Können wir mit der „Wollmammutratte“ wirklich „das Mammut wiederbeleben“?

Am 4. März gab das US-Biotechnologieunternehmen Colossal Biosciences bekannt, dass es eine Serie „Wollmammutmäuse“ gezüchtet habe. Dies sei der erste Schritt zur Wiederbelebung der Mammuts. Das Unternehmen wurde 2021 mit dem Ziel gegründet, Tiere wiederzubeleben, die noch nicht lange ausgestorben sind, wie etwa Mammuts, Dodos und Beutelwölfe.

Wie auf den veröffentlichten Fotos und Videos zu sehen ist, haben diese Mäuse langes und dickes Fell und tatsächlich etwas vom Charme von Mammuts.

Bildquelle: Colossal Biosciences

Gleichzeitig mit der Veröffentlichung der Neuigkeiten lud das Unternehmen auch ein Vorabdruckpapier hoch, das noch keinem Peer-Review unterzogen worden war. Dies ist zweifellos eine Errungenschaft der Gen-Editierungstechnologie. Aber tragen diese sogenannten Wollratten wirklich zu unserem Verständnis der Mammuts bei?

Gibt es bei Mammutratten tatsächlich Mammutgene?

Der Versuch, das Mammut wiederzubeleben, aber am Ende nur die Mammutratte zu haben, klingt wie ein Witz.

Bildquelle: Eine soziale Plattform

Doch nach dem Lachen werden viele Leser wahrscheinlich denken, dass diese Mammutratte das Produkt einer Art Kreuzung mit dem Mammut ist oder zumindest einige Mammutgene verwendet. Aber Gene sind keine Legosteine. Sie können nicht einfach von einer Art auf eine andere übertragen werden. Stammen in dieser sogenannten Mammutmaus tatsächlich Mammutgene?

Das größte Problem ist das in dieser Runde der Medienberichte verwendete Hauptwerbebild. Ein Vergleich mit dem von der Firma veröffentlichten Vorabdruck zeigt, dass es sich bei diesen beiden haarigen Mäusen höchstwahrscheinlich um die beiden mit den Nummern 512 und 517 im Dokument handelt. Das ist verständlich, schließlich sehen andere Mäuse nicht so gut aus wie diese beiden.

Bildquelle: Colossal Biosciences

Wie groß ist also der Zusammenhang zwischen dem Mammut-Aussehen dieser beiden Postergirls in dieser Studie und ihren Mammut-Genen?

Man kann sagen: „Überhaupt nicht“.

Die Forscher bearbeiteten fünf Gene bei den beiden Mäusen, von denen vier mit Haaren in Zusammenhang stehen. Doch diese vier Gene sind der wissenschaftlichen Gemeinschaft schon lange bekannt. Beispiel: Fgf5 ist für die Hemmung des Haarwachstums verantwortlich. Durch das Herausschlagen wachsen die Haare länger. Das weiß jeder seit 30 Jahren. Die „haarige“ Mutation von Fam83g sorgt, wie der Name schon sagt, für dickeres und flauschigeres Haar. Frzd6 ist für die Haarrichtung verantwortlich. Wenn es herausgeschlagen wird, wachsen die Haare büschelweise nach. Mcr1 ist für die Haarfarbe verantwortlich. Wenn es herausgeschlagen wird, verfärbt sich das Haar golden. Alle vier tragen zum „Mammut-Aussehen“ der Mäuse 512 und 517 bei. Allerdings handelt es sich bei keinem davon um „Mammut-spezifische Gene“.

Das heißt jedoch nicht, dass sie in den Genen des Mammuts völlig fehlen. Alles Leben auf der Erde ist verwandt, egal ob entfernt oder nah, und es lassen sich gewisse genetische Ähnlichkeiten feststellen. Mammuts und Mäuse sind beides Säugetiere, die nicht allzu weit voneinander entfernt sind und viele homologe Gene besitzen. Allerdings kommen diese Gene auch bei anderen Säugetieren vor – beispielsweise beim Menschen selbst. Beim Menschen steuert das FGF5-Gen auch die Haarlänge – könnte man diese nicht, der Namenslogik der „Wollmammuts“ folgend, auch „Menschenmäuse“ nennen?

Welche Art von Genen verdient also die Bezeichnung „Mammutmerkmale“? Logischerweise müsste ein solches Gen bei der Mammutart neu entstanden sein oder zumindest eine wichtige Evolution im Mammut durchlaufen haben.

Wissenschaftler kennen bereits ähnliche Gene, beispielsweise Fabp2, das für den Fetttransport zuständig ist. Im Mammutgenom scheint es halbiert worden zu sein und hat wahrscheinlich seine Funktion verloren. Wenn Forscher dieses Gen bei Mäusen ausschalten, ist das zwar keine „Übertragung“ des Mammut-Gens im eigentlichen Sinne, aber man kann es dennoch als Weiterführung des Geistes des Mammuts betrachten. Darüber hinaus scheint ein weiteres Gen, Tgfa, bei Mammuts nicht richtig zu funktionieren. Es gibt auch ein Gen, Krt27, das einen Aminosäureunterschied zwischen dem Mammut und seinem nahen Verwandten, dem Elefanten, aufweist …

Natürlich sind den Forschern im Wollmammut-Projekt auch die oben genannten Gene bekannt. Das haben sie alle getan. In dem Vorabdruck wird eine Maus namens 571 erwähnt, die über mehrere von Mammuts inspirierte Gene verfügt. Man kann sagen, dass es sich um die „riesigste“ Maus dieser Gruppe von Versuchsmäusen handelt.

Es sieht jedoch so aus:

Bildquelle: Colossal Biosciences

Raten Sie mal, warum das „Wollmammut“-Projekt es nicht als Ausstellungsstück für dieses Projekt ausgewählt hat.

Kann das Mammut durch Gentechnik wieder zum Leben erweckt werden?

Obwohl viele Technologieunternehmen und sogar Forscher oft über die Wiederbelebung von Mammuts sprechen, ist es, um ehrlich zu sein, noch ein weiter Weg, bis die Menschheit ein echtes Mammut wiederbelebt. Beth Shapiro, eine der Hauptwissenschaftlerinnen, die für die Sequenzierung des Mammutgenoms verantwortlich war und wissenschaftliche Leiterin von Colossal Biosciences, behauptete 2015, dass es dem Menschen niemals gelingen werde, ein „reines“ Mammut wiederzubeleben.

Erstens stehen uns keine Genomdaten zur Verfügung. Obwohl das Genom des Mammuts dem Namen nach „vollständig“ sequenziert wurde, bedeutet dies lediglich, dass es „im Hinblick auf die Datenverarbeitung und Forschung“ vollständig genug ist und nicht, dass wir wirklich den vollständigen Satz der Gene eines lebenden Organismus erhalten haben. Viele Studien der letzten Jahre haben gezeigt, dass bei der Sequenzierung des gesamten Genoms leicht einige Fragmente übersehen werden können. Wenn das Genom eines komplexen Organismus tatsächlich so stark beschädigt wäre, wäre es sehr fraglich, ob er normal überleben kann.

Zweitens bedeutet der Besitz von Daten nicht, dass man auch physische genetische Fragmente besitzt. Es ist schwierig, die Genauigkeit künstlich synthetisierter DNA zu garantieren, wenn ihre Länge einige Hundert überschreitet. Wenn längere DNA benötigt wird, kann sie nur mit kurzen Fragmenten zusammengefügt werden. Das Zusammenfügen zu vieler Fragmente führt jedoch auch zu Genauigkeitsproblemen. Der aktuelle Weltrekord für ein synthetisches Genom liegt bei etwa 4 Millionen Wörtern – das Mammutgenom umfasst jedoch rund 4 Milliarden Wörter. Und das 4-Millionen-Genom ist das Genom von Escherichia coli, einem prokaryotischen Organismus und relativ einfach. Mammuts sind eukaryotische Organismen und ihre Gene sind auf komplexe Weise mit Proteinen kombiniert und zu Chromosomen gefaltet, was es noch schwieriger macht, dies künstlich zu erreichen.

Drittens: Selbst wenn wir das komplette Genom erhalten, wird es trotzdem nicht funktionieren. Die kleinste Einheit des Lebens ist die Zelle und wir benötigen hierfür mindestens eine vollständige Mammutzelle – was natürlich nicht mehr möglich ist, sodass wir als Ersatz nur noch über die Verwendung existierender Elefanten nachdenken können. Ganz abgesehen davon, ob es sich bei dem aus Elefantenzellen gezüchteten Mammut um ein echtes Mammut handelt, lässt sich auch nur schwer vorhersagen, ob die Zellen Mammutgene aufnehmen und sich normal entwickeln können.

Tatsächlich ist sich Colossal Bioscience dieser Probleme durchaus bewusst. Der CEO des Unternehmens, Ben Rahm, sagte kürzlich in einem Medieninterview: „Wir hoffen, im Jahr 2028 den ersten an die Kälte angepassten Elefanten zu bekommen … Mit der Zeit werden wir in der Lage sein, eine ganze Gruppe an die Kälte angepasster Elefanten zu züchten, die zur Fortpflanzung wieder in die Wildnis entlassen werden können.“

Mit anderen Worten: Er hat klar erkannt, dass es nicht das Ziel des Unternehmens war, ein wahres Mammut zu werden. Ein solcher „genetisch veränderter Elefant“ ist für die Paläontologie und Evolutionsbiologie keine Hilfe und hat wahrscheinlich auch keinen Wert für die kommerzielle Zucht.

Natürlich gibt es ein Ziel, das theoretisch erreicht werden kann, und zwar das, was er über die „Wiederauswilderung zur Zucht“ sagte. Das Ziel dieser Auswilderung ist nicht der traditionelle ökologische Schutz, sondern den Tieren die Möglichkeit zu geben, das bestehende Ökosystem wiederherzustellen. Dieses Ziel wird oft als „Rewilding des Pleistozäns“ bezeichnet.

Kann die Wiederbelebung von Tieren die Welt retten?

Am Ende des Pleistozäns, vor etwa 10.000 Jahren, kam es in den meisten Teilen der Erde mit Ausnahme Afrikas zu einem Massenaussterben großer Organismen. Das Mammut war eines der Opfer des Aussterbens. Obwohl eine kleine Anzahl von Mammuts Tausende von Jahren auf abgelegenen Inseln überlebte, war die Gesamtsituation bereits unumkehrbar.

Copyright-Bilder in der Galerie. Der Nachdruck und die Verwendung können zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen.

Die Ursache des Aussterbens hängt mit dem Ende der Eiszeit zusammen, die Jagd durch den Menschen dürfte jedoch wichtiger sein. In den 10.000 Jahren seitdem sind zahlreiche wichtige Orte in diesen Ökosystemen unbewohnt geblieben.

Die weitreichenden Konsequenzen dieser Tatsache wurden von Ökologen erst in den letzten Jahrzehnten allmählich erkannt. Beispielsweise hatte sich das nordamerikanische Ökosystem zuvor im Schatten großer Organismen entwickelt. Auch 10.000 Jahre nach dem Verschwinden großer Organismen wie Mammuts ist das ursprüngliche Gleichgewicht noch nicht wiederhergestellt. Das Ziel des Rewilding-Projekts für das Pleistozän besteht darin, Ersatz für diese großen Tiere zu schaffen, die das Dickicht abgrasen, kleinere Pflanzenfresser jagen und die Verteilung der Stoff- und Energieflüsse im Ökosystem wieder auf das Muster von vor 10.000 Jahren bringen. In diesem Szenario spielt es keine Rolle, ob das Mammut eine Kopie des Elefanten ist, solange es in der subarktischen Zone überleben kann, kann es eine ähnliche Rolle spielen.

Die grundlegende Logik der Renaturierung ist sinnvoll. Doch alle praktischen Abläufe stehen vor einem grundlegenden Problem, das sich nicht vermeiden lässt: Die Vergangenheit mag schön gewesen sein, aber können wir wirklich zurück? Gibt es in einer Welt der globalen Erwärmung, des Zusammenbruchs der Tundra und der Besiedlung aller Kontinente durch Menschen wirklich einen Platz für Tiere wie Mammuts?

Darüber hinaus sind Elefanten soziale Tiere mit einem reichen Wissensschatz. Der alte Patriarch muss dafür verantwortlich sein, die Herde zur Nahrungs- und Wassersuche zu führen. Elefantenkühe müssen große und kleine Elefanten gemeinsam mit ihren Verwandten aufziehen, und erwachsene Elefantenbullen sind für die Disziplinierung heranwachsender Elefanten zuständig, die kurz vor der Brunst stehen. Für künstlich gezüchtete Mammuts mussten dieses Wissen und die soziale Struktur von Grund auf neu entwickelt werden. Wie würde eine solche Elefantenherde einer Landschaft begegnen, die sie noch nie zuvor gesehen hat?

Die Technologie zur Genom-Editierung und Genomik ist wahrscheinlich die bemerkenswerteste Errungenschaft der Biologie der letzten zwanzig Jahre und dürfte in den nächsten hundert Jahren zum „Eckpfeiler“ des menschlichen Fortschritts werden. Aber Technologie ist weder Zauberei noch eine Zeitmaschine. Jede technologische Nutzung durch den Menschen ist ein Fortschritt, kein Rückschritt. Das wiederauferstandene Mammut kann die Welt vielleicht tatsächlich retten, doch dieser Weg dorthin wird unweigerlich länger und unvorhersehbarer sein als die Auferstehung selbst. Die heutige „Mammutratte“ kann als ein Schritt in diese Richtung betrachtet werden, doch dieser Schritt kann nur als unbedeutend bezeichnet werden, nicht einmal als „kleiner Schritt für eine Maus“.

Planung und Produktion

Autor: Fang Gang, populärwissenschaftlicher Autor

Gutachter: Huang Chengming, Forscher am Institut für Zoologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Planung von Xu Lai

Herausgeber: Yinuo

Korrekturgelesen von Xu Lai und Lin Lin