Dışkıdan gelen hayat! Tehlike altındaki canlılar için çalışma

Hayvan dışkısını yavruya dönüştürmek, bir hayvanat bahçesi bakıcısının sihirbazlık numarası gibi geliyor; ancak araştırmacılar, nesli tükenme tehlikesi altındaki hayvanları kurtarmak için başlattıkları yeni bir projede başarılı olurlarsa bu gerçek olabilir.

Kar leoparlarından deniz kaplumbağalarına kadar dünyanın dört bir yanındaki hayvanlar tehdit altında. Bazı bilim insanları son yıllarda yaşanan vahşi yaşam kaybını “biyolojik yok oluş” olarak adlandırıyor.

Şimdi araştırmacılar, hayvanların genetik çeşitliliğini yakalamak ve kullanmak için dışkıyı kullanıp kullanamayacaklarını araştırıyorlar.

Canlı hücreler elde edildi

“Dışkı hayvanat bahçesi” olarak adlandırılan proje basit bir öncüle dayanıyor: Dışkı, sindirilmemiş yiyecek, bakteri ve safra açısından zengin olmasının yanı sıra, onu bırakan canlının bağırsaklarının iç yüzeyinden dökülen hücreleri de içeriyor.

En önemlisi, araştırmalar dışkıdaki bu hücrelerden bazılarının hala canlı olduğunu gösteriyor; en azından tortu taze olduğunda.

“Çok, çok erken aşamalardayız,” dedi ekibi yöneten Oxford Üniversitesi’nden Prof. Suzannah Williams. “Ancak şimdiye kadar çok olumlu hissettiriyor” diye ekledi ve sadece fare dışkısından değil, aynı zamanda fil dışkısından da canlı hücreler izole ettiklerini belirtti.

Bu hücrelerin popülasyonlar içindeki genetik çeşitliliği artırmaya yardımcı olarak kullanılabileceği ve böylece türlerin hayatta kalma şansının yükseltilebileceği umuluyor.

Genetik kurtarmadan klonlamaya

“Genetik kurtarma ” olarak bilinen yaklaşım çeşitli biçimler alabilir. İlk olarak, hücrelerden alınan DNA, bilim insanlarının farklı popülasyonların genetik çeşitliliğini anlamalarına yardımcı olmak ve çeşitli koruma çabalarını bilgilendirmek için analiz edilebilir. Canlı hücrelerden elde edilen DNA’nın daha yüksek kalitede olması.

Ancak dışkıdan alınan hücreler kültürlenip çoğaltılabilirse başka bir olasılık daha ortaya çıkıyor: Son teknoloji ürünü yardımcı üreme teknolojileri kullanılarak hayvanların tamamının yaratılması.

Bunlar arasında klonlama da yer alıyor. Klonlamada, bir hücrenin çekirdeği bir donör yumurtasına yerleştiriliyor, elektriksel bir uyarı uygulanıyor ve ortaya çıkan embriyo, orijinal hayvanın genetik “ikizini” üretmek için bir taşıyıcı anneye naklediliyor.

Belki daha da heyecan verici olanı, hücreleri herhangi bir hücre tipi olma kapasitesine sahip olacak şekilde yeniden programlama olasılığıdır. Önemli olarak, fareler üzerinde yapılan araştırmalar, bu tür hücrelerin sperm ve yumurtaya dönüştürülebileceğini öne sürmüştür – bu da yavru üretmek için IVF tipi tekniklerde kullanılabilecekleri anlamına gelir.

dışkı hayvanat bahçesi fikrini ortaya atan ve çalışmayı finanse eden ABD merkezli bir koruma örgütü olan Revive & Restore’un program yöneticisi olan Dr. Ashlee Hutchinson, “Yumurta ve sperm kullanırsanız, eşeyli üremeyi ve bu olaylar sırasında gerçekleşen tüm rekombinasyonları harekete geçirebilir ve çevresel strese uyum sağlama potansiyelinizi gerçekten oluşturmaya başlayabilirsiniz” dedi.

Basitçe söylemek gerekirse, bir laboratuvarda seks hücreleri yaratarak, dünyanın farklı yerlerinde veya başka bir şekilde erişilemeyen yerlerde olabilecek tek tek hayvanları bir araya getirmek veya spermlerini ve yumurtalarını toplamak zorunda kalmadan, bir türün genetik çeşitliliğinden yararlanmak mümkün.

Yeniden programlanan hücreler ayrıca bilim insanlarının gen düzenleme tekniklerini kullanarak örneğin yaban hayatı hastalıklarında veya çevresel adaptasyonlarda rol oynayan genleri anlamalarına olanak tanıyabilir. Bu bilgiler daha sonra örneğin belirli genler için cinsiyet hücrelerini veya embriyoları tarayarak veya hatta gen düzenleme yoluyla bir türe daha fazla dayanıklılık kazandırmak için kullanılabilir.

Mamutlar canlanabilir mi?

Revive and Restore, nesli tükenmiş Yolcu Güvercinini geri getirmek için ve biyobilim şirketi Colossal da yünlü mamutu yeniden canlandırmak için gen düzenleme yöntemlerini araştırıyor.

Kültür hücrelerinin -196 C’de sıvı nitrojende dondurulması, bunların süresiz olarak korunabilmesi anlamına geliyor ve bu sayede içerdikleri DNA’nın henüz hayal bile edilemeyen uygulamalarda kullanılmasına olanak sağlıyor.

Nesli tükenmekte olan türlere ait semen ve yumurtalık dokusundan deri hücrelerine kadar hücre ve dokuların genetik kurtarma amacıyla biyobankacılığı, İngiltere merkezli Nature’s Safe’ten San Diego’daki Frozen Zoo’ya kadar birçok yardım kuruluşu ve kuruluş tarafından benimsendi.

Ancak bu genellikle, canlı veya öldükten sonra, hayvanın kendisinden hücre veya doku almayı içerir. Buna karşılık, dışkıdan hücre almak invaziv değildir ve yakalamayı gerektirmez, bu da en zor bulunan yaratıklardan bile hücre toplama olasılığını artırır – bu yaklaşım bilim insanlarının vahşi popülasyonları örnekleyerek daha fazla genetik çeşitliliğe erişmesini sağlayabilir.

Projede işbirliği yapan bir yardım kuruluşu olan Chester Hayvanat Bahçesi’nden araştırmacı Dr. Rhiannon Bolton, “Bu, korkunç bir hızla kaybettiğimiz çeşitliliği korumak için mümkün olduğunca çok sayıda türe ait canlı hücreleri toplu halde nasıl toplayabileceğimiz meselesidir” dedi.

Bakteriler temizleniyor

Ancak bu yaklaşım zorluklardan uzak değil. İşlenmesi gereken dışkının hacmi oldukça fazla – “başlangıçta kovaları ve elekleri düşünün” dedi Bolton.

Dahası, dışkı sadece hayvansal hücreler ve organik atıklar içermez.

Williams, “Bu, hücreleri toplayabileceğiniz en bakteri yoğun ortamdır” dedi. Ekip halihazırda bir çözüm üzerinde çalışıyor – bakterileri yok etmek için seyreltme kullanmak.

Williams, “Daha sonra [hayvan hücrelerini] antibiyotikler ve antifungal ilaçlarla kültüre alıyoruz” dedi.

Ancak canlı hücreler dışkıdan izole edilebilse ve kültürlenebilse bile, yavrular üretilebilmesi için aşılması gereken engeller var. Bunlardan biri de birçok hayvanın üreme fizyolojisinin anlaşılmaması, yani en azından başlangıçta odak noktasının iyi çalışılmış türler olması muhtemel.

Ancak dışkı hayvanat bahçesi henüz emekleme aşamasında olsa da ekip formda: Williams ayrıca, gergedan yumurtalık dokusundan çok sayıda yumurta üretmek için laboratuvar tabanlı yöntemler kullanarak kuzey beyaz gergedanını kurtarma çabalarına öncülük ediyor; Revive and Restore ise diğer projelerin yanı sıra, iki kez nesli tükendiği düşünülen bir tür olan kara ayaklı gelinciğin onlarca yıl önce dondurulmuş hücrelerden başarılı bir şekilde klonlanmasında yer aldı.

Bazı çevreler şüpheyle yaklaşıyor

Ancak bazı çevreciler, önlem almanın tedaviden daha iyi olduğunu savunuyor.

WWF UK’de yaban hayatı bilimi baş danışmanı olan Paul De Ornellas, “Türleri korumak için en iyi yol, klonlama gibi yaklaşımların gerekli olduğu noktaya kadar azalmalarını engellemektir. Bu yeni teknolojiler koruma için bazı heyecan verici fırsatlar sunabilirken, görmemiz gereken dönüşümü sağlamaları pek olası değil” dedi.

“Biyolojik çeşitlilik krizini ele almak istiyorsak, öncelikli odak noktamız habitat kaybı ve aşırı sömürü gibi biyolojik çeşitliliğin azalmasının temel nedenlerini ele almak ve doğanın korunmasını ve iyileştirilmesini sağlayacak ölçekte koruma çabalarını desteklemek olmalıdır.”

Clemson Üniversitesi’nde yaban hayatı ekolojisi doçenti ve kara ayaklı gelincik uzmanı olan Dr. David Jachowski, genetik çeşitliliğin sürdürülmesinin önemli olduğunu ancak tek başına yeterli olmadığını sözlerine ekledi.

“Daha fazla hayvan üretmek, hayvanı serbest bırakıp hayatta kalmasını sağlayacak tehditi ortadan kaldırdığınız anlamına gelmiyor” dedi.

Ancak kaka hayvanat bahçesi ekibi, modern ve geleneksel yöntemlerin paralel olarak çalışabileceğini söylüyor.

Bolton, “Hayat alanlarını korumayı ve yerinde koruma çabalarını bırakmamız gerektiğini söylemiyorum. Sadece içinde bulunduğumuz zor durumdan dolayı, birden fazla farklı araç denemeniz gerektiğini düşünüyorum” dedi.