Teknologjia e redaktimit të gjeneve mund të përdoret për të shpëtuar speciet në rrezik të zhdukjes

Biodiversiteti i Tokës është në krizë. Një “zhdukje masive e pestë” e afërt kërcënon jetën e dashur dhe të rëndësishme të natyrës. Ajo gjithashtu kërcënon të zvogëlojë sasinë e diversitetit gjenetik – ose ndryshimit – brenda specieve.

Ky ndryshim në gjene brenda një specieje është thelbësor për aftësinë e tyre për t’u përshtatur ndaj ndryshimeve në mjedis ose për t’u rezistuar sëmundjeve. Diversiteti gjenetik është pra thelbësor për mbijetesën afatgjatë të specieve.

Përpjekjet tradicionale të ruajtjes – si zonat e mbrojtura, masat për të parandaluar gjuetinë e paligjshme, dhe riprodhimi në kapacitete – mbeten thelbësore për të parandaluar zhdukjen. Por edhe kur këto masa suksesshëm rrisin numrin e popullatës, ato nuk mund të rimarrin diversitetin gjenetik që tashmë është humbur. Humbi i një varianti unik gjenetik mund të marrë mijëra vjet evolucion përpara se të rikuperohet nga një mutacion i fatit të mirë.

Në një artikull të ri në Nature Reviews Biodiversity, një ekip ndërkombëtar i gjenetikistëve dhe biologëve të natyrës argumenton se mbijetesa e disa specieve do të varet nga redaktimi gjenetik, së bashku me veprime më tradicionale të ruajtjes. Duke përdorur këto mjete të avancuara gjenetike, si ato që tashmë po revolucionarizojnë bujqësinë dhe mjekësinë, mund të japin një shtytje për speciet në rrezik duke shtuar diversitetin gjenetik që mungon.

Inxhinieria gjenetike nuk është diçka e re. Brejtësit e bimëve e kanë përdorur për dekada për të zhvilluar kulturë me vetësi për të rritur rezistencën ndaj sëmundjeve dhe tolerancën ndaj thatësirës. Rreth 13.5% e tokës arë të botës kultivohet me kulturë të modifikuar gjenetikisht. Mjetet e redaktimit gjenetik si Crispr po përdoren gjithashtu në projekte “rikrijimi të zhdukjeve” që synojnë të ripërtrijnë kafshë të zhdukura.

Kompania me bazë në Dallas Colossal Laboratory & Biosciences ka tërhequr vëmendje për përpjekjet e saj për të rikthyer mamuthin me lesh, dodo dhe ujk të rrezikuar. Në rikrijimin e zhdukjeve, ADN-ja e një specieje të gjallë redaktohet (ndryshohet) për të përafruar tiparet më të shquara të specieve të zhdukura.

Për shembull, për të “ringjallur” një mamuth me lesh, studiuesit e Colossal planifikojnë të splicojnë gjene të mamuthit (të rikuperuara nga mbetje të lashta) në genomën e elefantit aziatik për të prodhuar një hybrid të përshtatshëm për të ftohtë, me lesh dhe mamuth të përzier. Kohët e fundit, Colossal krijoi të vegjël ujku gri me 20 ndryshime gjenetike nga ADN-ja e ujkut të rrezikuar.

Rilindja në stilin e “Jurassic Park”-it të krijesave të largëta të zhdukura ka tërhequr vëmendje të konsiderueshme dhe financime, të cilat kanë shpejtuar zhvillimin e teknikave të inxhinierisë së gjeneve. Këto të njëjtat mjetet e redaktimit të gjeneve mund të përdoren për ruajtjen e specieve ekzistuese dhe të rrezikuara. Nëse mund të redaktojmë një mi që të ketë qime mamuthi, ose të redaktojmë një ujk që të duket si ujku i egër, pse jo të redaktojmë gjene të një zogu të rrezikuar për ta bërë atë më rezistent ndaj sëmundjeve dhe ndryshimeve klimatike?

Mostrat muzeale

Duke përdorur ADN-në nga mostrat historike, shkencëtarët mund të identifikojnë varianta të rëndësishme gjenetike që një specie ka humbur. Shumë muzeume mbajnë lëkura, kocka ose fara të shekujve të vjetër – një kapsulë kohore gjenetike e diversitetit të së kaluarës. Me redaktimin e gjeneve, është e mundur të rikthehen këto variante të humbura në bazën e gjenetikës së egër.

Duke rivendosur variacionin gjenetik, speciet mund të forcohen kundër sëmundjeve të reja dhe ndryshimeve mjedisore. Një rënie e papritur në numrin e popullsisë quhet “bllokim i rrugës”. Gjatë një bllokimi, braktisja dhe rënia gjenetike çojnë në humbjen e rastësishme të diversitetit gjenetik. Mutacionet e dëmshme gjithashtu mund të rriten në frekuencë. Këto “erozion gjenetik” komprometojnë shëndetin e individëve dhe mund të bëjnë popullatat më të prirura për zhdukje.

Nëse mund të identifikojmë një mutacion veçanërisht dëmshëm që është bërë i përhapur në popullatë ose një variant që është humbur, ne mund ta zëvendësojmë atë tek disa individë duke përdorur redaktimin gjenetik. Ndihmuar nga seleksioni natyror, varianti i shëndetshëm do të përhapet gradualisht në popullatë.

Nëse një specie e kërcënuar mungon gene që ajo ka nevojë thelbësore për të mbijetuar në kushtet e reja, pse të mos i huazojmë ato nga një i afërm i ngushtë që tashmë i ka ato tipare? I njohur si adaptimi i lehtësuar, kjo mund të ndihmojë natyrën të përballojë kërcënime të tilla si ndryshimet klimatike.

Në bujqësi, transferimet e tilla të gjeneve ndër-species janë rutinë. Domatet janë modifikuar me një gjeth të bimës mustardë për të toleruar të ftohtin, dhe pemët e castanës morën një gjeth gruri për rezistencë ndaj sëmundjeve. Nuk ka arsye pse këto teknika nuk mund të zgjerohen edhe tek kafshët.

Këto ndërhyrje gjenetike mund të plotësojnë, por kurrë nuk mund të zëvendësojnë masat tradicionale të ruajtjes. Mbrojtja e habitatit, kontrolli i grabitqarëve invazivë, programet e riprodhjes në kapje, dhe veprime të tjera në terren mbeten të domosdoshme plotësisht. Thelbësore është që redaktimi gjenetik të bëjë kuptim vetëm nëse popullsia e synuar është rimëkëmbur në numër të mjaftueshëm (shpesh përmes ruajtjes), për të lejuar që seleksioni natyror të bëjë punën e tij.

Matja e rrezikut të zhdukjes

Kafshët ose bimët e redaktuara gjenetikisht nuk do të kishin shanse nëse do të liroheshin në një habitat të zbrazët ose në një zonë të rrezikuar nga gjuetia. Veglat gjenomike mund të japin një avantazh shtesë për speciet që tashmë po shpëtohen nga kërcënime të menjëhershme, duke i pajisur ato për evolucion adaptiv në të ardhmen.

Zona klimatike po ndryshojnë, sëmundje të reja po përhapen, dhe popullatat që dikur ishin të izoluar janë të bllokuara në fragmente të vogla të habitatit. Pa ndërhyrje, edhe menaxhimi intensiv i habitatit mund të mos parandalojë një valë zhdukjesh.

Megjithatë, një strategji e redaktimit gjenetik vjen gjithashtu me rreziqe të konsiderueshme dhe të panjohura. Një shqetësim teknik është efekti jashtë qëllimit – Crispr dhe teknikat e tjera të redaktimit gjenetik mund të shkaktojnë ndryshime të paqëllimta në ADN përveç redaktimit të synuar. Në fjalë të tjera, ju përpiqeni të fusni një gjeth rezistence ndaj sëmundjeve, por aksidentalisht ndërprisni një gjeth tjetër gjatë procesit. Në mënyrë të ngjashme, një gjeth mund të ketë më shumë se një funksion, i njohur si pleiotropi.

Sidomos në speciet më pak të studiuara, mund të mos jemi të vetëdijshëm për të gjitha ato funksione ose efekte pleiotrope. Inercia rregullatore dhe skepticizmi publik mund të paraqesin gjithashtu pengesa të mëdha – këto çështje kanë kufizuar historikisht shpërndarjen e organizmave të modifikuar gjenetikisht (GM), veçanërisht në bujqësi.

Ekzistojnë gjithashtu pasiguri evolucionare dhe ekologjike. Një modifikim i qëllimshëm i gjeneve mund të ketë efekte domino mbi mënyrën se si evoluon specia me kalimin e kohës. Për shembull, nëse një individ i jepet një gjene shumë i dobishëm që përhapet shpejt, ai mund të zëvendësojë të gjitha variantet e tjera të gjeneve në atë vendndodhje në gjenom (kompleti i plotë i ADN-së në qelizën e organizmit). Kjo njihet si një “përshkues selektiv”, dhe pa dashje zvogëlon diversitetin gjenetik në atë rajon të gjenomit.

Disa kritikë argumentojnë se narrativi i një zgjidhjeje të shpejtë gjenetike mund të shpërqendrojë nga shkaqet kryesore të humbjes së biodiversitetit. Nëse njerëzit besojnë se mund të “modifikojnë” thjesht një specie për ta shpëtuar atë, a do të dëmtojë kjo urgjencën për të mbrojtur habitatet ose për të ulur emetimet e karbonit? Të paraqitur si e rikthyeshme, zhdukja mund të mbjellë shpresa të gabuara dhe të ulë motivimin për veprime të ashpra mjedisore.

Puna për ruajtjen, politikat e forta mjedisore dhe mbrojtjet ligjore mbeten të pazëvendësueshme. Ashtu siç janë edhe riparimi i habitatit, veprimet klimatike dhe ulja e ndikimit të njeriut në mjedis.

Megjithatë, inxhinieria e gjenomit është një mjet i ri në kutinë e veglave për ruajtjen e natyrës. Është një që – duke marrë ndihmën e duhur dhe nxitjen mjedisore – mund të ndihmojë në shpëtimin e specieve nga zhdukja.

Merr lajmet e tua nga ekspertë të vërtetë, drejtpërdrejt në kutinë tënde postare. Regjistrohu në buletinin tonë të përditshëm për të marrë të gjitha mbulimet më të fundit të The Conversation UK për lajmet dhe kërkimet, nga politika dhe biznesi deri te arti dhe shkenca.