Menu
ovenfor: KARRUS ISTOCK.COM, RODIMOVA
spørgsmål om uddøde fugles liv, der nu ligger på naturhistoriske museer, har varet længe efter deres Bortgang: hvordan lød de? Hvordan så de ud under flyvningen? Hvilken økologisk niche beboede de?
mens der arbejdes på at bringe uddøde pattedyr tilbage, såsom den uldne mammut og kvagga, gennem kloning, kunstig insemination og en avlsproces, der sigter mod at vende tamme arter tilbage til fænotyper, der ligner deres vilde forfædre, fugles reproduktive systemer er ikke så modtagelige for disse teknikker.
så forskere vender sig til kultiveret kimcelletransmission, en lovende teknik, der er blevet brugt til at udbrede genredigerede tamme kyllinger i mere end et årti. Ideen er, at gener fra uddøde fugle kunne replikeres og introduceres i værtsembryonernes kimlinjer.
Vi starter fra et sted, hvor der i det mindste er en levedygtig teknologi, og så træder vi ud biologisk.A& M University
mens teknikken fungerer godt i kyllinger, understøtter nuværende cellekulturmedier ikke vilde fuglekimceller (PGC ‘ er), forløberne til sæd og æg. PGCs færger genetiske sekvenser til en vært, så de kan overføres gennem generationer. Revive & Restore, en organisation, der væver bioteknologier til bevarelse af vilde dyr og støtter meget af forskningen i udryddelse, har gjort det til en prioritet at udvikle sådanne medier. Det ville muliggøre storstilet forstærkning af vilde fugle PGC ‘ er, måske inklusive dem fra truede fugle, og tilbyde en platform for genmodifikation, der kan hjælpe med at bringe uddøde arter tilbage til livet.”dyrkning er hård,” siger Marie-Cecile Van de Lavoir, vicepræsident for operationer hos Ligand Pharmaceuticals, der i en undersøgelse fra 2006 avancerede teknikken hos kyllinger ved at udvikle de første kulturer af modificerede PGC ‘ er, der ikke differentierede sig væk fra deres fænotype og forblev dedikeret til kimlinjetransmission. Hun har flere relaterede patenter på området og leverede indledende gennemførlighedsundersøgelser for at genoplive & Gendan for sin indsats for udryddelse af fugle. “Indtil videre har jeg ikke set et kultursystem i nogen anden art” udover kyllinger, der viser den ønskede effekt, siger hun. “Hver fugleart har en anden slags kulturkrav. Og vi ved endnu ikke helt, hvad disse krav er. en & M University, sammen med et lille team af studerende og postdoc forskere, forsøger at løse det.
“Vi starter fra et sted, hvor der i det mindste er en levedygtig teknologi, og så går vi ud biologisk” til en slægtning til kyllingen, den pinnated grouse (Tympanuchus cupido pinnatus), siger Valsem. Og når den dyrkede kimcelleteknik er stabiliseret i den pinnede Rype, vil strategien derefter blive udvidet til en nært beslægtet, uddød underart af Rype.
Indtast—eller rettere, Afslut-hedehønen.
beboer østkystens kratmarker og sandplains i Nordamerika, hedehønen (T. cupido cupido) var en stor Rype og en fødevare hæfteklammer indtil midten af det nittende århundrede. Så almindelig var fuglen, som naturforskeren Thomas Nuttall rapporterede i 1832, at ” Tjenere foreskrev med deres arbejdsgivere ikke at have hede høne bragt til bordet oftere end et par gange om ugen.”
Overhunting, sygdom og andet pres førte til et brat fald i antallet af hedehøns. I 1870 var der kun restpopulationer tilbage på kystøerne, herunder ved heath hen ‘s sidste stand på Martha’ s Vineyard, hvor fuglen blev noget af en årsag til kr. Markering af et tidligt forsøg på bevarelse blev Heath Hen Reserve oprettet i 1908; her samledes fugleentusiaster nær parringshabitater kaldet leks, eller blomstrende grunde, for at være vidne til de ekstravagante fængselsdanser af mænd. Fuglene ville stemple deres fødder, udvide to hornlignende fjer lige over store, farverige luftsække på deres hals og sende en kaskade af blomstrende lyde. Den sidste hede høne, kendt for lokalbefolkningen som Booming Ben, blev set i 1932.
en gensidig interesse i at ændre fuglegenomer landede Vals et tilskud fra Revive& Gendan for at arbejde hen imod udryddelse for arten. Et & M. Den pinnated Rype har stort set samme morfologi som sin mindre, uddøde fætter, og selvom den er forsvundet fra meget af sin præcolumbianske rækkevidde, kan den stadig findes i 10 stater. A& M producerede en flok på otte fugle 66 æg i den sidste parringssæson i 2020.
det næste skridt til at “drive projektet fremad, er at få betingelser, hvor vi kan vokse primordiale kimceller i kultur, pålideligt,” siger Valsem. Mod dette formål ekstraheres PGC ‘ er fra pinnated grouse donorembryoner og dyrkes in vitro, hvor de kan replikeres. I denne tilstand er PGC ‘ erne let tilgængelige til manipulation, herunder genomredigering, der i fremtiden kan introducere genetiske sekvenser kopieret fra uddøde arter. Derefter injiceres cellerne i et udviklende surrogat kyllingembryo, hvor de migrerer til kønsorganerne. Når surrogatet klækker ud og til sidst reproducerer, har sæd og æg fra dets afkom genomet til donorruseembryoet sammen med eventuelle genetiske redigeringer introduceret af forskere.
valsens første forsøg på at formere og udvide pinnated grouse PGC ‘ er høstet fra embryoner var ikke vellykkede i to forskellige typer medier.”der kan være hundredvis af molekyler, der skal inddrages i programmeringen af en celle. For at forstå pgcs ernæringsmæssige krav og udvikle den bedste opskrift til at støtte dem in vitro, kaster Valsem et bredt net for at eksperimentere med tilgængelige medieforhold. Hun planlægger at anvende analytiske platforme som metabolomics og cytokinarrays for at forstå, hvorfor kimceller trives og forstærker i nogle mediebatcher og ikke andre. ved at spore signalmolekyler kaldet cytokiner vil Valsem se efter indikationer på udviklingsstadierne af cellerne i medierne for at negle ned på hvilket tidspunkt de fortsætter med at udvikle sig eller stoppe ud. Sammen med metabolitprofilen kunne cytokiner yderligere bestemme de krævede ingredienser til det optimale PGC-medium. Eller omvendt, hvad hendes team måske opdager, er, hvad der forhindrer kimceller i at trives i medierne i første omgang. “Og det kan være det største skridt fremad,” for at identificere og fjerne eventuelle hindringer, siger han.
skulle teamet a& M lykkes med at dyrke pinnated grouse kimceller, er det næste trin i kimlinjetransmission at injicere disse celler i blodbanen af et værtskyllingembryo i et præcist tidsvindue, der gør det muligt for cellerne at komme ind på og besætte embryoets gonader og derefter udvikle sig normalt som sæd eller æg. men værten kylling embryo har også sine egne kimceller,” og dybest set er der en hund kamp mellem hvem der ejer ” reproduktion, siger Valsem. “Og du er nødt til at forestille dig, at modtagerens egne PGC’ er har en hjemmebane fordel.”
af den grund er succesraten for kimlinjetransmission hos kyllinger kun 5-8 procent, siger Esster Patakin Kristian V i en e-mail til forskeren. Som senior stipendiat ved National Center for Biodiversity and Gene Conservation, Institute for Farm Animal Gene Conservation, i Ungarn, hun har fokuseret sit arbejde på at bevare sjældne kyllingeracer, som er populære på små gårde i Ungarn og er mere resistente over for sygdomme og parasitter end fugle i industrielt fjerkræopdræt. For at øge den oprindelige kimcelletransmissionshastighed foreslår V Larrkonyi at bruge kemisk steriliserede kyllingembryoner: uden konkurrerende indfødte kimceller raketter kimlinjetransmissionssucces til så højt som 99,5 procent. Brug af steriliserede kyllingembryoner til at være vært for pinnated grouse kimceller er en taktik Vals overvejer.
skulle denne dyrkede kimcelletransmissionsmanøvre vise sig at være vellykket, og surrogatkyllingen reproducerer med en anden kylling, der også bærer grouse-kimlinjen, vil dens afkom være pinnated grouse.
Valsem planlægger at fortsætte samarbejdet med sine kolleger på området for yderligere at identificere forskellene mellem heath hen og pinnated grouse genomer, en proces, der allerede er avanceret af Revive& Gendan gennem sin finansiering af genomsekventeringen af tympanuchus grouse-slægten. Når generne, der er specifikke for hedehønen, identificeres i sum, ser hun på teksten a&m Institute for Genomic Medicine for at deltage i indsatsen og redigere de tilsvarende gener i de pinnated grouse kimceller for at give hede høne attributter.
Hvis det, der i sidste ende lukker i valsens laboratorium, virkelig replikerer hedehønen, er det stadig at se. Epigenetik og miljø vil også spille kritiske roller i dets konditionering og overlevelse. Og for at gøre enhver bevaringsindsats pind, skal mennesker være bedre forvaltere af fuglens levested. Til dette formål genoplive & Restore har til hensigt at opretholde flokke af kimærer og surrogat hede høner, mens de genindfører arten til de beskyttede sandplains på Massachusetts-øerne til fortsat undersøgelse. Hvis bestræbelserne på at uddøde hedehønen gør det til det punkt, sådan en milepæl kunne være 10 eller flere år væk.
Leave a Reply