OVER: © ISTOCK.COM, RODIMOVA

Spørsmål om livene til utdødde fugler som nå ligger i naturhistoriske museer, har vedvart lenge etter deres bortgang: hva hørtes de ut som? Hvordan så de ut på flukt? Hvilken økologisk nisje bodde de? Mens arbeidet pågår for å bringe tilbake utdødde pattedyr, som ull mammut og kvagga, gjennom kloning, kunstig inseminasjon, og en avl prosess som tar sikte på å gå tilbake domestiserte arter til fenotyper som ligner deres ville forfedre, fuglenes reproduktive systemer er ikke så mottagelig for disse teknikkene.så forskere vender seg til kultivert kimcelleoverføring, en lovende teknikk som har blitt brukt til å forplante genredigerte domestiserte kyllinger i mer enn et tiår. Tanken er at gener fra utdøde fugler kan replikeres og innføres i vertsembryoens kimlinjer.

Vi starter fra et sted hvor det er minst en levedyktig teknologi, og så går vi ut biologisk.

—Rosemary Walzem, Texas a&M University

mens teknikken fungerer godt i kyllinger, støtter nåværende cellekulturmedier ikke vill fugl primordial kimceller (PGCs), forløperne til sæd og egg. PGCs ferje genetiske sekvenser inn i en vert slik at de kan sendes ned gjennom generasjoner. Revive & Restore, en organisasjon som vever bioteknologi til bevaring av dyreliv og støtter mye av forskningen på de-utryddelse, har gjort det til en prioritet å utvikle slike medier. Det ville muliggjøre storskala forsterkning av villfuglpgc, kanskje inkludert de av truede fugler, og tilby en plattform for genmodifisering som kan bidra til å returnere utdøde arter til livet.»Dyrking er tøff,» sier Marie-Cecile Van De Lavoir, visepresident for operasjoner Ved Ligand Pharmaceuticals, som i en 2006-studie avanserte teknikken hos kyllinger ved å utvikle de første kulturer av modifiserte Pgcer som ikke skiller seg bort fra deres fenotype og ble dedikert til germline-overføring. Hun har flere relaterte patenter i feltet, og ga innledende mulighetsstudier For Å Gjenopplive & Restore for sin avian de-utryddelse innsats. «Så langt har jeg ikke sett et kultursystem i noen andre arter» foruten kyllinger som viser ønsket effekt, sier hun. «Hver fugleart har en annen type kulturkrav. Og vi vet ikke helt hva disse kravene er. Rosemary Walzem, en ernæringsmessig biokjemiker Ved Texas a&M University, sammen med et lite team av studenter og postdoktorale forskere, prøver å fikse det. «Vi starter fra et sted hvor det er minst en levedyktig teknologi, og så går vi ut biologisk» til en slektning av kyllingen, den pinnated grouse (Tympanuchus cupido pinnatus), sier Walzem. Og når den dyrkede bakteriecelleteknikken er stabilisert i pinnated grouse, vil strategien da bli utvidet til en nært beslektet, utdøde underart av grouse.

Skriv inn—eller, heller, avslutt – heath henen.

En heia høne prøven fra 1896 Ved University Of California, Berkeley

W. Roberts / Bird Collection, Museum Of Vertebrate Zoology, University Of California, Berkeley

Bebor Østkysten scrublands Og sandplains I Nord-Amerika, heia høne (t. cupido cupido) var en stor rype og en mat stift til midten av forrige århundre. Så vanlig var fuglen som naturforsker Thomas Nuttall rapporterte i 1832 at » tjenere fastsatte med sine arbeidsgivere ikke å ha heath hen brakt til bordet oftere enn noen få ganger i uken.»

Overhunting, sykdom og annet press førte til en bratt nedgang i heia høne tall. I 1870 var det bare restbestander igjen på kystnære øyer, blant annet på heath hen ‘s last stand På Martha’ S Vineyard, hvor fuglen ble til en viss grad en årsak célè. Merking et tidlig forsøk på bevaring, Ble Heath Hen Reserve etablert i 1908; her fugl entusiaster samlet nær parring habitater kalt leks, eller booming grounds, å være vitne til ekstravagante frieri danser av menn. Fuglene ville stemple føttene, utvide to hornlike fjær like over store, fargerike luftsekker på halsen, og sende ut en kaskade av blomstrende lyder. Den siste heia høne, kjent for lokalbefolkningen Som Booming Ben, ble sett i 1932.

en felles interesse i å endre fugl genomer landet Walzem et stipend fra Revive & Gjenopprett for å arbeide mot utryddelse for arten. Det første trinnet I Walzems forsøk på å bringe heia hønen tilbake var å etablere en hekkebestand av pinnated grouse Ved Texas a&M. pinnated grouse har mye samme morfologi som sin mindre, utdøde fetter, og selv om den er forsvunnet fra mye av sin Pre-Columbian rekkevidde, kan den fortsatt bli funnet i 10 stater. Etter en vellykket overføring fra en oppdretter til deres nye kabinett I Texas a&m, produserte en flokk med åtte fugler 66 egg i løpet av den siste paringsperioden i 2020. Det neste trinnet for å «drive prosjektet fremover, er å få forhold der vi kan vokse primordiale kimceller i kultur, pålitelig,» sier Walzem. Mot den slutten blir Pgc ekstrahert fra pinnated grouse donor embryoer og dyrket in vitro hvor de kan replikeres. I denne tilstanden Er Pgcene lett tilgjengelige for manipulering, inkludert genomredigering som i fremtiden kan introdusere genetiske sekvenser kopiert fra utdøde arter. Deretter injiseres cellene i et utviklende surrogat kyllingembryo, hvor de migrerer til kjønnsorganene. Når surrogat luker og til slutt reproduserer, sæd og egg av sine avkom havn genomet av donor grouse embryo, sammen med eventuelle genetiske endringer introdusert av forskere.

Walzems første forsøk på å forplante og utvide pinnated grouse pgcs høstet fra embryoer var ikke vellykket i to forskjellige typer medier.»det kan være hundrevis av molekyler som må være involvert i programmering av en celle,» Forklarer Walzem. For å forstå pgcs ernæringsmessige krav og å utvikle den beste oppskriften for å støtte dem in vitro, Støtter Walzem et bredt nett for å eksperimentere med tilgjengelige medieforhold. Hun planlegger å bruke analytiske plattformer som metabolomics og cytokin arrays for å forstå hvorfor kimceller trives og forsterker i enkelte mediepartier og ikke andre. Ved å spore signalmolekyler kalt cytokiner, Vil Walzem se etter indikasjoner på utviklingsstadiene av cellene i media for å spikre ned på hvilket tidspunkt de fortsetter å utvikle eller stanse ut. Sammen med metabolittprofilen kan cytokiner ytterligere finne de nødvendige ingrediensene for det optimale pgc-mediet. Eller omvendt, hva hennes lag kan oppdage, er det som stopper kimceller fra å trives i media i utgangspunktet. «Og det kan være det største skrittet fremover,» for å identifisere og fjerne eventuelle hindringer, sier Walzem.Skulle Texas a & M-teamet lykkes med å dyrke pinnated grouse-bakterieceller, er neste trinn i kimlinjeoverføring å injisere disse cellene inn i blodet av et verts kyllingembryo under et presist tidsvindu som vil gjøre det mulig for cellene å komme seg inn og okkupere embryoens gonader, og deretter utvikle seg normalt som sæd eller egg. Men verts kyllingembryoen har også sine egne kimceller, «og i utgangspunktet er det en hundekamp mellom hvem som eier» reproduksjon, sier Walzem. «Og du må forestille deg at mottakerens egne Pgcer har en fordel for hjemmebanen.»

av den grunn er suksessraten for kimlinjeoverføring hos kyllinger bare 5-8 prosent, Sier Eszter Patakiné Vákonyi i en epost til Forskeren. Som senior fellow ved Nasjonalt Senter for Biologisk Mangfold og Gene Conservation, Institute For Farm Animal Gene Conservation, I Ungarn, har hun fokusert sitt arbeid med å bevare sjeldne kyllingraser, som er populære på små gårder I Ungarn og er mer resistente mot sykdom og parasitter enn fugler i industrielt fjærfeavl. For å øke den primordiale bakteriecelleoverføringshastigheten, foreslår V ③rkonyi å bruke kjemisk steriliserte kyllingembryoer: uten konkurrerende innfødte kimceller, germline overføring suksess raketter til så høyt som 99.5 prosent. Ved hjelp av steriliserte kyllingembryoer for å være vert for pinnated grouse kimceller er En taktikk Walzem vurderer.

Skulle denne dyrkede bakterie celle overføring manøvrere bevise vellykket, og surrogat kylling reproduserer med en annen kylling også bærer rype germline, dens avkom vil være finnete rype.

Walzem planer om å fortsette å samarbeide med sine kolleger i feltet for å ytterligere identifisere forskjellene mellom heia høne og finnete rype genomer, en prosess som allerede er avansert Ved Revive& Gjenopprette gjennom sin finansiering av genomet sekvensering Av Tympanuchus rype slekten. Når genene som er spesifikke for heath hen er identifisert i sum, ser Hun Til Texas a& M Institute For Genomic Medicine for å bli med i innsatsen og redigere de tilsvarende gener i pinnated grouse kimceller for å gi heath hen attributter.

Hvis det som til slutt luker i Walzems lab virkelig replikerer heath hen gjenstår å se. Epigenetikk og miljø vil også spille kritiske roller i sin kondisjonering og overlevelse. Og for å gjøre noen bevaring innsats pinne, mennesker må være bedre forvaltere av fuglens habitat. For dette formål, Revive & Restore har til hensikt å opprettholde flokker av kimærer og surrogat heia høner mens gjeninnføre arten til de beskyttede sandplains Of Massachusetts islands for videre studier. Hvis forsøket på å de-utdøde heath hen gjør det til det punktet, kan en slik milepæl være 10 eller flere år unna.