Можно ли воскресить динозавров, как в «Парке Юрского периода»?

«Парк Юрского периода» — культовый научно-фантастический фильм Стивена Спилберга. Его сюжет вращается вокруг миллиардера Джона Хаммонда, который создаёт уникальный парк развлечений с живыми динозаврами, воссозданными с помощью генной инженерии. Вот только туристический аттракцион выходит из-под контроля, когда система безопасности даёт сбой, и динозавры начинают охоту на людей.

Идея «воскрешения» животных в фильме очень увлекательна. Комары, сохранившиеся в янтаре, содержат кровь древних рептилий — а значит, в их организмах сохраняется ДНК динозавров. Учёные из вымышленной компании InGen извлекают этот генетический материал, заполняют недостающие участки генома ДНК лягушки, а затем выращивают динозавров в лаборатории.

На первый взгляд метод выглядит научно, но на практике всё намного сложнее.

Что нужно, чтобы перенести технологию в реальность

Давайте разберём по частям каждый из её аспектов.  

Сохранение древней ДНК

ДНК — крайне хрупкий материал. Она разрушается под воздействием тепла, ультрафиолета и времени. Современные исследования показывают, что даже при идеальных условиях молекулы ДНК не смогут храниться целых 66 миллионов лет — а именно столько уже прошло с момента вымирания динозавров.

На сегодняшний день самые древние фрагменты ДНК, которые удалось найти, принадлежат млекопитающим возрастом около миллиона лет. Все, кто старше, включая динозавров, остаются генетической загадкой. К тому же даже теоретическое обнаружение кровяных остатков в комарах внутри янтаря оказалось бы бесполезным: в таких случаях ДНК тоже была бы сильно фрагментирована​.

Кроме того, существует проблема контаминации: древняя ДНК легко загрязняется современными микроорганизмами. Это может произойти задолго до извлечения — когда останки начинают контактировать с почвой, водой или бактериями, а также во время работы в лаборатории, если не соблюдать строгие меры предосторожности. Например, ДНК учёного, который берёт образец, может случайно смешаться с древним материалом.

Восполнение пробелов в геноме

В фильме пробелы в геноме заполняются лягушачьей ДНК. Но загвоздка в том, что для успешного восстановления ДНК динозавра, да и вообще кого угодно, нужно иметь полный эталонный геном, чтобы точно определить недостающие фрагменты. Без этого невозможно понять, какие именно участки отсутствуют и как их корректно восполнить.

К тому же использовать для восстановления лягушек — как минимум странно. Они относятся к амфибиям и находятся далеко от динозавров на эволюционном древе.

Гораздо логичнее было бы использовать ДНК птиц, поскольку они ближайшие ныне живущие родственники динозавров. Но даже в таком случае без проблем не обойтись — об этом подробнее расскажем дальше.

Какие альтернативные подходы существуют сейчас

Тем не менее некоторые разработки генной инженерии теоретически могут приблизить нас к встрече с динозаврами. 

Реверс-инжиниринг птиц

Реконструкция структуры и генома птиц показывает, что больше всего сходства с динозаврами имеют куры. У них похожая трёхпалая структура лап и лёгочная система.

Поэтому учёные решили попробовать «обратное конструирование» генома динозавров. Это означает, что они берут генетическую последовательность и изменяют или «выключают» в ней разные гены, а затем анализируют, к каким результатам это приводит.

Так, проект «Курозавр» (Chickenosaurus) пытается вернуть черты предков-динозавров птицам. Учёные работают над модификацией эмбрионов кур, чтобы активировать древние гены, отвечающие за утраченные особенности: зубы, удлинённый хвост и передние конечности с когтями вместо крыльев.

Но с длинным хвостом возникли проблемы. Дело в том, что его укорочение в процессе эволюции птиц связано с изменениями множества генов. Чтобы восстановить его, недостаточно модифицировать лишь один из них — это требует глубокой работы с целыми сетями генетических механизмов.

Так что пока в рамках проекта «Курозавр» живых птиц с чертами динозавров не создали. Достижения учёных ограничиваются экспериментами на уровне зародышей, которые не доводились до стадии жизнеспособного организма. Кроме того, без точного эталонного генома динозавров воссоздать этих животных не получится даже с помощью птиц.

Реконструкция черт с помощью генной инженерии

Некоторые учёные пытаются «восстановить» вымершие гены. Именно такой подход используется в проекте Colossal Biosciences по воскрешению шерстистого мамонта.

В отличие от динозавров, эти животные вымерли относительно недавно — около четырёх тысяч лет назад. Их ДНК сохранилась значительно лучше благодаря тому, что останки находились в вечной мерзлоте, хотя и она за это время распалась на фрагменты.

С помощью технологий редактирования генома исследователи вносят изменения в ДНК слона. Основная цель — сделать так, чтобы она включала гены мамонта, отвечающие за густой шерстяной покров или адаптацию к холодному климату. Затем модифицированные клетки собираются использовать для создания эмбриона, который подсадят слонихе.

Геном мамонта не восстанавливается полностью — используются только фрагменты, необходимые для определённых черт. А эталонного генома, как и в случае с динозаврами, для мамонта не существует.

Так что перенос этого метода на динозавров пока не представляется возможным — опять же, из-за отсутствия пригодной ДНК​.

Что в итоге

К сожалению — а может, и к счастью, — с теми технологиями, что у нас есть сейчас, воскресить динозавров, как в «Парке Юрского периода», невозможно. Основное препятствие — отсутствие целой ДНК и сложность восстановления генома. Самый реалистичный путь — это реверс-инжиниринг существующих видов, но он тоже очень далёк от успеха. Да и вместо динозавров нас, возможно, ждут дикие курицы с зубами, а настоящие тираннозавры так и останутся в области фантастики.