meniu
de mai sus: ISTOCK.COM, RODIMOVA
întrebările despre viața păsărilor dispărute acum cocoțate în muzeele de Istorie Naturală au persistat mult timp după trecerea lor: cum au sunat? Cum arătau în zbor? Ce nișă ecologică au locuit? în timp ce se fac eforturi pentru a readuce mamiferele dispărute, Cum ar fi mamutul lânos și quagga, prin clonare, inseminare artificială și un proces de reproducere care are ca scop revenirea speciilor domesticite la fenotipuri care seamănă foarte mult cu strămoșii lor sălbatici, sistemele de reproducere ale păsărilor nu sunt la fel de supuse acestor tehnici.
oamenii de știință apelează la transmiterea celulelor germinale cultivate, o tehnică promițătoare care a fost folosită pentru propagarea găinilor domesticite editate de gene de mai bine de un deceniu. Ideea este că genele de la păsările dispărute ar putea fi reproduse și introduse în germenii embrionilor gazdă.
pornim de la un loc unde există cel puțin o tehnologie viabilă, și apoi ieșim din punct de vedere biologic.
—Rosemary Walzem, Texas a&M University
deși tehnica funcționează bine la găini, mediile actuale de cultură celulară nu susțin celulele germinale primordiale ale păsărilor sălbatice (PGC), precursorii spermei și ovulelor. PGC-urile transportă secvențe genetice într-o gazdă, astfel încât să poată fi transmise de-a lungul generațiilor. Revive & Restore, o organizație care țese Biotehnologii în conservarea faunei sălbatice și susține o mare parte din cercetările privind de-extincția, a făcut din aceasta o prioritate dezvoltarea unor astfel de medii. Aceasta ar permite amplificarea pe scară largă a PGC-urilor de păsări sălbatice, probabil inclusiv a celor ale păsărilor pe cale de dispariție, și ar oferi o platformă pentru modificarea genelor care ar putea ajuta la readucerea la viață a speciilor dispărute.
„cultivarea este dură”, spune Marie-Cecile Van de Lavoir, vicepreședintele operațiunilor la Ligand Pharmaceuticals, care, într-un studiu din 2006, a avansat tehnica la pui prin dezvoltarea primelor culturi de PGC modificate care nu s-au diferențiat de fenotipul lor și au rămas dedicate transmiterii liniei germinale. Are mai multe brevete conexe în domeniu și a furnizat studii inițiale de fezabilitate pentru a revigora & restaurare pentru efortul său de dispariție aviară. „Până acum nu am văzut un sistem de cultură la nicio altă specie” în afară de găini care să arate eficacitatea dorită, spune ea. „Fiecare specie de păsări are o cerință de cultură diferită. Și încă nu știm care sunt aceste cerințe.”
Rosemary Walzem, biochimist nutrițional la Texas a&M University, împreună cu o mică echipă de studenți și cercetători postdoctorali, încearcă să remedieze acest lucru.
„pornim de la un loc unde există cel puțin o tehnologie viabilă și apoi ieșim biologic” la o rudă a puiului, cocoșul de munte (Tympanuchus cupido pinnatus), spune Walzem. Și odată ce tehnica celulelor germinale cultivate este stabilizată în grupa pinnată, strategia ar fi apoi extinsă la o subspecie strâns legată, dispărută a cocoșului.
introduceți—sau, mai degrabă, ieșiți—hen heath.
locuind tufărișuri Coasta de Est și câmpiile de nisip din America de Nord, heath hen (T. cupido cupido) a fost un grup mare și un discontinue alimentare până la mijlocul secolului al XIX-lea. Atât de comună era pasărea pe care naturalistul Thomas Nuttall a raportat-o în 1832 că „servitorii au stipulat cu angajatorii lor să nu aducă heath hen la masă mai des decât de câteva ori pe săptămână.”
vânătoarea excesivă, bolile și alte presiuni au dus la o scădere precipitată a numărului de găini de sănătate. Până în 1870, doar populațiile rămase au rămas pe insulele de coastă, inclusiv la heath hen ‘s last stand de pe Martha’ s Vineyard, unde pasărea a devenit oarecum o cauză C-a-l-a. Marcând o încercare timpurie de conservare, Rezervația Heath Hen a fost înființată în 1908; aici pasionații de păsări s-au adunat în apropierea habitatelor de împerechere numite leks, sau terenuri în plină expansiune, pentru a asista la dansurile extravagante de curte ale masculilor. Păsările își ștampilau picioarele, întindeau două pene asemănătoare cornului chiar deasupra sacilor de aer mari și colorați de pe gât și trimiteau o cascadă de sunete în plină expansiune. Ultima găină heath, cunoscută localnicilor sub numele de Booming Ben, a fost văzută în 1932.
un interes reciproc în modificarea genomurilor păsărilor a aterizat Walzem o subvenție de la Revive& Restore pentru a lucra spre de-extincție pentru specie. Primul pas în încercarea lui Walzem de a aduce înapoi găina heath a fost stabilirea unei populații de reproducere a cocoșului pinnat la Texas a&M. cocoșul pinnat are aceeași morfologie ca vărul său mai mic, dispărut și, deși a dispărut din mare parte din gama sa precolumbiană, poate fi găsit încă în 10 state. După un transfer reușit de la un crescător la noua lor incintă din Texas a&M, o turmă de opt păsări a produs 66 de ouă în ultimul sezon de împerechere din 2020.
următorul pas pentru a „propulsa proiectul înainte, este de a obține condiții în care putem crește celulele germinale primordiale în cultură, în mod fiabil”, spune Walzem. Spre acest scop, PGC-urile sunt extrase din embrioni donatori de grouse pinnate și cultivate in vitro unde pot fi reproduse. În această stare, PGC-urile sunt ușor accesibile pentru manipulare, inclusiv editarea genomului care ar putea introduce în viitor secvențe genetice copiate de la specii dispărute. Apoi, celulele sunt injectate într-un embrion de pui surogat în curs de dezvoltare, unde migrează către organele sexuale. Când surogatul eclozează și în cele din urmă se reproduce, sperma și ovulul descendenților săi adăpostesc genomul embrionului donatorului, împreună cu orice modificări genetice introduse de oamenii de știință.
încercările inițiale ale lui Walzem de a propaga și extinde PGC-urile pinnate recoltate din embrioni nu au avut succes în două tipuri diferite de medii.”ar putea exista sute de molecule care trebuie să fie implicate în programarea unei celule”, explică Walzem. Pentru a înțelege cerințele nutriționale ale PGC-urilor și pentru a dezvolta cea mai bună rețetă pentru susținerea lor in vitro, Walzem aruncă o plasă largă pentru a experimenta condițiile media disponibile. Ea intenționează să utilizeze platforme analitice, cum ar fi metabolomica și matricele de citokine, pentru a înțelege de ce celulele germinale prosperă și se amplifică în unele loturi media și nu în altele. prin urmărirea moleculelor de semnalizare numite citokine, Walzem va căuta indicații ale etapelor de dezvoltare ale celulelor din medii pentru a stabili în ce moment continuă să se dezvolte sau să se oprească. Împreună cu profilul metabolitului, citokinele ar putea identifica în continuare ingredientele necesare pentru mediul optim PGC. Sau, invers, ceea ce echipa ei ar putea descoperi este ceea ce oprește celulele germinale de la înfloritoare în mass-media, în primul rând. „Și acesta poate fi cel mai mare pas înainte”, pentru a identifica și elimina orice impedimente, spune Walzem.
în cazul în care echipa Texas a&m reușește să cultive celulele germinale pinnated grouse, următorul pas în transmiterea liniei germinale este de a injecta aceste celule în fluxul sanguin al unui embrion de pui gazdă într-o fereastră de timp precisă care ar permite celulelor să se acomodeze și să ocupe gonadele embrionului, apoi să se dezvolte normal ca spermă sau ouă.
dar embrionul de pui gazdă are, de asemenea, propriile celule germinale, „și practic există o luptă de câine între cine deține” reproducerea, spune Walzem. „Și trebuie să vă imaginați că PGC-urile proprii ale destinatarului au un avantaj pe teren propriu.”
Din acest motiv, rata de succes a transmiterii liniei germinale la puii de găină este de numai 5-8 la sută, spune Eszter Patakin XV V Oacrkonyi într-un e-mail către omul de știință. În calitate de senior fellow la Centrul Național pentru biodiversitate și conservarea genelor, Institutul pentru Conservarea genelor animalelor de fermă, din Ungaria, ea și-a concentrat activitatea pe conservarea raselor rare de pui, care sunt populare în fermele mici din Ungaria și sunt mai rezistente la boli și paraziți decât păsările din creșterea păsărilor industriale. Pentru a stimula rata de transmitere a celulelor germinale primordiale, V Ectrocrkonyi sugerează utilizarea embrionilor de pui sterilizați chimic: fără celule germinale native concurente, succesul transmisiei germinale crește până la 99,5%. Folosirea embrionilor de pui sterilizați pentru a găzdui celulele germinale pinnate este o tactică pe care Walzem o are în vedere.
În cazul în care această manevră de transmitere a celulelor germinale cultivate se va dovedi reușită, iar puiul surogat se reproduce cu un alt pui care poartă, de asemenea, linia germinală, descendenții săi vor fi cocoși de munte.
Walzem intenționează să continue colaborarea cu colegii săi din domeniu pentru a identifica în continuare diferențele dintre genomul găinilor de găină și cel al cocoșului, un proces deja avansat de Revive& Restore prin finanțarea secvențierii genomului genului tympanuchus grouse. Atunci când genele specifice heath hen sunt identificate în sumă, ea se uită la Texas a & m Institute for Genomic Medicine pentru a se alătura efortului și a edita genele corespunzătoare din celulele germinale pinnated grouse pentru a conferi atributele Heath hen.
dacă ceea ce eclozează în cele din urmă în laboratorul lui Walzem reproduce cu adevărat heath hen rămâne de văzut. Epigenetica și mediul vor juca, de asemenea, roluri critice în condiționarea și supraviețuirea sa. Și pentru a face ca orice efort de conservare să rămână, oamenii trebuie să fie mai buni administratori ai habitatului păsării. În acest scop, renaște & Restore intenționează să mențină turme de himere și găini de sănătate surogat în timp ce reintroduce specia în câmpiile de nisip protejate din Insulele Massachusetts pentru continuarea studiului. În cazul în care efortul de a de-cale de disparitie heath hen face la acel punct, o astfel de piatră de hotar ar putea fi 10 sau mai mulți ani distanță.
Leave a Reply