این فناوری ژنی تاثیرگذارتر از گرگ های منقرض شده ای است که ایجاد کرده است. در اینجا چرا

محققان با Colossal Biosciences، شرکت خصوصی بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک، برندگان نمایشگاه علمی Gizmodo 2026 برای توسعه یک خط لوله یکپارچه با قابلیت بازسازی ژنومی قوی، ویرایش ژن، و بلوغ مصنوعی جنین هستند.

ممکن است ثمرات این تلاش را به خاطر بیاورید، تولد سه توله سگ "گرگ وحشتناک" توسط سگ های جانشین در سال 2025 - که از برخی (و نه همه) کد ژنتیکی گرگ های باستانی استفاده کرد، که این تیم با زحمت از بقایای فسیل شده گرگ وحشتناک آمریکای شمالی (Aenocyon dirus) آنها را بازیابی کرد.

آیا می‌توان داده‌های کامل ژنومی گونه‌های منقرض شده - از جمله گونه‌هایی که ده‌ها هزار سال یا حتی بیشتر روی زمین زنده دیده نشده‌اند - واقعا از طریق فسیل‌های باستانی بازیابی شوند؟ و آیا مواد ژنتیکی جدید مدل‌سازی شده از DNA آن گونه‌های منقرض شده، و همچنین از گونه‌های هنوز زنده در آستانه انقراض، واقعا می‌تواند برای کمک به بازیابی تنوع زیستی برای حیوانات و اکوسیستم‌های در معرض خطر استفاده شود؟

دو گروه وجود دارد که با استفاده از آنها می توانیم از نتایج Colossal قدردانی کنیم. اول، خود سه توله «گرگ وحشتناک» هستند: رومولوس، رموس، و خواهر بچه‌شان خالسی، که حدود چهار ماه پس از برادرانش به دنیا آمدند. در اولین سال زندگی خود، توله های بزرگتر اکنون هر کدام به بیش از 120 پوند (54 کیلوگرم) و حدود 4 فوت (1.2 متر) طول رسیده اند که در مسیر خود به حداکثر اندازه بالقوه 150 پوند (68 کیلوگرم) و 6 فوت (1.8 متر) طول رسیده اند.

اندازه «بسیار عظیم» گرگ ها (با عرض پوزش) یکی از معدود صفات یا فنوتیپ های ژنتیکی قابل مشاهده بود که تیم Colossal تصمیم گرفتند منابع ویرایش ژنتیکی خود را در هنگام توسعه این توله ها به عنوان شواهد زنده مفهوم به آن اختصاص دهند. جدای از 15 ویرایش انجام شده بر روی 14 ژن از طریق CRISPR، رومولوس، رموس و خالسی اشتراکات بیشتری با گرگ های خاکستری معمولی امروزی (Canis lupus) دارند تا اجداد باستانی خود.

(پنج ویرایش ژنتیکی اضافی نیز بر روی ژنوم توله سگ‌های "گرگ وحشتناک" انجام شد، اما این ویرایش‌ها الهام‌بخش آن‌ها از تغییرات DNA گرگ خاکستری مدرن است - که برای زمینه، از حدود 19000 ژن تشکیل شده است.)

اما این 20 ویرایش جزئی به شکلی کاملا آشکار ظاهر شده اند (باز هم معذرت می خوام)، کت های خز سفید، اندازه بزرگ، قدرت بیشتر در پاها و شانه های آن ها، و سر پهن تر با دندان ها و فک های بزرگتر، از جمله ویژگی های دیگر را ایجاد کرده اند. بث شاپیرو، زیست‌شناس تکاملی، مدیر ارشد علمی Colossal، به Gizmodo گفت که انتخاب تغییر رنگ خز توله گرگ ابعاد عملی خاصی دارد.

شاپیرو در یک تماس ویدیویی از مقر Colossal در دالاس توضیح داد: «ما فکر می‌کردیم این چیزی است که می‌توانیم آن را مهندسی کنیم، و این عالی خواهد بود زیرا ما آن را فورا می‌بینیم».

شاپیرو ادامه داد: «با سایر ویژگی‌هایی که به آن‌ها نگاه می‌کنیم، اندازه و عضله، مدتی طول می‌کشد. "اما با کت رنگ روشن، می توانید بلافاصله آن را ببینید. بنابراین می توانید به توله ها نگاه کنید و بگویید: "ما این کار را انجام دادیم! این خیلی باحال است!"

در حالی که این رنگ خز روشن تر از نشانگرهای ژنتیکی واضح در ژنوم وحشی گرگ باستانی الهام گرفته شده است، این رنگ خز روشن در واقع از ژن های مشابه موجود در DNA گرگ خاکستری مشتق شده است - انتخابی که شاپیرو و تیمش برای کاهش خطرات مادرزادی نابینایی و ناشنوایی مرتبط با این ژن های خاص باستانی انجام دادند. (نگرانی تا حدی از این واقعیت ناشی شد که ژن‌های مشابه این می‌توانند منجر به سندرم واردنبورگ در انسان شوند.)

به گفته شاپیرو، استاد دانشگاه سی کالیفرنیا، "ما به دنبال چیزهایی بودیم که تغییری ایجاد کند که در فنوتیپ‌هایی که انتخاب می‌کنیم قابل مشاهده باشد، جایی که اسکن عمیق ما از آنچه در مورد گرگ‌های خاکستری، موش‌ها و انسان‌ها و هر پستاندار دیگری که توالی‌یابی شده است، نشان می‌دهد که خطر جنبه‌های منفی وجود ندارد."

دومین گروه بزرگ Colossal که برای این پیشرفت‌ها حیاتی بود - که از طریق فناوری‌های مشابه با توله‌های این شرکت به‌عنوان فنوتیپ "گرگ وحشتناک" به دست آمد - مجموعه‌ای از چهار گرگ قرمز شبیه‌سازی شده (Canis rufus) بود. گرگ قرمز یک گونه حفاظت شده تحت قانون گونه های در خطر انقراض ایالات متحده است که تنها 16 گونه از نوع آنها در طبیعت باقی مانده است. فراتر از Colossal، سایر حافظان محیط زیست نیز تقریبا 270 گرگ قرمز دیگر را در اسارت پرورش داده اند که در انتظار معرفی مجدد به بیابان آمریکای شمالی هستند.

این کار به روش قدیمی انجام شد و از یک استخر ژنی محدود و نگران‌کننده متشکل از 14 گرگ قرمز تولید شد - به همین دلیل است که Colossal با ژنتیک‌دان حفاظتی کریستین برزسکی و زیست‌شناس تکاملی Bridgett M. vonHoldt و پروژه سگ ساحلی خلیج‌فارس آنها همکاری کرد. کار برزسکی و فون هولت DNA «شبح» را از جمعیت‌های گرگ قرمز تاریخی که با کایوت‌ها در امتداد خط ساحلی تگزاس و لوئیزیانا آمیخته شده‌اند، ردیابی کرده است.

در حالی که به نظر می‌رسید آن گرگ‌های قرمز به طرز فریبنده‌ای در آن جمعیت‌های بزرگ‌تر کایوت ناپدید شده‌اند، میراث ژنتیکی ماندگار آنها فرصت‌های هیجان‌انگیزی را برای تزریق مجدد تنوع بسیار مورد نیاز به استخر ژنی گرگ قرمز ارائه کرده است.

مت جیمز، مدیر ارشد حیوانات Colossal Biosciences به Gizmodo گفت: «ما به سرعت شروع به جذب منابع از پروژه وحشتناک گرگ و استفاده از آن در کار گرگ قرمز کردیم.

جیمز گفت: "ما ابزارهایی داشتیم. بریجت و کریستین این منبع ژنتیکی شگفت‌انگیز را در گرگ‌های ارواح به ارمغان آوردند. ما می‌دانستیم که ماموریتی با گرگ‌های قرمز وجود دارد، و ابزارهای ما پل بین جریان ژنی از این جمعیت گمشده باورنکردنی به این جمعیت بهبودی بسیار مهم بود."

بسیاری از اعضای تیم تحقیقاتی Colossal به دلیل تمایل واقعی برای به کارگیری علوم پیشرفته در راستای احیای تنوع زیستی در سراسر جهان، برای این شرکت کار می کنند. درست است، آنها همچنین به ارزش علمی احیای رمز ژنتیکی گمشده گونه های ماقبل تاریخ مانند گرگ وحشی و ماموت پشمالو (Mammuthus primigenius)، درست مانند دانشمند بنیانگذار Colossal، ژنتیک شناس هاروارد، جورج چرچ، اعتقاد دارند.

اما، به طور کلی، آنها همچنین می‌خواهند با سرعت تند زوال گونه‌های جهانی مبارزه کنند که صراحتا سایر شاهکارهای شرکت‌های انسانی بیشتر مسئولیت آن را بر عهده دارند.

جیمز به Gizmodo گفت: «15 سال قبل از این کار در محیط‌های حفاظتی غیرخصوصی مستقر در آمریکای شمالی کار می‌کردم. (به طور خاص، جیمز قبلا به هدایت مراقبت از حیوانات و علم در باغ‌وحش‌های عمومی در دالاس و میامی کمک کرده بود.) «یکی از نقش‌های من در این شرکت این است که واقعا راه‌هایی برای به کار بردن فناوری انقراض برای گونه‌هایی در آستانه انقراض پیدا کنم – و لازم نیست آنقدر خلاق باشید یا به این سختی تلاش کنید، زیرا بسیار ساده است.»

جیمز به یاد می‌آورد که وقتی نوبت به استفاده از پروژه «گرگ وحشتناک» این شرکت می‌رسد، «فکر می‌کردم، «یکی از داستان‌های ناگفته در حفاظت از آمریکای شمالی، گرگ قرمز است. این در خطر انقراض‌ترین گرگ جهان است. فکر می‌کنم برای ایالات متحده باید نمادی باشد، زیرا عقاب طاس، واقعا برای ایالات متحده نیاز به یک جمعیت دارد.» تقویت.»

اندرو پاسک، مدیر ارشد زیست‌شناسی Colossal، تلاش‌های این شرکت را برای بازگرداندن تیلاسین منقرض شده (Thylacinus cynocephalus)، که گاهی به عنوان ببر تاسمانی شناخته می‌شود، به‌عنوان ایجاد ساحلی مشابه برای حفاظت از کیسه‌داران در حال انقراض می‌داند. پاسک توسط Colossal برای دستاوردهای مهندسی ژنتیک خود در دانشگاه ملبورن در استرالیا استخدام شد - جایی که او با موفقیت قطعات کوچکی از کد ژنتیکی منقرض شده تیلاسین را در موش‌های آزمایشگاهی به کار گرفت و تأیید کرد که تلاش‌های بیشتر برای بازگرداندن این گونه ارزش تلاش را دارد.

پاسک به Gizmodo گفت: "با تیلاسین، این به وضوح یک رویداد انقراض اخیر توسط انسان بود. اما یک گونه سنگ بنای اکوسیستم در تاسمانی بود." "بنابراین نیاز واقعی برای بازیابی آن گونه برای کمک به تعادل هر چیز دیگری وجود دارد. ما می‌توانیم آنچه را که "کاهش استوایی" می‌نامیم، ببینیم، جایی که اکوسیستم با از دست دادن آن گونه سنگ بنا شروع به فروپاشی می‌کند. بسیار شبیه به حذف گرگ‌ها از یلوستون است." (بدون ورود به همه چیز، جمعیت گوزن ها منفجر شدند و در اواخر دهه 1950 از پارک خارج شدند.)

پاسک خاطرنشان کرد که بازگرداندن تیلاسین فقط به گونه‌های همسایه در اکوسیستم آن کمک نمی‌کند. مانند پروژه گرگ وحشتناک و گرگ قرمز آمریکای شمالی، ابزارهای مهندسی ژنتیک توسعه یافته برای احیای تیلاسین به آسانی به موارد گونه‌های کیسه‌دار در حال انقراض در سراسر استرالیا قابل انتقال خواهند بود.

به گفته پاسک، که به عنوان استاد ژنتیک و زیست‌شناسی رشدی در دانشگاه ملبورن به کار خود ادامه می‌دهد، «ما رویدادهای انقراض عظیمی در استرالیا داریم که اتفاق می‌افتد». بالاترین سطح انقراض پستانداران را در بین کشورهای جهان دارد.

بنابراین نیاز مبرمی به توسعه فناوری پیرامون حفاظت از کیسه‌داران وجود دارد که پروژه تیلاسین به آن منجر می‌شود.»

با وجود بازاریابی «نابودی» Colossal، پیشرفت‌های این شرکت به وضوح نوید واقعی تلاش‌های حفاظتی را نشان داده است. اما، فراتر از آن، کار این شرکت همچنین به پیشرفت ابزارهایی کمک کرده است که دیرینه‌شناسان می‌توانند از آنها برای ترسیم بهتر دیرینه‌گنوم‌ها استفاده کنند، و درک ما از موجودات ماقبل تاریخ، اکوسیستم‌ها و احتمالا خود تکامل را افزایش دهند.

اینها دستاوردهای بزرگی برای علوم پایه هستند، به عبارت دیگر، ناشی از نوآوری های جدی در زیست شناسی محاسباتی و ژنومیک مورد نیاز برای انجام پروژه های Colossal است.

روند این شرکت به سمت نقشه برداری از ژنوم وحشتناک گرگ با دو فسیل آغاز شد، یک دندان گرگ وحشتناک 13000 ساله (یک دندان ثنایایی) که در Sheriden Pit، اوهایو کشف شد، و یک جمجمه بسیار قدیمی گرگ وحشتناک که در خلیج Gigantobison، آیداهو، بین 85،000 و 85000 سال قدمت دارد.

مانند بسیاری از DNAهای بسیار قدیمی، بقایای کد ژنتیکی این گرگ‌های وحشتناک تکه‌تکه بود و با هزاره‌ها فروپاشی توسط اشعه‌های فرابنفش، فعالیت میکروبی و اثر برشی انجماد و ذوب در زمستان‌ها (و عصر یخبندان) شکسته شد. به گفته شاپیرو، اگر طول یک کد ژنتیکی را بر حسب نوکلئوتیدهای آن، ترکیباتی که برای تشکیل پله‌های شکل نردبان مارپیچی DNA جفت می‌شوند، در نظر بگیرید، طبق گفته شاپیرو، طول متوسط ​​یکی از این قطعات DNA باستانی حدود 60 نوکلئوتید است.

بر اساس کاری که شاپیرو و تیمی از همکاران بین المللی در سال 2021 در مجله نیچر در مورد این DNA وحشتناک گرگ منتشر کرده بودند، حتی مشخص نبود کدام حیوانات از خانواده سگ سانان بهترین همتا برای کمک به تیم کولوسال برای جمع آوری مجدد قطعات پازل این ژنوم هستند.

شاپیرو توضیح داد: «ما مطمئن نبودیم که کدام گونه به گرگ وحشتناک نزدیک‌تر است، زیرا آن کاغذ آن را باز می‌گذاشت که می‌توانست چیزی نزدیک به شغال یا در آن دودمان مربوط به گرگ‌ها باشد.

ما مطمئن نبودیم که بهترین داربست برای نقشه برداری قطعات کوچک شکسته DNA باستانی ما چیست. بنابراین، رویکردی را ارائه کردیم که آن را "مجموعه تکراری" نامیدیم."

یک وضعیت پیشین، مجموعه ژنوم de novo، از مزیت هم‌ترازی رشته‌های DNA بسیار طولانی‌تر به ترتیب صدها میلیون نوکلئوتید برخوردار بود که بخش‌های همپوشانی زیادی را فراهم می‌کرد که تشخیص و پل زدن شکاف‌ها را آسان‌تر می‌کرد. در مقابل، مونتاژ تکراری شامل تنظیم و جابجایی بین داربست ژنوم شغال و داربست ژنوم گرگ است و به تدریج یک ژنوم مرجع هیبریدی جدید در این فرآیند ایجاد می کند.

به Gizdomo Shapiro گفت: "ما آن داربست را به روز می کنیم و سپس همه قطعات کوچک خود را روی آن نقشه می گذاریم. و سپس دوباره آن داربست را به روز می کنیم - و این کار را تا زمانی ادامه می دهیم که مرجع، داربستی که ما از آن استفاده می کنیم، گرگ و شغال نباشد. چیز دیگری است. و ما دیگر آن را به روز نمی کنیم." «و سپس می‌توانیم با نقشه‌برداری از دیگری که داشتیم، تأیید کنیم که کار می‌کند».

در طول تعداد زیادی از قطعات DNA، این تیم موفق شد 3.4 بار ژنوم وحشتناک گرگ را از فسیل Sheriden Pit (دندان) نقشه برداری کند، معیاری که به عنوان "عمق پوشش" شناخته می شود و برای ارزیابی تکرارپذیری و قابلیت اطمینان این کار نقشه برداری استفاده می شود. برای فسیل خلیج Gigantobison (جمجمه)، تیم به عمق پوشش 12.8 برابر دست یافت.

شاپیرو گفت: «این در واقع یک رویکرد بسیار منظم است که به همه زمینه‌های DNA باستانی کمک می‌کند. بنابراین ما اکنون از آن برای ژنوم‌های دیگر استفاده می‌کنیم و آزمایشگاه‌های دیگری نیز وجود دارند که DNA باستانی را انجام می‌دهند که از رویکرد مشابهی استفاده می‌کنند.»

برخی از این تحقیقات آکادمیک با کمک هجوم‌های درخشان‌تر Colossal و سرمایه‌گذاری VC برای احیای مگافون‌های کاریزماتیک منقرض شده، شامل استفاده از مجموعه تکراری برای مطالعه DNA ماقبل تاریخ است که قدمت آن به اوایل پلیستوسن، تقریبا 773000 تا 2.58 میلیون سال پیش بازمی‌گردد.

Love Dalén، محقق paleogenomics در دانشگاه استکهلم و مشاور علمی Colossal، به هدایت برخی از این تحقیقات کمک کرده است. کار دالن با همکارانش در مرکز دیرینه‌شناسی استکهلم شامل توسعه ابزارهای خودکار قدرتمندتر برای مونتاژ تکراری (DNAharvester) و تحقیق در مورد تکامل گونه‌های ماموت چندگانه در طول میلیون‌ها سال پیش از تاریخ پلیستوسن است.

به سختی می‌توان با شرکتی با جاه‌طلبی‌های گسترده Colossal همکاری کرد، اما، به گفته او، این شرکت اخیرا به فناوری شبیه‌سازی پرندگان گسترش یافته است و امسال یک تخم مصنوعی را معرفی کرد که ممکن است در نهایت امکان احیای پرندگان منقرض شده مانند دودو و موآ را فراهم کند. شبکه بین‌المللی آزمایشگاه‌های این شرکت همچنین در حال حاضر با خدمات ماهی و حیات وحش ایالات متحده بر روی یک طرح جاه‌طلبانه BioVault برای جمع‌آوری، توالی‌یابی و حفظ مواد ژنتیکی از بیش از 2300 گونه گیاهی و جانوری در حال انقراض کار می‌کند.

همچنین (خیلی اخیر) با اتحادیه بین المللی حفاظت از طبیعت (IUCN) همکاری کرده است تا به نوسازی تلاش های حفاظتی خود کمک کند و از فهرست قرمز گونه های در معرض خطر IUCN محافظت کند.

اما با توجه به برنامه‌های آن‌ها برای بازگرداندن روزی گرگ‌های قرمز «شبح» خود، یا حتی برخی تلاش‌های آینده برای بازگرداندن گرگ وحشتناک، مأموریت اصلی Colossal در حال حاضر مراقبت و مطالعه این سگ‌سانان شبیه‌سازی‌شده در محوطه اسرارآمیز 2000 هکتاری این شرکت است. (براساس گزارش ها، این مکان امن و نامشخص توسط انجمن انسانیت آمریکا تایید شده است.) به دلیل احتیاط فراوان، تیم می خواهد ابتدا مطمئن شود که نمونه های سالم و زنده ای تولید کرده اند که ممکن است در واقع به بهبود یک اکوسیستم معین کمک کند قبل از معرفی این موجودات دستکاری شده ژنتیکی به

وحشی

جیمز گفت، گرگ‌های قرمز احتمالا در اسارت می‌مانند - به عنوان «مخزن‌های مهم ژنتیک گرگ قرمز از دست رفته» که امیدواریم پس از آن با جمعیت موجود گرگ‌های قرمز اسیر در سرویس ماهی و حیات وحش ایالات متحده ادغام شوند و این تلاش‌های فدرال برای پرورش و بازگرداندن آن‌ها را افزایش دهند.

به گفته پاسک، «و برای گرگ‌های وحشتناک، ما سلامت طولانی‌مدت، ظرفیت تولیدمثلی و همه چیزهایی را که در هر حیوان دیگری انجام می‌دهید بررسی می‌کنیم تا ببینیم که ما حیوانات واقعا سالمی را از این فناوری‌ها تولید می‌کنیم.» به عبارت دیگر، ممکن است چندین دهه طول بکشد تا هر گرگ جزئی وحشتناکی که DNA باستانی Aenocyon dirus را حمل می‌کند، به جنگل‌های آمریکای شمالی (بسیار کمتر گرگ‌های وحشتناک) بازگردد، اگر اصلا این اتفاق بیفتد.

همانطور که شاپیرو به Gizmodo گفت: "این یک چیز کوتاه مدت نیست."

تیم تحقیقاتی شامل بت شاپیرو، مدیر ارشد علوم زیستی عظیم Colossal Biosciences بود. دو بنیانگذار شرکت، ژنتیک شناس جورج چرچ و کارآفرین بن لام؛ بریجت فون هولدت از پروژه سگ ساحلی خلیج فارس، یک متخصص ژنتیک که همچنین دارای کرسی استادی در گروه اکولوژی و زیست شناسی تکاملی دانشگاه پرینستون است. و حداقل ده‌ها دانشمند ارشد، محقق و کارمند پشتیبانی Colossal Biosciences، از جمله گرگوری گدمن، زیست‌شناس ارشد محاسباتی Colossal و یکی از متخصصان آنالیز ژنوم شرکت، کاتلین موریل پیرویچ، در کنار ما

ny، بسیاری دیگر برای مؤسسات شریک این شرکت در دانشگاه کار می کنند.

شما آزاد هستید که این را هر طور که دوست دارید تفسیر کنید، اما جورج آر آر مارتین، نویسنده بازی تاج و تخت، همچنین به عنوان یکی از نویسندگان در مقاله مجله معتبر تیم Colossal که جزئیات بازسازی ژنوم گرگ منقرض شده را شرح می دهد، که ماه گذشته در Cell Genomics منتشر شد، فهرست شده است.

(جرج! آقای مارتین، آقا! آیا چیزی غیرمرتبط با پایان دادن به بادهای زمستانی وجود دارد که خودتان را به آن متعهد نکنید؟)

برای دیدن همه برندگان نمایشگاه علمی Gizmodo 2026 اینجا را کلیک کنید.