Der Dodo, Zombie-Viren und ein 3.500 Jahre alter Geruch: Wie Wissenschaftler im Jahr 2023 die Vergangenheit wieder aufleben lassen

Die Arbeit ist weit entfernt von den gentechnisch veränderten Dinosauriern, die in dem Blockbuster "Jurassic Park" entkommen sind, obwohl für einige Wissenschaftler das ultimative Ziel darin besteht, das Aussterben zu verhindern und Tiere und Pflanzen wiederzubeleben, die verloren gegangen sind.

Andere Forscher suchen in der Vergangenheit nach neuen Medikamentenquellen oder schlagen Alarm, wenn es um lange schlummernde Krankheitserreger geht. In diesem Forschungsbereich geht es auch darum, Elemente der menschlichen Geschichte neu zu erschaffen, um besser zu verstehen, wie unsere Vorfahren gelebt haben und gestorben sein könnten.

Im Folgenden werden vier faszinierende Forschungsprojekte in diesem aufstrebenden Bereich vorgestellt, die im Jahr 2023 in Angriff genommen wurden oder bedeutende Fortschritte gemacht haben.

Wiederbelebung von "Zombie"-Viren

Die wärmeren Temperaturen in der Arktis lassen den Permafrostboden der Region auftauen - eine gefrorene Schicht unter der Erde - und wecken möglicherweise Viren, die nach zehntausenden von Jahren inaktiv waren und die Gesundheit von Mensch und Tier gefährden könnten.

Jean-Michel Claverie, ein emeritierter Professor für Medizin und Genomik an der medizinischen Fakultät der Universität Aix-Marseille in Marseille, Frankreich, versucht, die Risiken, die von den so genannten "Zombie-Viren" ausgehen, besser zu verstehen, indem er Viren aus sibirischen Erdproben wiederbelebt.

Erdbohrkerne aus dem sibirischen Permafrostboden wurden auf gefrorene Viren untersucht.

Claverie gelang es 2014, ein Virus wiederzubeleben, das er und sein Team aus dem Permafrost isoliert hatten, und es zum ersten Mal seit 30.000 Jahren infektiös zu machen, indem sie es in kultivierte Zellen einführten. In seiner jüngsten Forschungsarbeit, die im Februar veröffentlicht wurde, isolierten Claverie und sein Team mehrere alte Virusstämme aus mehreren Erdproben, die fünf neue Virusfamilien repräsentieren. Aus Sicherheitsgründen hatte er sich dafür entschieden, ein Virus zu untersuchen, das nur einzellige Amöben und keine Tiere oder Menschen befallen kann.

Die älteste Probe war laut Radiokohlenstoffdatierung des Bodens fast 48 500 Jahre alt und stammte aus einer Erdprobe, die aus einem unterirdischen See 16 Meter unter der Oberfläche entnommen wurde. Die jüngsten Proben, die im Mageninhalt und im Fell der Überreste eines Wollhaarmammuts gefunden wurden, waren 27 000 Jahre alt.

Dass amöbeninfizierende Viren nach so langer Zeit immer noch infektiös sind, sei ein Zeichen für eine ernsthafte potenzielle Bedrohung der öffentlichen Gesundheit, so Claverie.

"Wir betrachten diese amöbeninfizierenden Viren als Surrogate für alle anderen möglichen Viren, die sich im Permafrost befinden könnten", sagte Claverie Anfang dieses Jahres gegenüber CNN.

"Unsere Überlegung ist, dass, wenn die Amöbenviren noch am Leben sind, es keinen Grund gibt, warum die anderen Viren nicht auch noch am Leben und in der Lage sein sollten, ihre eigenen Wirte zu infizieren."

Die Jagd nach neuen Antibiotika geht zurück bis in die Eiszeit

Für den Biotechnik-Pionier César de la Fuente, Assistenzprofessor an der Universität von Pennsylvania, ist die Vergangenheit eine Quelle der Möglichkeiten, die eine neue Front im Kampf gegen arzneimittelresistente Superbugs eröffnet hat.

Die Fortschritte bei der Gewinnung alter DNA aus Fossilien bedeuten, dass detaillierte Bibliotheken mit genetischen Informationen über ausgestorbene menschliche Verwandte und lange verschollene Tiere jetzt öffentlich zugänglich sind.

Die von ihm geleitete Gruppe für maschinelle Biologie an der UPenn verwendet auf Intelligenz basierende Berechnungsmethoden, um diese genetischen Informationen zu analysieren und kleine Protein- oder Peptidmoleküle zu identifizieren, von denen sie glauben, dass sie Bakterien bekämpfen können. Er hat vielversprechende Verbindungen bei Neandertalern und eiszeitlichen Lebewesen wie dem Wollmammut und dem Riesenfaultier entdeckt.

P. kolymaensis, Weibchen. Rasterelektronenbild

"Dadurch konnten wir neue Sequenzen und neue Arten von Molekülen aufdecken, die wir bisher in lebenden Organismen nicht gefunden haben, was unsere Vorstellungen von der molekularen Vielfalt erweitert", so de la Fuente. "Bakterien von heute haben diese Moleküle noch nie gesehen, so dass sie uns vielleicht eine bessere Möglichkeit bieten, die Krankheitserreger, die heute problematisch sind, gezielt zu bekämpfen.

Die meisten Antibiotika stammen von Bakterien und Pilzen und wurden durch das Screening von Mikroorganismen entdeckt, die im Boden leben. In den letzten Jahrzehnten sind die Krankheitserreger jedoch gegen viele dieser Medikamente resistent geworden, weil sie zu häufig eingesetzt werden.

Der Ansatz von de la Fuente ist zwar unorthodox, aber die Dringlichkeit, mögliche Kandidaten zu identifizieren, war noch nie so groß wie heute, da die Weltbevölkerung jedes Jahr fast 5 Millionen Todesfälle zu beklagen hat, die auf mikrobielle Resistenz zurückzuführen sind, so die Weltgesundheitsorganisation.

Die Wiederauferstehung von Dodo, Wollhaarmammut und Tasmanischem Tiger

DasAussterben von Arten geht schneller vonstatten als je zuvor. Für einige Wissenschaftler könnte ein Weg zur Eindämmung dieses Verlustes darin bestehen, verschollene Kreaturen aus der Vergangenheit wieder auferstehen zu lassen.

Das Biotechnologie- und Gentechnik-Startup Colossal Biosciences gab im Januar bekannt, dass es den Dodo - einen seltsam aussehenden flugunfähigen Vogel, der bis zum späten 17. Jahrhundert auf der Insel Mauritius im Indischen Ozean lebte - zurückbringen und in seinem einstigen Lebensraum wieder ansiedeln will.

Alte Moleküle, darunter auch solche von ausgestorbenen menschlichen Verwandten wie den Neandertalern, könnten Hoffnung im Kampf gegen Superbakterien geben.

Das Unternehmen arbeitet an anderen, ebenso ehrgeizigen Projekten, bei denen Fortschritte in der DNA-Sequenzierung, der Gen-Editierungstechnologie und der synthetischen Biologie genutzt werden, um das Wollhaarmammut und den Thylacine, den tasmanischen Tiger, wieder einzuführen.

Genetiker von Colossal Biosciences haben bei der Nikobar-Taube, dem nächsten lebenden Verwandten des Dodos, Zellen gefunden, die als Vorläufer für Eierstöcke oder Hoden dienen und erfolgreich in einem Hühnerembryo wachsen können. Die Wissenschaftler untersuchen nun, ob sich diese Zellen - die so genannten primordialen Keimzellen (PGC) - in Spermien und Eizellen verwandeln können.

Das Unternehmen plant, die Genome des Dodos und des Rodrigues-Solitärs, eines ausgestorbenen, eng mit dem Dodo verwandten Vogels, zu vergleichen, um herauszufinden, wie sie sich unterscheiden. Dann wird es die PGCs einer Nikobar-Taube so bearbeiten, dass sie die körperlichen Merkmale eines Dodos aufweist.

Die bearbeiteten Zellen werden dann in die Embryonen eines sterilen Huhns und eines Hahns eingesetzt. Mit der Einführung der veränderten PGCs werden das Huhn und der Hahn in der Lage sein, sich fortzupflanzen, und theoretisch werden ihre Nachkommen dank der hybridisierten Tauben-DNA in ihren Fortpflanzungssystemen dem Dodo ähneln.

"Physisch wird der wiederhergestellte Dodo nicht von dem zu unterscheiden sein, was wir über das Aussehen des Dodos wissen", erklärte Matt James, Chief Animal Officer von Colossal Biosciences, gegenüber CNN in einer E-Mail im November.

Selbst wenn die Forscher bei diesem riskanten Unterfangen erfolgreich sind, werden sie keine Kopie des Dodos erschaffen, der vor vier Jahrhunderten lebte, sondern eine veränderte, hybride Form.

Colossal Biosciences hat sich mit der Mauritian Wildlife Foundation zusammengetan, um im Rahmen einer Machbarkeitsstudie zu ermitteln, wo die Vögel am besten untergebracht werden können, wenn das Experiment erfolgreich verläuft. Es könnte sich jedoch als schwierig erweisen, ein Zuhause zu finden.

Mauritius ist eine relativ kleine Insel, die sich seit dem Aussterben des Dodos stark verändert hat.

"Obwohl er einer der berühmtesten Vögel der Welt ist, wissen wir so gut wie nichts über den Dodo. Wie er mit seiner Umwelt interagiert hat, wissen wir nicht", sagt Julian Hume, ein Vogelpaläontologe und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Natural History Museum in London, der den Vogel untersucht hat.

"Aufgrund der Komplexität der Wiederherstellung einer Art anhand der DNA kann, selbst wenn es möglich wäre, nur ein Dodo-ähnliches Wesen entstehen. Es bedarf dann jahrelanger selektiver Züchtung, um aus einer kleinen Taube einen großen flugunfähigen Vogel zu machen. Denken Sie daran, dass die Natur Millionen von Jahren brauchte, um dies beim Dodo zu erreichen", fügte er hinzu.

Wie ägyptische Mumien rochen

Der Dodo ist eines von mehreren ausgestorbenen Lebewesen, die Colossal Biosciences wieder zum Leben erwecken will.

Besucher des dänischen Moesgaard-Museums können den Duft eines ägyptischen Mumienbalsams erschnuppern, der zuletzt vor 3 500 Jahren verwendet wurde.

Der suggestive Geruch wurde anhand von Inhaltsstoffen rekonstruiert, die durch die Untersuchung von Rückständen in zwei Kanopengläsern identifiziert wurden, die im Jahr 1900 im ägyptischen Tal der Könige entdeckt wurden. Die beiden Gefäße enthielten die Überreste einer altägyptischen Adeligen, die als Senetnay bekannt war.

Die genauen Rezepte, die bei der Mumifizierung verwendet wurden, sind seit langem umstritten, da in den altägyptischen Texten keine genauen Zutaten genannt werden.

Die Untersuchung unter der Leitung von Barbara Huber, einer Doktorandin der archäologischen Chemie am Max-Planck-Institut für Geoanthropologie in Deutschland, identifizierte die Inhaltsstoffe des Balsams mit Hilfe einer Reihe hochentwickelter Analysetechniken.

Sie stellte fest, dass die Balsame Bienenwachs, Pflanzenöle, tierische Fette, Harze und das natürlich vorkommende Erdölprodukt Bitumen enthielten. Auch Verbindungen wie Cumarin und Benzoesäure waren vorhanden. Cumarin, das einen vanilleartigen Duft hat, kommt in Erbsenpflanzen und Zimt vor, während Benzoesäure in Harzen und Gummis von Bäumen und Sträuchern vorkommt.

Die Balsame unterschieden sich geringfügig zwischen den beiden Gefäßen, was bedeutet, dass je nach Organ, das konserviert werden sollte, unterschiedliche Inhaltsstoffe verwendet wurden.

In dem Glas, in dem Senetnays Lunge aufbewahrt wurde, fanden die Forscher duftende Harze von Lärchenbäumen und etwas, das entweder Dammar von Bäumen aus Indien und Südostasien ist, oder Harz von Pistazienbäumen, die zur Familie der Cashewbäume gehören.

"Das Vorhandensein einer so großen Bandbreite an Inhaltsstoffen, einschließlich exotischer Substanzen wie Dammar oder Pistazienharz, deutet darauf hin, dass für ihre Einbalsamierung extrem seltene und teure Materialien verwendet wurden", sagte Huber gegenüber CNN , als die Forschungsergebnisse im August veröffentlicht wurden. "Dies deutet auf Senetnays außergewöhnlichen Status in der Gesellschaft hin."

Der Duft wurde dann mit Hilfe der französischen Parfümeurin Carole Calvez und der Museologin Sofia Collette Ehrich nachgebaut.

"Als ich dem Duft zum ersten Mal begegnete, war das eine tiefgreifende und fast surreale Erfahrung", so Huber.

"Nachdem ich so viel Zeit damit verbracht hatte, mich in die Forschung und Analyse zu vertiefen, war es bewegend, endlich diese greifbare, aromatische Verbindung zur antiken Welt zu haben. Es war, als hielte man ein schwaches Echo aus der Vergangenheit in der Hand."