La breve e strana storia della de-estinzione genetica

I ricercatori stanno trasferendo le informazioni sul DNA dalle specie del passato a quelle viventi.

Questa settimana abbiamo pubblicato un’affascinante notizia su alcuni roditori molto pelosi – i cosiddetti “topi lanosi” – creati nell’ambito di un esperimento per esplorare come potremmo un giorno resuscitare il mammut lanoso.

L’idea di riportare in vita le specie estinte ha guadagnato terreno grazie ai progressi nel sequenziamento del DNA antico. Negli ultimi anni, gli scienziati hanno recuperato le tracce genetiche dei resti degli uccelli dodo, di oltre 10.000 esseri umani preistorici e dei mammut congelati, una specie estinta intorno al 2000 a.C.

Questi antichi dati genetici stanno approfondendo la nostra comprensione del passato, ad esempio facendo luce sulle interazioni tra gli esseri umani preistorici. Ma i ricercatori stanno diventando più ambiziosi. Anziché limitarsi a leggere il DNA antico, vogliono usarlo, inserendolo negli organismi viventi.

Colossal Biosciences, l’azienda biotecnologica che sta dietro ai topi lanosi, afferma che questo è il suo piano. L’obiettivo finale è modificare gli elefanti con una quantità sufficiente di DNA di mammut per ottenere qualcosa di simile al pachiderma estinto.

Certo, la strada da percorrere è ancora lunga. I topi creati da Colossal includono diverse modifiche genetiche precedentemente note per rendere i topi pelosi o a pelo lungo. In altre parole, le modifiche erano simili a quelle dei mammut, ma non di un mammut. Infatti, ai topi è stata aggiunta solo una singola lettera di DNA di mammut.

Poiché questa idea è così nuova e sta attirando così tanta attenzione, ho deciso che sarebbe stato utile creare un registro dei precedenti tentativi di aggiungere DNA estinto a organismi viventi. E poiché questa tecnologia non ha un nome, diamogliene uno: “cronogenia”.

“Gli esempi sono eccezionalmente pochi”, dice Ben Novak, scienziato capo di Revive & Restore, un’organizzazione che applica la tecnologia genetica agli sforzi di conservazione. Novak mi ha aiutato a rintracciare degli esempi, e ho avuto idee anche dal genetista di Harvard George Church – che originariamente aveva immaginato il progetto sui mammut – e da Beth Shapiro, scienziata capo di Colossal.

Il punto di partenza della cronogenia sembra essere il 2004. In quell’anno, gli scienziati statunitensi riferirono di aver ricreato in parte il virus mortale dell’influenza del 1918 e di averlo usato per infettare i topi. Dopo una lunga ricerca, avevano recuperato alcuni esemplari del virus da un corpo congelato in Alaska, che aveva conservato il germe come una capsula del tempo. Alla fine sono riusciti a ricostruire l’intero virus – tutti e otto i suoi geni – e hanno scoperto che aveva effetti letali sui roditori.

Questo è stato un inizio allarmante per l’idea della de-estinzione genetica. Come sappiamo da film come La cosa, dissotterrare creature congelate dal ghiaccio è una pessima idea. Molti scienziati ritenevano che il recupero del virus dell’influenza del 1918, che aveva ucciso 30 milioni di persone, creasse un rischio non necessario e che il virus potesse liberarsi, scatenando una nuova epidemia.

I virus non sono considerati esseri viventi. Ma per il primo esempio di cronogenesi che coinvolge gli animali, dobbiamo aspettare il 2008, quando i ricercatori australiani Andrew Pask e Marilyn Renfree hanno raccolto dati genetici da una tigre della Tasmania, o tilacino, che era stata tenuta in un barattolo di etanolo (l’ultimo di questi marsupiali carnivori è morto in uno zoo di Hobart nel 1936).

Gli australiani hanno quindi aggiunto un breve frammento di DNA dell’animale estinto ai topi e hanno dimostrato che poteva regolare l’attività di un altro gene. Si è trattato, a un certo livello, di uno studio di routine sulla funzione dei geni. Gli scienziati spesso modificano il DNA dei topi per vedere cosa succede.

La differenza è che in questo caso stavano studiando geni estinti, che secondo le stime rappresentano il 99% della diversità genetica mai esistita. I ricercatori hanno usato un linguaggio quasi religioso per descrivere la provenienza del DNA.

“Le informazioni genetiche di una specie estinta possono essere resuscitate”, hanno scritto. “E così facendo, abbiamo riportato in vita il potenziale genetico di un frammento del genoma di questo mammifero estinto”.

Questo ci porta a quello che ritengo sia il primo sforzo commerciale per impiegare geni estinti, giunto alla nostra attenzione nel 2016. Gingko Bioworks, un’azienda di biologia sintetica, ha iniziato a cercare negli erbari esemplari di fiori recentemente estinti, come uno che cresceva sui campi di lava di Maui fino all’inizio del XX secolo. Poi l’azienda ha isolato alcuni dei geni responsabili delle loro molecole di profumo.

“Abbiamo effettivamente inserito i geni in ceppi di lievito e misurato le molecole”, afferma Christina Agapakis, ex vicepresidente senior di Gingko per la creatività e il marketing, che ha guidato il progetto. Alla fine, però, Ginkgo ha lavorato con un “artista dell’odore” per imitare quegli odori utilizzando sostanze chimiche aromatiche disponibili in commercio. Ciò significa che i profumi risultanti (che sono in vendita) utilizzano geni estinti come “ispirazione”, non come ingredienti veri e propri.

Si tratta di un progetto un po’ più simile a quello del topo lanoso. Alcuni scienziati si sono lamentati questa settimana del fatto che quando, o se, Colossal inizierà a cronoingegnerizzare gli elefanti, non sarà in grado di apportare tutte le migliaia di modifiche al DNA necessarie per ricreare davvero l’aspetto e il comportamento di un mammut. Il risultato sarà invece solo “una rozza approssimazione di una creatura estinta”, ha detto uno scienziato.

Agapakis suggerisce di non essere troppo letterali nel recuperare i geni del passato. “Come un’opera d’arte, ho visto come il fiore estinto facesse sentire a persone diverse un profondo legame con la natura, una tristezza e una perdita per qualcosa che è andato per sempre, e una speranza per un diverso tipo di rapporto con la natura in futuro”, dice. “Quindi penso che ci sia una componente etica e sociale molto potente e poetica, una richiesta di prendersi cura di queste creature lanose e dei nostri legami con la natura in senso più ampio”.

Per concludere il nostro breve elenco di tentativi noti di cronogenia, abbiamo trovato solo pochi altri esempi. Nel 2023, un’équipe giapponese ha aggiunto ai topi una singola mutazione trovata nell’uomo di Neanderthal, per studiare come questa cambiasse la loro anatomia. E in una ricerca non pubblicata, un gruppo di ricerca del Carlsberg Laboratory di Copenhagen ha dichiarato di aver aggiunto una mutazione genetica alle piante di orzo dopo aver setacciato il DNA di 2 milioni di anni fa recuperato da un tumulo in Groenlandia.

Questa modifica, apportata a un gene recettore della luce, potrebbe rendere la coltura tollerante alle lunghissime giornate estive e alle notti invernali dell’Artico.