliniază că intervențiile genetice trebuie să completeze, nu să înlocuiască, restaurarea habitatelor și acțiunile tradiționale de conservare.
„Biodiversitatea se confruntă cu amenințări fără precedent, care necesită soluții fără precedent”, a declarat profesorul asociat Hernán Morales de la Globe Institute. „Editarea genomului nu înlocuiește protecția speciilor și nu va fi niciodată o soluție magică – rolul său trebuie evaluat cu atenție alături de strategiile de conservare stabilite, ca parte a unei abordări mai ample și integrate, având ca principiu director protecția speciilor.”
Inițiativele bazate pe biotehnologie ar putea, de asemenea, atrage noi investitori și expertiză, creând potențial noi beneficii pentru programul existent de protecție a speciilor pe cale de dispariție.
„Ingineria genomului în conservarea și refacerea biodiversității”, Cock van Oosterhout et al, este publicată în Nature Reviews Biodiversity pe 18 iulie.
