北部白犀牛原始生殖细胞成功创建了
拯救濒临灭绝的北白犀,BioRescue团队竞相创建实验室培养卵子和精子细胞极度濒危的亚种。团队已经报道的一个里程碑科学的进步:他们从干细胞生成的原始生殖细胞——世界上第一个。
33岁Najin和她的女儿Fatu是地球上最后一个幸存的北部白犀牛。他们住在一起,在肯尼亚野生动物保护协会。仅剩两只母,这白犀牛亚种已不再能够繁殖——至少不是自己的。但并不是所有的希望都破灭了:据《华尔街日报》发表的一篇论文科学的进步,一个国际研究团队已经成功培养原始生殖细胞(包括)——犀牛卵子和精子的前体——从胚胎干细胞(ESCs)和诱导多能干细胞(万能)。
这是一个重要里程碑雄心勃勃的计划。BioRescue项目协调,这是由莱布尼茨动物园和野生动物研究所(Leibniz-IZW)和已经由德国联邦教育和研究(BMBF)自2019年以来,想要拯救濒临灭绝的北部白犀牛。为此,科学家们追求两种策略——其中之一试图产生可行的精子和卵子从已故的犀牛的皮肤细胞。这个想法是为了产生的胚胎植入南部白犀牛女性密切相关,将携带代理的后代。北部白犀牛亚种,人类已经有效地消灭了偷猎,可能会帮助得益于先进的干细胞和生殖技术。
第一个成功的濒危物种
从一块皮肤犀牛生活可能是一个真正的细胞工程的壮举,但这个过程本身并非史无前例:研究co-last作者教授Katsuhiko Hayashi导致在日本大阪大学和研究实验室在福冈九州,他的团队已经完成这一壮举使用老鼠。但对于每一个新物种,各个步骤都是一个未知的领域。在北白犀,Hayashi正在与塞巴斯蒂安Diecke博士的密切合作多能干细胞技术平台在马克斯·德尔布吕克中心和生殖专家教授托马斯·Hildebrandt f罗Leibniz-IZW。这两个位于柏林的科学家也co-last当前研究的作者。
“这是第一次,原始生殖细胞的一个大型的、濒危的哺乳动物已经成功生成的干细胞,”解释了研究的第一作者,正文Hayashi的大阪大学。以前,只有实现在啮齿动物和灵长类动物。与啮齿动物不同,研究人员已经确定了SOX17基因作为一个关键球员犀牛包括归纳。SOX17也起着至关重要的作用在人类生殖细胞的发展,从而可能在许多哺乳动物物种。
南部白犀牛在日本使用胚胎干细胞来自克雷莫纳Avantea实验室,意大利,他们增加了切萨雷·加利教授的团队。新派生的北部白犀牛热解色谱,与此同时,起源于Fatu皮肤细胞的阿姨,Nabire,死于2015年,野生动物园Dvůr Kralove在捷克共和国。Diecke马克斯·德尔布吕克中心的团队负责转换成诱导多能干细胞。
下一步:细胞成熟
正文Hayashi说,他们希望使用先进的干细胞技术Katsuhiko Hayashi的实验室保存其他濒危物种犀牛:“有五种犀牛,几乎所有的他们被归类为威胁世界自然保护联盟红色名录。“国际研究小组还利用干细胞生长包括南部的白犀牛,全球人口约20000人。此外,研究人员能够识别两个特定标记,CD9和ITGA6,祖细胞表面表达的白犀牛亚种。“展望未来,这些标记将帮助我们检测和隔离热解色谱,已经出现在一群多能干细胞,”哈亚希解释道。
BioRescue科学家现在必须继续下一个艰巨的任务:成熟的热解色谱实验室把它们变成功能性的卵子和精子细胞。“原始细胞相对较小而成熟的生殖细胞,最重要的是,仍然有一个双套染色体,”维拉从Diecke Zywitza博士的研究小组解释说,他也参与了研究。“因此,我们必须找到合适的条件下细胞生长和分裂染色体组的一半。”
遗传变异是保护的关键
Leibniz-IZW研究员Hildebrandt也追求互补战略。他想从22岁Fatu和获得卵细胞受精在加利在意大利的实验室使用冷冻精子收集从四个现在已故的北部白犀牛公牛。这个精子解冻和注入卵子过程称为胞浆内精子注射(ICSI)。然而,Hildebrandt解释说,Fatu不能忍受自己的后代,她和跟腱有问题,不能携带任何额外重量。与此同时,她母亲Najin超过生育年龄也患有卵巢肿瘤。”,在任何情况下,因为我们只有一个捐赠者的自然鸡蛋离开,任何产生的遗传变异后代会太小,创建一个可行的人口,”他补充道。
因此,团队的首要任务是把包括他们现在手头有进入卵细胞。“老鼠,我们发现,卵巢组织的存在是非常重要的在这关键的一步,”Zywitza解释道。“既然我们不能简单地提取这个组织从两个雌性犀牛,我们可能要从干细胞。”然而,科学家希望,卵巢组织从马匹可能会有用的,马是犀牛的近亲从进化的角度来看。如果只有人类有一样好照顾驯化的野生犀牛,因为他们有马,BioRescue面临的巨大的挑战现在科学家可能已经完全是可以避免的。
参考:Hayashi M, Zywitza V,借鉴Y, et al。强劲的原始生殖细胞的诱导白犀牛灭绝的边缘。Sci副词。2022;8 (49):eabp9683。doi:10.1126 / sciadv.abp9683
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