Žingsnis arčiau dirbtinių raganosių kiaušinėlių – „ScienceDaily“.

Abu turėjo įtakos žuvų metabolizmui, tačiau poveikis buvo būdingas atskiroms savybėms – „ScienceDaily“.

Siekdamas užkirsti kelią šiaurinio baltojo raganosio išnykimui, tarptautinis konsorciumas BioRescue bando iš kamieninių ląstelių sukurti dirbtines kiaušinėlių ląsteles. Komanda, vadovaujama MDC Sebastiano Diecke’o ir Micha Drukker iš Leideno universiteto, dabar atskleidė moksliniuose pranešimuose kad jie yra vienu žingsniu arčiau šio tikslo pasiekimo.

Fatu ir Najin yra paskutiniai du šiauriniai baltieji raganosiai pasaulyje – ir jie abu yra patelės. Dėl to šis porūšis nebegali natūraliai daugintis, o išnykimas atrodo neišvengiamas. Tačiau „BioRescue“ konsorciumas dirba prieš laikrodį, siekdamas užtikrinti, kad šiaurinis baltasis raganosis amžiams neišnyktų iš mūsų planetos. Tyrėjai taiko dvejopą požiūrį: Pirma, jie kuria pažangias pagalbinio apvaisinimo technologijas; antra, jie nori panaudoti odos ląsteles, paimtas iš šiaurinio baltojo raganosio, kad sukurtų indukuotas pluripotentines kamienines (iPS) ląsteles laboratorijoje, kurios ilgainiui gali išsivystyti į nesubrendusias kiaušinėlių ląsteles arba oocitus. Helmholtz asociacijos (MDC) Max Delbrück molekulinės medicinos centro komanda kartu su partneriais Miunchene, Nyderlanduose ir Japonijoje žengė didelį žingsnį šio tikslo link. Žurnale Mokslinės ataskaitos, jie atskleidžia, kad jiems pavyko gauti ir atlikti nuodugnius pluripotentinių raganosių kamieninių ląstelių tyrimus. „Mūsų dokumentas atskleidžia naują pluripotenciją – kamieninių ląstelių gebėjimą diferencijuotis į visas kūno ląsteles“, – sako pagrindinis autorius dr. Vera Zywitza iš MDC pluripotentinių kamieninių ląstelių platformos, kuriai vadovauja dr. Sebastianas Diecke’as. “Todėl tai yra svarbus etapas kelyje į dirbtinai sukurtus raganosio oocitus.”

Projektas BioRescue gavo 4 milijonų eurų finansavimą iš Vokietijos federalinės švietimo ir tyrimų ministerijos (BMBF). Tarptautiniam konsorciumui, kurį sudaro MDC, vadovauja Leibnizo zoologijos sodų ir laukinės gamtos tyrimų institutas (IZW) ir jis bendradarbiauja su daug daugiau partnerių, įskaitant Helmholtz Zentrum München Vokietijoje.

Vaizduojamasis ląstelių inžinerijos menas

iPS ląstelės Petri lėkštelėje gali išsivystyti į bet kurias kūno ląsteles, įskaitant pirmines lytines ląsteles, kurias nori auginti BioRescue mokslininkai. Tyrėjai glaudžiai bendradarbiauja su profesoriaus Katsuhiko Hayashi, Japonijos kamieninių ląstelių tyrinėtojo iš Kyushu universiteto, laboratorija. 2016 m. Hayashi pavyko sukurti kiaušialąstes iš pelių odos, dirbtinai apvaisinti šias ląsteles ir implantuoti jas patelėms. Šiuo metodu pastojusios pelės gimė sveikos ir vaisingos.

Kamieninių ląstelių tyrinėtojas profesorius Micha Drukker ir jo komandos Helmholtz Zentrum München ir Leideno akademiniame vaistų tyrimų centre Leideno universitete panaudojo procesą, žinomą kaip epizominis perprogramavimas, kad sėkmingai gamintų šiaurinių baltųjų raganosių iPS ląsteles. Tai apėmė mokslininkus, kurie į gautas odos ląsteles įvedė svetimas DNR molekules, vadinamas „plazmidėmis“. Šiose plazmidėse buvo genų, perprogramuojančių odos ląsteles į iPS ląsteles. Tokiu būdu sukurtos raganosių kamieninės ląstelės yra nepaprastai panašios į žmogaus atitikmenį. „Žiūrint pro mikroskopą, jie vos skiriasi nuo žmogaus iPS ląstelių“, – sako Drukker ir priduria: „Jie taip pat labai panašiai reaguoja į išorinį poveikį“.

Daug žadanti gemalinių ląstelių auginimo pradžia

iPS ląstelės turi skirtingas būsenas: jos gali būti naivios – pluripotencijos „pagrindinė būsena“ – arba pradurtos. Manoma, kad pastarosios būsenos ląstelės pasiekė kiek pažengusią embriono vystymosi stadiją. Eksperimentai su kamieninėmis ląstelėmis, gautomis iš pelių, rodo, kad jos ypač gerai gamina lytinių ląstelių ląsteles, kai virsta iš paruoštų į naivią būseną. Tačiau kai mokslininkai pirmą kartą bandė paversti raganosio ląsteles į naivią būseną, ląstelės mirė. Todėl mokslininkai į raganosių ląsteles įvedė geną, kuris neleidžia ląstelėms mirti – ir taip sėkmingai gavo naivias iPS ląsteles. “Mes išsamiai apibūdinome ląsteles, be kita ko, analizuodami transkripto duomenis”, – aiškina Zywitza. „Sėkmingas perėjimas į naivumą primenančią pluripotencijos būseną yra daug žadantis atspirties taškas kuriant lytinių ląstelių ląsteles.

Nepaisant to, Zywitza ir jos kolegos dar negali pereiti į kitą etapą. „Mūsų auginamose iPS ląstelėse yra patvarios svetimos genetinės medžiagos – būtent perprogramavimo faktoriai ir genas, užkertantis kelią ląstelių žūčiai“, – aiškina Zywitza. “Tai reiškia, kad negalime jų naudoti lytinėms ląstelėms gaminti, nes yra pavojus, kad jos bus patologiškai pakeistos.” Tačiau šios ląstelės vis dar labai naudingos tiriant raganosių kamienines ląsteles apskritai ir geriau suprasti jų skirtingas būsenas konkrečiai. Jų pagalba mokslininkai gali ištirti molekulinius mechanizmus, vykstančius kamieninėse ląstelėse. „Pavyzdžiui, galime ištirti, kodėl raganosio nėštumo laikotarpis yra 16 mėnesių, o pelės – tik 21 dieną, arba kaip vystosi organai skirtingose ​​rūšyse“, – aiškina mokslininkas. Tai mus daug ko išmoko apie evoliuciją.

Taip pat reikalingas kiaušidžių audinys

Tuo tarpu Diecke komanda sukūrė daugiau iPS ląstelių. Jie naudojo RNR virusus, o ne plazmides, kad įvestų perprogramavimo veiksnius. Šiose naujose iPS ląstelėse nėra nieko, kas ten nepriklauso. Dabar mokslininkai bando iš jų gaminti pirmines lytines ląsteles.

Ir tai dar ne viskas: pirminės lytinės ląstelės subręsta į kiaušialąstes tik tada, kai jas supa kiaušidžių audinys. Tokio audinio gauti iš gyvų ar mirusių raganosių beveik neįmanoma. „Taigi turime sukurti ne tik pirmines lytines ląsteles, bet ir kiaušidžių audinį“, – aiškina Zywitza. Berlyne įsikūrę mokslininkai glaudžiai bendradarbiauja su Hayashi, kad tai pasiektų. Praėjusiais metais jis sėkmingai kultivavo kiaušidžių audinį iš pelių kamieninių ląstelių.

14 embrionų, iki šiol sukurtų naudojant pagalbinį apvaisinimą

Tuo tarpu pažanga daroma ir pagalbinio apvaisinimo srityje. Šių metų sausį IZW mokslininkai, bendradarbiaudami su Kenijos laukinės gamtos tarnyba, Laukinės gamtos tyrimų ir mokymo institutu, Dv? R Králové Safari Park ir Ol Pejeta Conservancy, iš Fatu surinko nesubrendusias kiaušinėlių ląsteles, vadinamas oocitais. Šios buvo brandintos Avantea laboratorijose Italijoje ir apvaisintos atšildyta mirusio buliaus sperma. Šiuo metu iš viso yra 14 šiaurinių baltųjų raganosių embrionų, kurie laikomi skystame azote minus 196 laipsnių Celsijaus temperatūroje. Netolimoje ateityje embrionai bus implantuojami į pietinių baltųjų raganosių surogatus, siekiant sukurti sveiką šiaurinio baltojo raganosio veršelį.

14 embrionų gamyba yra didelė reprodukcinės biologijos sėkmė, tačiau tai nėra didelis kiekis, jei siekiama atkurti šiaurės baltųjų populiaciją iki savarankiško lygio. „Najin ir Fatu taip pat yra glaudžiai susiję, o jų genetinė sudėtis iš esmės yra identiška“, – sako profesorius Thomas Hildebrandtas iš IZW, vadovaujantis BioRescue tyrimų konsorciumui. “Dėl amžiaus ir reprodukcinio trakto problemų negalėjome iš Najin surinkti oocitų, kuriuos būtų galima išvystyti į embrionus, todėl visi 14 embrionų yra iš Fatu. Todėl mums skubiai reikia papildomos strategijos, skirtos gametoms – kiaušinėliams ir spermai – sukurti labai daug daugiau asmenų“.

Apsaugoti pasaulio rūšis – kol dar ne vėlu

„Šiaurinio baltojo raganosio funkcinių kiaušinių generavimas būtų mūsų tyrimų vainikavimas“, – sako Diecke. Šis metodas galėtų būti pavyzdys kitoms nykstančioms rūšims. Jei dauginimasis iš kamieninių ląstelių pasiteisintų, šią techniką būtų galima panaudoti daug daugiau nykstančių ar jau išnykusių rūšių atgaivinti. Daugiau nei 10 000 gyvų ląstelių kultūrų iš daugiau nei 1 000 nykstančių rūšių yra saugomos Frozen zoologijos sode, Arnoldo ir Mabelio Beckmanų gamtosaugos tyrimų centre San Diege ir IZW biobanke Berlyne. „Šis neįkainojamas išteklius galėtų būti panaudotas rūšims sugrąžinti nuo išnykimo ribos“, – sako Diecke. Tada šiaurinis baltasis raganosis būtų tik pradžia, nors jis priduria, kad „verčiau niekada nenaudotume savo technikos ir padarytume daugiau, kad išsaugotume rūšis, kol dar nevėlu“.

Tačiau Zywitzai vienas dalykas yra tikras: jei kamieninių ląstelių technologijų dėka kada nors gimtų šiaurinis baltas raganosis, ji mielai sutiktų jį.

.

Leave a Comment

Your email address will not be published.