Το σκυθρωτό κουτάβι στο εργαστήριο του Αλέξανδρου Τραβή δεν φαίνονται σαν ιατρικά θαύματα. Αλλά αυτά τα γούνινα θαύματα είναι τα πρώτα σκυλιά που γεννιούνται με τη γονιμοποίηση in vitro, μια διαδικασία που έχει πάρει περισσότερα από 30 χρόνια για να αναπτυχθεί για κυνόδοντες.
σχετικό περιεχόμενο
- Τα σκυλιά μιμούνται τις εκδηλώσεις του άλλου, πάρα πολύ
- Πώς να προετοιμάσετε το Pooch για να κερδίσετε την καλύτερη εμφάνιση
- Οι γάτες παίρνουν τον καρκίνο του μαστού, και υπάρχουν πολλά που μπορούμε να μάθουμε από αυτό
- Ακόμα και τα μικρά παιδιά αναγνωρίζουν την ανώτερη ευχαρίστηση των κουταβιών και των γατών
Η γονιμοποίηση in vitro (IVF) είναι η διαδικασία γονιμοποίησης ενός αυγού με σπέρμα σε ένα εργαστήριο. Το κάναμε με επιτυχία σε ανθρώπους και μερικά άλλα ζώα από τη δεκαετία του 1970, αλλά οι επιστήμονες προσπαθούσαν να καταλάβουν πώς λειτουργεί για σκύλους. Η τεχνική θα μπορούσε να βοηθήσει στην εξοικονόμηση απειλούμενων ειδών σκύλου σε άγρια φύση και, σε συνδυασμό με τις τεχνικές επεξεργασίας γονιδίων, μπορεί ακόμη και να βοηθήσει να καταστούν οι εγχώριες φυλές υγιείς.
"Οι άνθρωποι εργάζονται σε αυτό, αφού η εξωσωματική γονιμοποίηση εφευρέθηκε", λέει ο Travis, αναπαραγωγικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Cornell. "Κανείς δεν έχει κάνει ποτέ πρόοδο με την εξωσωματική γονιμοποίηση στο σκυλί. Αυτή είναι η πρώτη επιτυχία."
Το πρόβλημα ήταν εν μέρει επειδή οι βιολόγοι διενεργούσαν πειράματα βασισμένα σε ελλιπή επιστήμη, ειδικότερα ένα έγγραφο που δημοσιεύθηκε το 1978 στο περιοδικό Gamete Research, το οποίο υποδεικνύει ότι το μαγνήσιο επιβραδύνει το σπέρμα.
Το σπέρμα σκύλου μοιάζει με ανθρώπινο σπέρμα, αλλά σε αντίθεση με την ανθρώπινη έκδοση, το σπέρμα σκύλου δεν είναι έτοιμο να γονιμοποιήσει αμέσως ένα αυγό. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το σπέρμα σκύλου έχει επικάλυψη χοληστερόλης που καλύπτει το κεφάλι του, όπου διατηρούνται οι πληροφορίες του DNA. Όταν το σπέρμα ταξιδεύει μέσα από τη μήτρα ενός θηλυκού σκύλου, χημικές ουσίες όπως το μαγνήσιο, διασπούν αυτή την επίστρωση. Αν η επίστρωση παραμένει ανέπαφη, το DNA του σπέρματος δεν μπορεί να γονιμοποιήσει το αυγό.
Το ίδιο λουτρό χημικών λέει στο σπερματοζωάριο να κουνάει την ουρά του, το οποίο δρα σαν έλικα, βοηθώντας το να ξεχειλίσει στο αυγό, ώστε να μπορεί να το καταθέσει. Με το μαγνήσιο, το σπέρμα μπορεί να κολυμπήσει πιο γρήγορα και να διεισδύσει πιο εύκολα στο αυγό.
Κατά τη διάρκεια της γονιμοποίησης in vitro, το σπέρμα είναι σε δοκιμαστικό σωλήνα και όχι σε μήτρα, έτσι οι επιστήμονες έπρεπε να επαναδημιουργήσουν το χημικό λουτρό μέσα στο σώμα του σκύλου. Αλλά κανένας άλλος επιστήμονας δεν σκέφτηκε να συμπεριλάβει το μαγνήσιο λόγω του χαρτιού του 1978. Χωρίς αυτό, μπορείτε να βάλετε ένα σπέρμα σκύλου δίπλα σε ένα αυγό και τίποτα δεν θα συμβεί.
Ο καθένας χρησιμοποιεί αυτό το μέσο χωρίς αμφισβήτηση και εφευρέθηκε στη δεκαετία του '70 ", λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Jennifer Nagashima, ένας βιολόγος αναπαραγωγής στο εργαστήριο του Travis και μέλος του Joint Graduate Training Program μεταξύ του Smithsonian Το Ινστιτούτο Προστασίας της Βιολογίας και το κέντρο Atkinson του Cornell για ένα βιώσιμο μέλλον.
«Επιστρέψαμε και το εξετάσαμε», λέει ο Nagashima. "Είναι σίγουρα ένα μάθημα ζωής - θέλω να αμφισβητώ τα πάντα τώρα."
Από τα επτά κουτάβια, δύο είναι από μια μητέρα του beagle και έναν πατέρας cocker spaniel, και πέντε είναι από ζευγάρια πατέρας και μητέρας beagle. (Mike Caroll, Cornell University College Κτηνιατρικής Ιατρικής) Οι προηγούμενοι ερευνητές βασίζονταν επίσης στη διαδικασία ανθρώπινης εξωσωματικής γονιμοποίησης για να σχεδιάσουν τη διαδικασία του σκύλου, αλλά τα αναπαραγωγικά μας συστήματα έχουν κάποιες αξιοσημείωτες διαφορές που δεν λήφθηκαν υπόψη. Οι άνθρωποι ωοθυλακώνονται περίπου μια φορά το μήνα - πράγμα που σημαίνει ότι οι ωοθήκες απελευθερώνουν ένα αυγό που είναι έτοιμο για γονιμοποίηση. Αλλά τα σκυλιά ωοθυλακώνονται μόνο μία φορά ή δύο φορές το χρόνο και τα αυγά τους δεν είναι άμεσα βιώσιμα.
Βασιζόμενοι σε χρονοδιάγραμμα του ανθρώπινου σώματος για να συνεργαστεί με τα σκυλιά, οι επιστήμονες απομακρύνουν τα αυγά από το θηλυκό σκυλί πολύ νωρίς. Αντ 'αυτού, η ομάδα διαπίστωσε ότι τα αυγά σκυλιών πρέπει να καθίσουν στο εσωτερικό των ωαγωγών τους (σάλπιγγες στους ανθρώπους) για κάποιο χρονικό διάστημα προτού να είναι έτοιμοι για εξωσωματική γονιμοποίηση.
Όταν η Nagashima και οι συνάδελφοί της αφαιρούν τα αυγά αμέσως μετά την ωορρηξία, κανένα από τα αυγά δεν γονιμοποιείται. Αλλά όταν περίμεναν τέσσερις ημέρες, 80 τοις εκατό των αυγών γονιμοποιήθηκαν, η ομάδα αναφέρει αυτή την εβδομάδα στο PLOS ONE .
Μετά την απομάκρυνση των αυγών από τη μήτρα του σκύλου, οι επιστήμονες τις έβαλαν σε μια κουλτούρα με το σπέρμα και περίμεναν περίπου 48 ώρες για να δημιουργήσουν νέα μάζα, πράγμα που σημαίνει ότι ήταν στο δρόμο του να γίνει έμβρυο σκύλου. Αυτά τα κύτταρα στη συνέχεια απομακρύνθηκαν από το τρυβλίο Petri, καταψύχθηκαν και αργότερα εμφυτεύτηκαν σε ένα υποκατάστατο σκυλί.
Από τα 19 γονιμοποιημένα έμβρυα, επτά μικροσκοπικά μικρά κουτάβια γεννήθηκαν στις 10 Ιουλίου μετά από δεκαετίες έρευνας.
"Ακούτε αυτές τις πρώτες κραυγές, και αυτό είναι ένα αρκετά καλό συναίσθημα", λέει ο Travis. Το επόμενο βήμα είναι να μάθετε πώς να αφαιρείτε τα αυγά σκυλιών χωρίς να κάνετε σοβαρή χειρουργική επέμβαση.
Προωθώντας την τεχνολογία IVF για σκύλους, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να αυξήσουν τους πληθυσμούς απειλούμενων ειδών κυνήγι, λέει ο Margaret Root Kustritz, ειδικός στην αναπαραγωγή μικρών ζώων στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα. Τα απειλούμενα κυνοειδή που δεν επιθυμούν ή δεν μπορούν να δημιουργήσουν τον συνήθη τρόπο θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως δότες αυγών, εξασφαλίζοντας έτσι ότι τα πολύτιμα γονίδιά τους θα συνεχίσουν στην επόμενη γενιά.
Η εξωσωματική γονιμοποίηση θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση της ασθένειας σε κατοικίδια σκυλιά. Πολλές καθαρές φυλές σήμερα πάσχουν από γενετικές διαταραχές που θα μπορούσαν να απομακρυνθούν με χρήση εργαλείων εξωσωματικής γονιμοποίησης και σύγχρονων γονιδιακών εργαλείων. Τέτοιες έρευνες μπορεί να βοηθήσουν ακόμη και την κατανόηση των ανθρώπινων ασθενειών. Ενώ οι χιμπατζήδες είναι πιο κοντά σε μας γενετικά, μοιραζόμαστε περισσότερα από 350 γνωρίσματα ασθενειών με σκύλους, που είναι διπλάσιο από οποιοδήποτε άλλο είδος.
"Αυτό είναι ένα τεράστιο θετικό βήμα", λέει ο Root Kustritz. «Κάθε μελέτη που μας βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα την φυσιολογική αναπαραγωγική βιολογία μας βοηθά να σκεφτόμαστε πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γνώση για να βοηθήσουμε τα ζώα και τους ανθρώπους».
Η Nucharin Songsasen (αριστερά) και η Jennifer Nagashima του Smithsonian Conservation Biology Institute λαμβάνουν τρία κουτάβια IVF για μια βόλτα. (Jefferey MacMillan)
