Paano Makakatulong ang Gene Editing sa Pagpapanatili ng Biodiversity

Pagliligtas ng mga Species Mula sa Pagkawala

Destruction of habitats, over-hunting, and other ecological damages have pushed many species into extinction, or close to it. It is an inherent characteristic of the so-called “Anthropocene”, a new geological era marked by the dominance of mankind over the Earth’s ecosystems.

Ang pagkasira ng mga tirahan, labis na pangangaso, at iba pang pinsalang ekolohikal ay nagtulak sa maraming species patungo sa pagkalipol, o malapit na rito. Ito ay isang likas na katangian ng tinatawag na “Anthropocene”, isang bagong panahon ng heolohiya na minarkahan ng dominasyon ng sangkatauhan sa mga ekosistema ng Daigdig.

Ang tradisyonal na mga estratehiya sa konserbasyon tulad ng mga natural na reserba, proteksyon ng mga hinahunting hayop, at pagpaparami sa mga zoo ay nakatulong na mailigtas ang maraming species mula sa bingit.

Gayunpaman, kadalasan ang mga estratehiyang ito ay nakatuon sa pagliligtas ng species bilang pangkalahatang konsepto, na karaniwang may limitadong bilang lamang ng indibidwal na hayop o halaman, kumpara sa dating natural na populasyon.

Maaaring mailigtas nito ang isang species, ngunit nagdudulot pa rin ng malaking pagkawala sa henetik na pagkakaiba-iba. Maaari nitong gawing mas bulnerable ang naligtas na species sa mga hinaharap na banta, tulad ng pagbabago ng klima, pagkasira ng tirahan, o mga pathogen.

Isang umuusbong na alternatibo ay ang teknolohiyang genome editing, na nagbabago hindi lamang isang gene kundi malalawak na bahagi ng henetika ng isang indibidwal. Maaari nitong matulungan na maibalik ang henetik na pagkakaiba-iba sa isang populasyon na ang gene pool ay dumaan sa bottleneck ng isang halos pagkalipol na pangyayari.

Tinalakay ng mga mananaliksik mula sa University of East Anglia, University of Copenhagen, University of Kent, Mauritian Wildlife Foundation, Durrell Wildlife Conservation Trust, at ang Colossal Foundation & Colossal Biosciences ang mga etikal, panlipunan, at pang-ekonomiyang konsiderasyon ng teknolohiyang ito sa isang publikasyon sa Nature Reviews Biodiversity¹, sa pamagat na “Genome engineering in biodiversity conservation and restoration”.

Pagkipot ng Henetik

Ang mga halaman at hayop na populasyon ay hinahati sa mga species, kung saan ang karaniwang depinisyon ay hindi maaaring mag-interbreed ang mga species sa isa’t isa.

Ang henetika ng isang species, gayunpaman, ay hindi isang homogenous na bloke, na may maraming banayad na henetik na pagkakaiba na nagdudulot ng intra-species na pagkakaiba sa pag-uugali, hitsura, kakayahan, pagtitiis sa iba’t ibang stress, resistensya sa mga sakit, atbp.

Kapag maraming indibidwal na bumubuo sa species ang napatay o nabigong magparami, maaaring mawala ang ilang henetik na pagkakaiba-iba na dala ng mga indibidwal na iyon.

Ito ay lumilikha ng tinatawag ng mga ekolohista na genetic bottleneck, kung saan maraming katangian ang nawawala at hindi na matatagpuan sa mga natitirang miyembro ng species.

Pinagmulan: Naturalis Historia

Maaaring magdulot ito hindi lamang ng mas kaunting henetik na pagkakaiba-iba, kundi pati na rin ng konsentrasyon ng mas mataas na dami ng mapaminsalang mutasyon, isang phenomenon na kilala bilang genomic erosion. Kung masyadong malakas, maaaring magdulot ang genomic erosion ng pagkalipol ng species, anuman ang kapaligiran at mga mapagkukunan na magagamit.

Sa hindi gaanong matinding kaso, maaaring manatiling genetically compromised ang natitirang species, na may nabawasang kakayahang tumugon sa mga hinaharap na banta tulad ng mga bagong sakit o pagbabago ng klima.

Bagaman ang mga nawalang gene na ito ay wala na sa mga buhay na indibidwal, maaari pa rin itong matagpuan sa mga historikal na sample, biobanks, at mga kaugnay na species.

Pag-aaral ng Kaso: Henetik Erosion sa Pink Pigeon

Isang halimbawa ng species na nailigtas mula sa bingit ng pagkalipol ay ang Mauritian pink pigeon, isang ibon na katutubo sa Isla ng Mauritius sa Indian Ocean. Mula sa 10 natitirang indibidwal, ang pagpaparami sa kulungan at muling pagpapakilala sa kanilang natural na tirahan ay nagdala ng bilang nila pabalik sa 600 ibon.

Pinagmulan: Genetic Engineering & Biotechnology News

Ipinakita ng mga henetik na pag-aaral sa henetika ng mga pigeon na ito na ang genomic erosion ay maaaring magdulot ng pagkalipol sa susunod na 50-100 taon. Walang ibang indibidwal sa kulungan o sa kalikasan, kaya dati ay nangangahulugan na ang mga pagsisikap na iligtas ang species na ito ay walang saysay.

Kaya kailangan ng mga bagong solusyon para sa pink pigeon, pati na rin sa maraming iba pang nanganganib na species.

“Upang matiyak ang pangmatagalang pag-iral ng mga nanganganib na species, naniniwala kami na mahalagang yakapin ang mga bagong teknolohikal na pag-unlad kasabay ng tradisyonal na mga pamamaraan ng konserbasyon.”

Prof van Oosterhout – University of East Anglia

Paghahanap ng Nawala na mga Gene

Maraming materyal na biyolohikal ang nailigtas sa mga museo at biological databank, lalo na para sa mga species na naging extinct o nasa panganib ng pagkalipol sa nakaraang ilang dekada, nang mas maunawaan ng komunidad ng siyensiya ang kahalagahan ng DNA.

Ibig sabihin, kahit na ang indibidwal na nagdadala ng henetik na pagkakaiba-iba ay maaaring namatay ilang dekada o kahit siglo na ang nakalipas, ang kanilang henetik na pamana ay nananatili pa rin sa mga kamay ng parehong mga tao na nagdulot ng pagkawala ng mga gene na ito.

Pinagmulan: Stephen Turner

Sa patuloy na pagiging mas madali ng genome analysis at gene editing, ang pagbabalik ng mga mahahalagang gene na ito sa gene pool ng mga nanganganib na species ay lalong kaakit-akit.

“Hinaharap natin ang pinakamabilis na pagbabago sa kapaligiran sa kasaysayan ng Daigdig, at maraming species ang nawalan ng henetik na pagkakaiba-iba na kailangan upang mag-adapt at mabuhay. Ang gene engineering ay nagbibigay ng paraan upang maibalik ang pagkakaiba-yan na iyon.”

Prof van Oosterhout – University of East Anglia

Inilahad ng pangkat ng pananaliksik ang tatlong pangunahing aplikasyon ng teknolohiyang ito:

1. Pagbabalik ng nawalang henetik na pagkakaiba-iba. Magagawa ito sa pamamagitan ng pagbabalik gamit ang gene editing ng mga gene na nasa historikal na sample, ngunit wala sa modernong populasyon na nabubuhay.
2. Pagpapabuti ng adaptasyon. Ang mga gene na kilala sa pagkakaugnay sa mga katangiang tulad ng pagtitiis sa init o resistensya sa pathogen ay maaaring unahin upang mapabuti ang rate ng pag-survive ng species at kakayahang mag-adapt sa kapaligiran nito, lalo na sa ligaw.
3. Pagbabawas ng Mapaminsalang Mutasyon. Ang target na pagtanggal ng mapaminsalang mutasyon sa nabubuhay na populasyon ay maaaring magpataas ng survival, pangkalahatang kalusugan, at rate ng reproduksyon sa pangmatagalan. Ito ay maaaring maging mahalaga lalo na para sa mga indibidwal na muling ipakikilala sa kanilang natural na tirahan.

Mga Panganib ng Genome Engineering

Ang unang panganib ay maaaring hindi gumana ang teknolohiya ayon sa inaasahan. Kapansin-pansin, ang mga off-target na henetik na pagbabago ay maaaring lumikha ng karagdagang mapaminsalang mutasyon.

Ang labis na pagtutok sa pagpaparami ng mga binagong indibidwal upang mapalaganap ang muling ipinakilalang gene at katangian ay maaaring hindi sinasadyang magdulot ng karagdagang pag-urong ng henetik na pagkakaiba-iba.

Kamakailan, ang hindi inaasahang ekspresyon o epekto ng muling ipinakilalang mga gene, lalo na kapag bahagyang lamang ang naibalik na mga nawalang gene, ay maaaring magdulot ng hindi kanais-nais na mga bagong katangian na hindi kailanman naroroon sa species. Maaari itong lalo pang magpahina sa kakayahan ng nanganganib na species na mabuhay o magdulot pa ng pinsala sa ekosistema kung mailalagay sa mas malawak na kapaligiran.

Dahil sa lahat ng ito, inirerekomenda ng mga siyentipiko ang phased, maliit na sukat na mga pagsubok at masusing pangmatagalang pagmamanman ng mga ebolusyonaryong at ekolohikal na epekto ng anumang proyekto ng genome engineering.

Isa pang panganib ay ang pagyakap sa “technology-first” na pag-iisip sa konserbasyon, habang ang mga henetik na interbensyon ay dapat lamang magkomplemento at hindi palitan ang pagpapanumbalik ng tirahan at tradisyonal na mga hakbang sa konserbasyon.

“Ang gene editing ay hindi kapalit ng proteksyon ng species at hindi kailanman magiging isang mahiwagang solusyon — ang papel nito ay dapat maingat na suriin kasabay ng mga itinatag na estratehiya sa konserbasyon bilang bahagi ng mas malawak, integrated na lapit na may proteksyon ng species bilang pangunahing prinsipyo.”

Associate Professor Hernán Morales of the Globe Institute.

Synergy Kasama ang ”De-Extinction”

Sa parehong paraan kung saan maaaring magpakilala ang genome engineering ng mga bagong gene sa isang populasyon na dumaan sa bottleneck, maaari rin nitong muling ipakilala ang mga species na ganap nang extinct. Ito ang konseptong tinatawag na “de-extinction”.

Isang pangunahing tagasuporta ng ideyang ito ay ang kumpanyang Colossal. Kamakailan lamang ay nagdulot ito ng malaking ingay sa balita sa kanilang bahagyang muling paglikha ng dire wolf.

Ang susunod na hakbang para sa kumpanya ay muling likhain ang woolly mammoth.

“Ang parehong teknolohikal na pag-unlad na nagpapahintulot sa atin na magpakilala ng mga gene ng mammoth sa genome ng elepante ay maaaring gamitin upang iligtas ang mga species na nasa bingit ng pagkalipol.

Responsibilidad natin na bawasan ang panganib ng pagkalipol na kinahaharap ngayon ng libu-libong species.

”

Dr Beth Shapiro, Chief Science Officer at Colossal Biosciences.

Kadalasang kinabibilangan ng de-extinction ang paglikha ng mga embryo ng extinct na species at pagpapasuso nito sa mga kaugnay na species. Ang ganitong cross-species surrogacy ay kasalukuyang ginagamit na upang iligtas ang puting rhinoceros.

Posibleng magamit din ang parehong pamamaraan para sa mga nanganganib na species kasama ang genome engineering, na magreresulta sa kakayahang halos “mass produce” ng populasyon na may mas maraming henetik na pagkakaiba-iba, kasabay ng mga protektadong natural na indibidwal.

Sa kabuuan, ang ideyang ito ay bahagi ng mas malawak na epekto na maaaring idulot ng synthetic biology sa mga pagsisikap sa konserbasyon.

Pinagmulan: iScience

Pamumuhunan sa Sektor ng BioTech

Ginkgo Bioworks: Isang Nangunguna sa Conservation Genomics

Ang kumpanya ay gumagawa ng on-demand na mga organismo para sa tiyak na mga aplikasyon. Malawak nitong pinalawak ang mga aplikasyon nito sa maraming programang pananaliksik at pakikipagtulungan:

• Cannabinoids
• produksyon ng mRNA vaccine at medisina ng nucleic acid
• Food proteins
• Produksyon ng biological fertilizer sa pakikipagtulungan sa Bayer
• Programmable microbes para sa gut diseases
• Bioremediation ng microplastics
• Biosecurity at pagtuklas ng pathogen
• Pag-recycle ng basura at kontaminante

Kumikita ito sa pamamagitan ng unang bayad nang paunang bayad para sa proseso ng pag-develop at pagkatapos ay sa pamamagitan ng royalties sa tapos na produkto.

Ang kumpanya ay nasa unahan ng inobasyon sa pag-ingenyo ng mga bagong organismo at pag-develop ng mga teknik para sa mga bagong hayop at halaman.

Ito ay naglalagay sa kanila sa matibay na posisyon upang potensyal na makatulong sa mga pagsisikap sa konserbasyon at mag-develop ng mga bagong paraan para sa pagpaparami ng mga nanganganib na species, hindi lamang ng malalaking hayop kundi pati mga halaman at kahit mga microbiome. Maaari silang maging pangunahing kasosyo para sa mga pampublikong programa at pribadong environmental NGOs upang ipatupad ang mga estratehiyang ito.

(Tinatalakay namin ang kumpanyang ito nang mas detalyado sa isang dedikadong ulat na nagpapaliwanag ng kasaysayan nito, natatanging teknolohiya, at modelo ng negosyo).

Pinakabagong Balita at Pag-unlad ng Stock ng Ginkgo Bioworks (DNA)

Pag-aaral na Binanggit

^{1. Van Oosterhout, C., Supple, M.A., Morales, H.E. et al.  Genome engineering sa konserbasyon at pagpapanumbalik ng biodiversity. Nat. Rev. Biodivers. 18 July 2025. https://doi.org/10.1038/s44358-025-00065-6}