Hamarabb teszi lábát az ember a Marsra, mint egy valós Jurassic Parkba

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

Egy sci-fi számára talán az a legnagyobb elismerés, amikor nem a valóság inspirálja a történetet, hanem a fikció a valóságot. Ebből a szempontból egész biztos, hogy az 1993-as Jurassic Park minden valós és vélt hibájával együtt fontos referenciaponttá vált. Jól lemérhető ez azon is, hogy amint képesek lettünk olyan, a film bemutatásakor még teljesen fikciós kategóriába eső dolgokra, mint az ősi, ma ma már nem élő fajok örökítőanyagának leolvasása, illetve szinte tetszőleges állati genom célzott manipulálása, szinte nincs olyan témába vágó interjú, amiben Steven Spielberg mára klasszikussá vált filmje elő ne kerülne. Ráadásul a témába vágó interjúknak gyakran az adja az apropóját, hogy a fent említett újítások nyomán valóban elindultak olyan programok, amelyek konkrétan kihalt fajok feltámasztását (vagy valami hasonlót) tűzték zászlajukra. Igaz, a mamut vagy a vándorgalamb esetében földtörténeti mértékkel mérve nemrég kihalt fajokról van szó, amelyeknek közeli rokonfajai ma is élnek, de ez általában vagy elveszik a beszélgetésekben, vagy egy logikus korai lépésként tűnik fel a dinoszauruszok „feltámasztásának” útján.

Ilyen szempontból talán nem is annyira meglepő a Tesla és a SpaceX alapítója, Elon Musk egyik munkatársának, Max Hodaknak minapi kinyilatkozása, miszerint egy kis odafigyeléssel és kellő erőforrások befektetésével 15 év alatt valamilyen formában megvalósíthatnánk a Jurassic Park vízióját, és „szuperegzotikus új fajokat" hozhatnánk létre.

A valóság sajnos az, hogy ennek nincs túl sok valóságalapja, és hacsak nem növekedési hormonnal telenyomott aligátorokban gondolkozunk, akkor 15 év alatt körülbelül annyira lehetne hitelesen rekreálni a Jurassic Park akár csak 1-2 lakóját is, mint amennyire hitelesen helyettesíti a szegény ember állatkertjében a tibeti masztiff az oroszlánt

Kétségtelen, a film bemutatása óta eltelt közel 30 évben döbbenetesen sokat fejlődött a tudomány, amit legjobban az bizonyít, hogy egyáltalán eljátszhatunk a gondolattal, hogy mire juthatna 15 év alatt egy wannabe Dr. Henry Wu, ha minden etikai megfontolást lesöprünk az asztalról, és közel végtelen anyagi keretet biztosítunk neki.

Kezdjük a rossz hírrel: a dinoszauruszok feltámasztásának a filmben látott módja (borostyánba zárt szúnyogból szekvenált DNS-darabokat „keverünk” kétéltű-genomokba) biztos nem fog működni, hiszen azóta bebizonyosodott, hogy a nukleinsavak egyszerűen nem elég stabilak ahhoz, hogy sok tízmillió éven át ellenálljanak az idő vasfogának. A használható DNS-darabok fennmaradásának rekordja most úgy 1 millió év körül van, de ez is különösen optimális körülmények között megőrzött mamutmaradványokból származik, és már nagyon-nagyon töredékes. Annak az esélye, hogy 60+ millió éves DNS-t találjunk értelmezhető mennyiségben, praktikusan nulla.

De nemhogy használható DNS-t nem tudtunk eddig izolálni, hanem még a sokkal stabilabb és csontokban nagy mennyiségben megtalálható fehérje, a kollagén korábban feltételezett jelenlétét sem sikerült minden kétséget kizáróan igazolni. Így tulajdonképpen mindennemű szekvenciaadat nélkül kell(ene) elkezdenünk a dinoszauruszok rekonstruálását. Vagyis, ellentétben a mamutok és vándorgalambok deextinkcióját megcélzó programokkal itt még arról sincs szó, hogy a korábban kihalt faj genomjának ismeretében próbáljuk egy ma élő, közeli rokon faj genomját átalakítani a fontosnak tűnő mutációk bevitelével. Nincs titkos ősi recept, amit felhasználhatunk dinoszauruszok építéséhez – azt újból ki kellene találni. 

Forrás: xkcd

Az elmúlt közel három évtized fontos fejleménye viszont, hogy most már nem igazán kérdéses: a Jurassic Park talán legikonikusabb szereplőinek tartott „raptorok” ma is élő legközelebbi rokonai madarak. Ezt az utóbbi évtizedek paleontológiai anyaga, különösen a kínai lelőhelyeken nagy számban feltárt „tollas dinók” eléggé egyértelművé tették, és nem mellesleg ezeknek a leleteknek is köszönhetően nagyot változott az, hogy miképp képzeljük el ezeket az egykor élt óriáshüllőket – a pikkelyes bőrt fokozatosan felváltotta a tollas kinézet.

Így aztán praktikusabb, ha mondjuk egy ősi madárcsoport valamelyik egyedéből indulunk ki. Ha már elég nagy és egy kicsit vad is, az jó kiindulás lehet, így képzeletünket elengedve, válasszuk mondjuk az egyébként is gyakran a bolygó legveszélyesebb madarának nevezett és lábai miatt rendszeresen a dinoszauruszokhoz hasonlított kazuárt.

Mivel van olyan kazuárfaj, aminek a genomja ismert, ez nem teljesen elvetemült ötlet, nincs ismert fizikai akadálya, hogy legalább is megpróbáljuk szerkeszteni. Ha egy mai kazuárt egy korabeli (méretben összevethető) Deinonychus-hoz hasonlítunk, így is szembetűnik pár lényeges külalakbeli különbség, amelyeken változtatni kellene. Ilyen például, hogy a kazuároknak fogatlan csőrük van, mellső végtagjukon nincsenek karmok, illetve igen látványos a hosszú posztanális farok hiánya. Ezek orvoslása lenne az a minimum, amire szükségünk lenne, hogy a kölalakot tekintve valóban valami raptorszerű, „szuperegzotikus új fajt" hozzunk létre.

Egyik területen sincs könnyű dolgunk, de talán annak a megoldása lenne a legegyszerűbb, hogy a mellső végtagokon is karmok legyenek. Ilyen madarat ugyanis ismerünk: ez a dél-amerikai esőerdők lakója, a hoacin, amelynek fiatal egyedei mindkét szárnyukon két-két jól fejlett karommal rendelkeznek, amelyeket a mászáshoz tudnak használni. Igaz, ezek a karmok az idősebb állatokban eltűnnek, de mégis, puszta jelenlétük azt sugallja, hogy nem lenne lehetetlen előhozni egy madárgenomból a karmos mellső végtagokat. Bónusz pont, hogy a hoacin genomját is ismerjük – igaz, egyelőre nem tudjuk, hol keressük benne a karmos szárnyak megjelenéséhez szükséges genetikai információt, de mégis van miből kiindulnunk, és jó közelítéssel (legyünk optimisták és megengedőek) olyan 5-10 év alatt egy kellően ambiciózus projektben sikerülhet ezt a jelleget feltérképezni és esetleg más madarakban is létrehozni. 

Deinonychus antirrhopus rekonstrukciójaForrás: Wikimedia

Ennél lényegesen nagyobb falat lenne a csőr visszaállítása fogas szájjá. A csőr evolúciója két lépésben következett be: a fosszíliák tanúsága szerint előbb az állkapocs vett fel jellegzetes csőrformát, és ezt követte a fogak elvesztése. Részben ez támasztja alá, hogy az egyik legklasszikusabb és híresebb csirkemutáns, a talpid egyik eredménye, hogy a fejlődő csőrökben megjelennek a fogak. Igaz, a mutáció számos más fenotípusos következménnyel jár, amelyek összességében ahhoz vezetnek, hogy a homozigóta talpid mutánsok nem életképesek, de legalább van valami kiindulópontunk. 

Hasonlóan arról is tudunk egy keveset, hogy mi kellene ahhoz, hogy egy csirkecsőrt ismét állkapocsszerűvé tegyünk: bő fél évtizeddel ezelőtt már sikerült úgy manipulálni fejlődő csirkék állkapcsát, hogy az lényegesen szélesebb lett, már-már raptorállkapocs-szerű. A dolog szépségét rontja némileg, hogy mindezt csak egyes jelátviteli útvonalak átmeneti bekapcsolásával érték el és nem a genom szerkesztésével, de ha ismét kellően optimisták vagyunk, mondhatjuk azt, hogy 10-15 év alatt megfejtjük, hogyan lehetne genetikai változások segítségével létrehozni egy dinoszauruszszerű szájat.

Ez volt persze a dolgok könnyebbik fele, és még ennek a két jellegnek a kazuárgenomba való bevitelét is meg kellene oldani, ami szintén nem ígérkezik sétagaloppnak, mivel a madarak genomszerkesztése kifejezetten kemény dió. Egy emlős-, kétéltű- vagy halembriótól eltérően egy megtermékenyített madár-petesejtet nem tudunk petricsészében létrehozni és génszerkeszteni, majd megnézni, mi lesz ennek az eredménye (halakban és kétéltűekben a fejlődés eleve külső, az emlősökben a megtermékenyített embriót vissza lehet ültetni a méhbe). Ezért is haladnak a transzgénikus/génszerkesztős madárprojektek sokkal lassabban, hiszen minden manipulálni kívánt faj esetében meg kell oldanunk, hogy az ivari őssejteket fenntartsuk, azokat génszerkesszük, majd visszaültessük egy madárembrió fejlődő ivarszervébe, és majd csak ennek az állatnak az utódaiban fogunk esetleg látni valamit. A kazuár esetében még nem tudjuk, hogyan tudnánk fenntartani az ivari őssejteket, és figyelembe véve, hogy az állatnak öt évre van szüksége ahhoz, hogy ivarérett legyen, már önmagában annak az igazolása, hogy képesek vagyunk a kazuárgenomot szerkeszteni, 6-10 évbe telne, még ha most azonnal bele is csapnánk a dologba. Ha ezután egyszerre sikerülne is bevinni az összes korábban emlegetett módosítást, már akkor is a (túlzóan optimista) 11-15 évnél járnánk, de még mindig csak egy fogakkal és karmokkal rendelkező kazuárra lehetne büszke a bennünk lakó Dr. Wu.   

A génszerkesztett madarak (ez esetben „vándorgalamb”) készítéséhez használt technológia. Az ivari őssejtek (primordial germ cells) manipulálásán keresztül tudunk genomszerkesztett állatokat előállítani.Illusztráció: Revive&Restore

Mert arról még egyelőre fogalmunk sincs, mi vezetett ahhoz, hogy a valamikori madárős farokcsigolyái összeforrtak egy pygostyle-nak nevezett csonttá. Bármennyit is tudunk a gerincesek farok fejlődéséről, még mindig nem tudunk eleget ahhoz, hogy egy madárembrióban ezt az evolúciós lépést visszafordítsuk. Az is árulkodó, hogy míg egy másik, a farkát nem olyan régen elvesztő fajban, az emberben időről időre előfordul egy-egy vesztigiális farok, csirkében ilyesmiről nem tudunk. Pedig lenne hol megjelenjen, hiszen az embernek köszönhetően mára a csirke lett a legnagyobb számban létező szárazföldi gerinces, és hogy egy ilyen milliárdos tömegben még senki nem szúrt ki egyetlen abnormálisan hosszú farokkal születő csirkét sem, az azt sugallja, hogy ez a folyamat nem fordítható vissza egykönnyen. (Hogy valami pozitívat is elmondhassunk, a közelmúlt egyik bizarr kísérlete, amelyben egy méretre szabott vécépumpára emlékeztető valamit tapasztottak kvázi farokként csirkékre, annyit legalább bebizonyított, hogy ha lenne farkuk, akkor a madarak inkább járnának úgy, ahogy azt a dinoszauruszokról sejtjük, vagyis itt pusztán a biomechanika diktálna egy viselkedésváltozást.)   

És még ha a raptorfarok fogas kérdését meg is válaszolnánk, egy sokkal nagyobbal problémával találnánk szembe magunkat: bármennyire is dinoszauruszszerű lenne a génszerkesztett kazuárunk, „belül” továbbra is kazuár lenne. Úgy viselkedne és úgy táplálkozna, mint egy madár, vagyis magányos lenne és mindenevő, ami megint csak nem pont az, amit a Jurassic Park alapján várnánk tőle. A komplex viselkedés genetikája azonban olyan bonyolult kérdés, amit nemhogy 15, de még 25 év alatt sem fogunk megfejteni – arról nem is szólva, hogy a sok tízezernyi apró genetikai változás, amivel egy viselkedési program kialakulása járhat, azt jelentené, hogy ennyi helyen kellene nagyon pontosan szerkeszteni a genomot. Ez utóbbi önmagában is technológiailag megoldhatatlannak tűnik; ennél még az is valószínűbb, hogy 10-15 éves távlatban lehetségessé válik egy módosított kazuárgenomot valahogy egy csőben szintetikusan összeszerelni, ahogy az a GenomeProject-Write csapata ígéri, és aztán valahogy sikeresen bevinni egy madársejtbe, amiből ivari őssejtet hozunk létre. 

Ezek együtt aztán eléggé egyértelműsítik, hogy 15 év múlva ugyanúgy 15 évnyire leszünk a Jurassic Park Max Hodak-féle „egzotikus új fajainak" víziójától, mint ahogyan folyamatosan 15-20 évre vagyunk az emberi Marsra szállástól is (hogy Elon Musk egy másik vesszőparipáját is elővegyük). Már ha nem érjük be egy megfelelően lenyírt tibeti masztiffal itt is. Ha fogadni kellene, személy szerint a Marsra szállást is sokkal közelebbinek tartom, mint hogy a filmbeli Isla Nubar víziója, akár kicsiben is megvalósuljon.  

Max Hodak kijelentése így aztán vagy egyszerű PR-fogás – és mondjuk annak sikeres, hiszen mi is foglalkozunk vele –, vagy annak a legszebb példája, hogy milyen az, amikor valaki a Dunning–Kruger-görbe bal oldali csúcsán „hangosan gondolkodik”.

A szerző genetikus, korábbi írásai itt olvashatók.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: