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ACIMA: © ISTOCK.COM, RODIMOVA
Perguntas sobre a vida das aves extintas agora empoleirado em museus de história natural têm persistiu muito tempo após a sua passagem: o Que eles soam como? Como eram no voo? Que nicho ecológico habitaram? enquanto os esforços estão em curso para trazer de volta mamíferos extintos, como o mamute lanoso e o quagga, através da clonagem, inseminação artificial, e um processo de reprodução que visa reverter espécies domesticadas para fenótipos que se assemelham muito aos seus antepassados selvagens, os sistemas reprodutivos das aves não são tão amenizáveis a essas técnicas.assim, os cientistas estão se voltando para a transmissão de células germinais cultivadas, uma técnica promissora que tem sido usada para propagar galinhas domesticadas editadas por genes por mais de uma década. A idéia é que os genes de aves extintas poderiam ser replicados e introduzidos nas linhagens germinais dos embriões hospedeiros.
estamos começando de um lugar onde há pelo menos uma tecnologia viável, e então estamos saindo biologicamente.
—Rosemary Walzem, Texas A&M University
While the technique works well in chickens, current cell culture media do not support wild bird primordial germ cells (PGCs), the precursors to sperm and egg. PGCs transportam sequências genéticas para um hospedeiro para que possam ser passadas através de gerações. Revive & Restore, uma organização tecendo biotecnologias para a conservação da vida selvagem e apoiando grande parte da pesquisa em extinção, tornou-se uma prioridade para o desenvolvimento de tais mídias. Isso permitiria a amplificação em larga escala de PGCs de aves selvagens, talvez incluindo as de aves ameaçadas, e ofereceria uma plataforma para a modificação genética que poderia ajudar a retornar espécies extintas à vida.
“Cultura é difícil”, diz Marie-Cécile Van de Lavoir, o vice-presidente de operações no Ligante Pharmaceuticals, que, em um estudo de 2006, avançou a técnica em galinhas por desenvolver o primeiro culturas de modificação PGCs que não diferenciar longe do seu fenótipo e ficou dedicado a linha germinativa de transmissão. Ela tem várias patentes relacionadas no campo, e forneceu estudos iniciais de viabilidade para reviver & Restaurar para o seu esforço de extinção das aves. “Até agora eu não vi um sistema de cultura em qualquer outra espécie” além de Galinhas que mostra a eficácia desejada, diz ela. “Cada espécie de ave tem um tipo diferente de exigência cultural. E ainda não sabemos quais são esses requisitos.”
Rosemary Walzem, uma Bioquímica Nutricional no Texas a&M University, juntamente com uma pequena equipe de estudantes e pesquisadores de pós-doutorado, está tentando corrigir isso.
“Estamos iniciando a partir de um lugar onde há pelo menos uma tecnologia viável e, em seguida, estamos saindo biologicamente” para um parente do frango, o pinnated grouse (Tympanuchus cupido pinnatus), diz Walzem. E uma vez que a técnica de células germinativas cultas é estabilizada no galo silvestre pinnado, a estratégia seria então estendida para uma subespécie extinta e intimamente relacionada do galo silvestre.
Enter—or, rather, exit-the heath hen.
Habiting the East Coast scrublands and sandplains of North America, the heath hen (T. cupido cupido) was a large grouse and a food staple until the mid-nineteenth century. Tão comum era o pássaro que o naturalista Thomas Nuttall relatou em 1832 que “os empregados estipulavam com seus empregadores não ter Heath hen trazido para a mesa mais do que algumas vezes por semana.”
Overhunting, disease, and other pressures led to a precipitous decline in heath hen numbers. Em 1870, apenas populações remanescentes permaneceram nas ilhas costeiras, incluindo no último stand da galinha de heath em Martha’s Vineyard, onde o pássaro tornou-se um pouco de uma causa célèbre. Marcando uma tentativa inicial de conservação, a reserva de hena de Heath foi estabelecida em 1908; aqui os entusiastas de aves se reuniram perto de habitats de acasalamento chamados leks, ou terrenos em expansão, para testemunhar as danças extravagantes de cortejo de machos. Os pássaros batiam com os pés, estendiam duas penas de chifre acima de sacos de ar grandes e coloridos nos seus pescoços, e enviavam uma cascata de sons florescentes. A última hen heath, conhecida pelos moradores como Booming Ben, foi vista em 1932. A mutual interest in modification bird genomes landed Walzem a grant from Revive & Restore to work toward de-extinction for the species. O primeiro passo na Walzem a tentativa de trazer de volta a saúde galinha foi o estabelecimento de uma população reprodutora de pinnated grouse no Texas Um&M. O pinnated grouse tem muito a mesma morfologia como sua menor dimensão, extinto primo, e que ele desapareceu de grande parte da sua pré-Colombiana intervalo, ele ainda pode ser encontrado em 10 estados. Após uma transferência bem sucedida de um criador para o seu novo recinto no Texas a&M, um bando de oito aves produziu 66 ovos durante a última época de acasalamento em 2020.
O próximo passo para “impulsionar o projeto adiante, é obter condições onde podemos cultivar células germinativas primordiais na cultura, de forma confiável”, diz Walzem. Para esse efeito, os pcg são extraídos de embriões dadores pinnados e cultivados in vitro, onde podem ser replicados. Neste estado, os pcs são facilmente acessíveis para manipulação, incluindo a edição do genoma que pode no futuro introduzir sequências genéticas copiadas de espécies extintas. Em seguida, as células são injetadas em um embrião de galinha em desenvolvimento, onde elas migram para os órgãos sexuais. Quando a barriga de aluguel eclode e, eventualmente, se reproduz, o esperma e o óvulo de sua prole abrigam o genoma do embrião grouse doador, juntamente com quaisquer edições genéticas introduzidas pelos cientistas.
Revive & restaurar
Walzem as tentativas iniciais de propagação e expansão de PGCs de grouse pinnated colhidos de embriões não tiveram sucesso em dois tipos diferentes de meios de comunicação.
“pode haver centenas de moléculas que precisam estar envolvidas na programação de uma célula”, explica Walzem. Para compreender as necessidades nutricionais dos PCs e desenvolver a melhor receita para os apoiar in vitro, a Walzem está lançando uma ampla rede para experimentar as condições de mídia disponíveis. Ela está planejando empregar plataformas analíticas como metabolômica e matrizes de citoquinas para entender por que as células germinais prosperam e amplificam em alguns lotes de mídia e não em outros. através do rastreamento de moléculas de sinalização chamadas citocinas, Walzem vai procurar indicações dos estágios de desenvolvimento das células nos meios de comunicação para identificar em que ponto elas continuam a desenvolver ou empatar. Juntamente com o perfil metabólico, as citoquinas poderiam identificar ainda mais os ingredientes necessários para o meio PGC ideal. Ou, inversamente, o que a sua equipa pode descobrir é o que impede as células germinais de prosperar nos meios de comunicação em primeiro lugar. “E esse pode ser o maior passo em frente, identificar e remover quaisquer impedimentos, diz Walzem.
Deve o Texas&M equipe a ter sucesso no cultivo pinnated grouse de células germinativas, o passo seguinte na linha germinativa de transmissão é injetar essas células na corrente sanguínea de um host de embrião de galinha durante um tempo preciso janela que permitiria que as células para ocupar o embrião do gônadas, em seguida, desenvolver-se normalmente como esperma ou óvulos. mas o embrião de galinha hospedeiro também tem suas próprias células germinativas, “e basicamente há uma luta de cães entre quem é o dono”, diz Walzem. “E você tem que imaginar que os próprios PCs do Destinatário têm uma vantagem no Tribunal de casa.”
Por essa razão, a taxa de sucesso da transmissão germinal em galinhas é de apenas 5-8 por cento, diz Eszter Patakiné Várkonyi em um e-mail para o cientista. Como membro sénior do National Centre for Biodiversity and Gene Conservation, Institute for Farm Animal Gene Conservation, na Hungria, concentrou o seu trabalho na preservação de raças de Galinhas raras, que são populares em pequenas explorações agrícolas na Hungria e são mais resistentes a doenças e parasitas do que as aves na criação industrial de aves de capoeira. Para aumentar a taxa de transmissão das células germinais primordiais, Várkonyi sugere o uso de embriões de frango esterilizados quimicamente: sem células germinais nativas concorrentes, a transmissão de foguetes de sucesso da linha germinal chega a 99,5%. Usar embriões de galinha esterilizados para hospedar células de gérmen de grouse pinnated é uma tática que Walzem está considerando.se esta manobra de transmissão de células germinativas se revelar bem sucedida,e a galinha substituta se reproduzir com outra galinha que também ostenta a linha germinal do galo silvestre, a sua prole será pintada.
Walzem planeja continuar colaborando com seus colegas no campo para identificar ainda mais as diferenças entre a galinha-de-charneca e os genomas-galos-pintados, um processo já avançado pela Revive & restaurar através de seu financiamento da sequenciação do genoma do gênero “Tympanuchus grouse”. Quando os genes específicos para a saúde galinha são identificados em suma, ela está olhando para o Texas&M Instituto de Medicina Genómica para aderir ao esforço e editar o correspondente genes no pinnated grouse de células germinativas para conferir heath galinha atributos. se o que, em última análise, eclode no laboratório de Walzem replicar verdadeiramente a hena de Charneca, permanece para ser visto. A epigenética e o ambiente também desempenharão papéis críticos no seu condicionamento e sobrevivência. E para fazer qualquer esforço de conservação, os humanos devem ser melhores guardiões do habitat da ave. Para este fim, Revive & Restore pretende manter bandos de chimeras e galinhas substitutas de heath enquanto reintroduz a espécie para as áreas protegidas das Ilhas de Massachusetts para estudo contínuo. Se o esforço para extinguir a galinha dos ovos de ouro chegar a esse ponto, tal Marco pode estar a 10 ou mais anos de distância.
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