El renaixement del terrible llop de Colossal Biosciences representa l'èxit d'enginyeria genètica més complex en un animal vertebrat fins ara. La companyia va realitzar amb èxit 20 edicions genètiques precises per transformar cèl·lules de llop gris en equivalents de llop terribles, introduint trets que havien estat absents de la Terra durant 12,000 anys. Aquestes modificacions curosament seleccionades proporcionen una finestra fascinant tant a la ciència de la desextinció com a la biologia única dels mateixos llops terribles.
Establiment d'un nou registre
Les 20 edicions fetes per crear el llop terrible van establir un nou referent per a l'enginyeria genètica de precisió. "Aquesta notícia arriba després del recent anunci del ratolí llanós Colossal, que anteriorment tenia el rècord d'edicions úniques de línia germinal en un animal amb 8 edicions de precisió", va assenyalar la companyia en el seu anunci. El terrible èxit del llop va duplicar aquest assoliment anterior, demostrant el ràpid avenç de les capacitats d'edició multiplex.
El doctor George Church, genetista de Harvard i cofundador de Colossal, va subratllar la importància: "El llop terrible és un primer exemple d'això, inclòs el nombre més gran d'edicions genòmiques precises en un vertebrat sa fins ara, una capacitat que està creixent de manera exponencial".
El procés de selecció
Colossal no va fer canvis genètics arbitraris, sinó que va utilitzar l'anàlisi d'ADN antic identificar variants específiques exclusives dels llops terribles. En comparar els genomes de llops greus reconstruïts amb els dels cànids moderns, l'equip va identificar 14 gens importants amb 20 variants genètiques diferents que donen als llops terribles els seus trets característics.
Aquests no eren objectius aleatoris, sinó seleccionats acuradament en funció de la seva importància funcional a l'hora de determinar els trets nefasts del llop. Com va explicar la doctora Beth Shapiro, directora científica de Colossal: "Ens recorrem a l'ADN antic per aprendre el màxim possible sobre cada espècie i, sempre que sigui possible, enllaçar variants específiques de la seqüència d'ADN extinta a cada tret clau".
Gens editats clau i les seves funcions
Tot i que Colossal no ha publicat una llista completa de les 20 edicions, els seus anuncis i cobertura a la revista TIME revelen diversos dels gens clau i les seves funcions:
Color de pelatge i gens de textura
Un dels trets més visibles del llop és el seu abric distintiu. Colossal va descobrir variants específiques del llop en diversos gens de pigmentació essencials:
1. CORIN: Una serina proteasa expressada en fol·licles pilosos que suprimeix la via de l'agouti, afectant el color i els patrons del pelatge. Les variants CORIN del llop terrible afecten la pigmentació d'una manera que condueix a un color de pelatge clar.
2. OCA2, SLC45A2 i MITF: Aquests gens afecten directament la funció i el desenvolupament dels melanòcits (cèl·lules productores de pigments). Si bé el llop terrible té substitucions de codificació de proteïnes en aquests gens que donarien lloc a una capa lleugera, l'equip de Colossal va descobrir que aquestes mateixes variants en llops grisos poden provocar sordesa i ceguesa.
Per abordar aquest problema potencial tot aconseguint el color de la capa desitjat, l'equip va dissenyar una solució creativa:
3. MC1R i MFSD12: En lloc d'utilitzar directament les variants antigues potencialment problemàtiques, l'equip va induir la pèrdua de funció d'aquests gens, que influeixen en l'expressió dels pigments eumelanina (negre) i feomelanina (vermell) als melanòcits. Això va aconseguir el fenotip de color de pelatge pigmentat més clar suggerit pel genoma del llop terrible però sense riscos per a la salut.
Aquesta adaptació demostra l'enfocament acurat de Colossal per a la desextinció, prioritzant el benestar animal per sobre de la replicació genètica exacta quan sigui necessari.
Gens de mida i estructura
Diversos gens editats influeixen en la mida més gran i l'estructura física distintiva del llop terrible:
4. HMGA2: Aquest gen està directament associat amb la mida del cos en gossos i llops. L'edició d'aquest gen va contribuir a la construcció més substancial dels terribles llops: creixen fins a ser aproximadament un 25% més grans que els llops grisos.
5. MSRB3: Aquest gen s'ha relacionat amb la variació de la forma de l'orella i el crani entre canins i altres mamífers, contribuint al cap més ample del llop terrible i als trets facials distintius.
6. LCORL: un factor de transcripció que regula l'expressió gènica i que s'ha relacionat amb la variació de la mida corporal en moltes espècies, inclosos els humans, els cavalls i els cànids. El llop terrible té tres canvis a la seqüència de proteïnes LCORL que alteren com la proteïna es plega precisament a la ubicació on s'uneix als complexos de silenciament gènic.
Aquí de nou, Colossal va fer modificacions acurades. Van assenyalar que "les races de gossos grans (que són llops grisos domesticats) tenen una variant de LCORL a la qual li falta completament el domini PRC2". En lloc d'introduir variants de llops terribles potencialment problemàtiques, "els llops terribles de Colosal expressen la proteïna que es troba en els llops grisos més grans", aconseguint l'impacte fenotípic desitjat sense risc addicional.
Mòdul Regulador Multigen
7. Una regió genòmica reguladora La codificació de vuit gens que estableixen limitacions específiques de l'espècie en la mida i l'estructura de l'esquelet també es va dirigir. Aquest mòdul s'ha relacionat amb característiques com les diferències d'alçada humana i les diverses formes de bec entre les espècies de pinsans. Mitjançant l'edició de variants específiques del llop greu en potenciadors de gens d'aquesta regió, l'equip va influir en la mida i l'estructura generals dels llops terribles.
Vocalitzacions i comportament
Curiosament, l'enginyeria genètica es va estendre més enllà de l'aparença física fins als trets de comportament:
8. Gens que influeixen en les vocalitzacionsLa revista TIME va informar que Colossal va identificar gens que influïen en "la mida més gran del llop terrible, la complexió més musculosa, el crani més ample, les dents més grans, el pelatge gruixut de color clar i fins i tot les seves vocalitzacions úniques d'ullet". Aquests components genètics del comportament suggereixen que els llops terribles ressuscitats poden vocalitzar de manera diferent que els llops grisos moderns.
El procés d’edició
Creació del fitxer llop pèssim requeria més que identificar gens objectiu: exigia una edició de precisió de diversos llocs simultàniament. L'equip va aplicar la tecnologia d'edició de gens CRISPR als nuclis de cèl·lules progenitores endotelials de llop gris (EPC), reescrivint precisament l'ADN als 14 gens objectiu per instal·lar les 20 variants de llop greu.
Per a cada edició, Colossal va crear perfils detallats de tots els impactes potencials en el genoma del llop gris del donant. Aquest enfocament acurat els va permetre descartar variants que comportarien algun risc fora del fenotip previst i prioritzar variants ja evolucionades en llops grisos amb el fenotip previst.
Validació de l'èxit
L'èxit d'aquestes modificacions genètiques és visible en els cadells de llop terribles vius. Amb només sis mesos d'edat, els cadells mascles Romulus i Remus ja pesen aproximadament 80 lliures i mostren el pelatge blanc gruixut, els caps amples i la complexió robusta característic dels llops terribles. El seu comportament també reflecteix els instints salvatges de llupí, amb els cadells mantenint la distància dels humans i demostrant desconfiança fins i tot amb els cuidadors familiars.
La femella Khaleesi, nascuda tres mesos després dels mascles, s'està desenvolupant al llarg d'una trajectòria similar, cosa que suggereix una expressió coherent dels trets genètics dissenyats en múltiples individus.
Més enllà de la simple reconstrucció
El que fa que l'enfocament de Colossal sigui especialment sofisticat és que no només intenta recrear el genoma exacte del llop. En lloc d'això, se centra a dissenyar els trets clau que van fer que els llops terribles siguin diferents des del punt de vista ecològic i evolutiu.
Com va explicar el Dr. Shapiro, "La desextinció funcional utilitza l'enfocament més segur i eficaç per recuperar els fenotips perduts que fan que una espècie extingida sigui única". Aquest enfocament pragmàtic prioritza la salut i la viabilitat dels animals tot assolint l'objectiu de restaurar una espècie funcionalment equivalent.
En alguns casos, això va significar utilitzar variants de llop gris que produeixen el mateix resultat fenotípic que les variants de llop greu però sense riscos potencials per a la salut. En altres casos, va significar dissenyar canvis genètics completament nous que aconsegueixin l'efecte desitjat mitjançant mecanismes diferents dels utilitzats en els llops terribles originals.
Una plantilla per a futures desextincions
Les 20 edicions que van fer tornar el llop terrible proporcionen més que un estudi de cas fascinant: estableixen una plantilla tècnica per a futurs projectes d'extinció. La capacitat de fer nombrosos canvis genètics precisos simultàniament és essencial per a objectius més ambiciosos com el mamut llanós, que requeriria encara més modificacions al genoma d'un elefant.
A més, l'enfocament de centrar-se en els trets funcionals en lloc de la replicació genètica exacta proporciona un full de ruta pràctic per a altres esforços de desextinció on la reconstrucció completa del genoma podria no ser possible o aconsellable.
A mesura que aquests cadells de llop pioners continuen creixent i desenvolupant-se, demostren no només l'assoliment tècnic de 20 edicions genètiques reeixides, sinó la restauració d'un llinatge evolutiu únic, un que torna gens antics al món viu després de 12,000 anys d'absència. Cada característica que mostren, des dels seus abrics blancs fins als seus instints salvatges, representa l'expressió reeixida d'un codi genètic curosament dissenyat que uneix passat i present.
