Αυτά τα χιμαιρικά ποντίκια αποτελούνται από ορισμένα κύτταρα με χρωμοσώματα αρουραίου
Πανεπιστήμιο Yamanashi
Η εταιρεία απομάκρυνσης της εξαφάνισης στην Colossal Biosciences θα μπορούσε να πηδήξει. Είναι πιθανό ότι τα χρωμοσώματα μαμούθ θα αναστηθούν σε ζωντανά κύτταρα μετά τη μεταφορά ενός φυσικού χρωμοσώματος από έναν αρουραίο που έχει παγώσει εντελώς σε ζωντανά κύτταρα ποντικού για περισσότερο από ένα χρόνο. Στη συνέχεια δημιουργούν ανέπαφα ποντίκια στα οποία ορισμένα από τα κύτταρά τους περιέχουν τα προστιθέμενα χρωμοσώματα.
«Μόλις δοκιμάσουμε την τεχνική, θα ξεκινήσουμε από τα κελιά των ελεφάντων», είπε Teruhiko Wakayama στο Πανεπιστήμιο Yamanashi της Ιαπωνίας. «Αν καταφέρουμε να εισαγάγουμε χρωμοσώματα ελέφαντα σε εμβρυϊκά κύτταρα ποντικού, σίγουρα θα θέλουμε να το δοκιμάσουμε με μαμούθ».
Ο επόμενος στόχος της ομάδας είναι να μελετήσει τη δραστηριότητα γονιδίων από εξαφανισμένα ζώα σε ζωντανά, τα οποία θα μπορούσαν να αποκαλύψουν πολύ περισσότερα από την απλή ανατομή γενετικών αλληλουχιών. Αλλά το έργο θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει με τις προσπάθειες διατήρησης και απελευθέρωσης. Για παράδειγμα, έχουμε παγώσει ιστό από ένα πουλί που ονομάζεται χαβανέζικο po’ouli που εξαφανίστηκε το 2004. Έξυπνη βιολογία σημαίνει ότι μια χρωμοσωμική μεταφορά θα ήταν απαραίτητη για να το επαναφέρει στη ζωή.
Τα είδη ζώων χωρίζονται σε κομμάτια που ονομάζονται χρωμοσώματα. Όταν τα κύτταρα διαιρούνται, αυτές οι μακριές έλικες του DNA τυλίγονται σφιχτά και παίρνουν το κλασικό κυλινδρικό σχήμα μετάδοσης. Αυτά τα λεγόμενα συμπυκνωμένα χρωμοσώματα μπορούν να γίνουν ορατά σε ζωντανά κύτταρα χωρίς βλάβη, για παράδειγμα, προσθέτοντας χρωματισμένα αντισώματα στις δέσμες γύρω από τις οποίες είναι τυλιγμένο το DNA.
Η τεχνική του Wakayama περιλαμβάνει την εξαγωγή του πυρήνα του κυττάρου και την εισαγωγή του στο ωάριο για να πυροδοτήσει τη συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων. Αυτό είναι παρόμοιο με την τεχνική πυρηνικής μεταφοράς που χρησιμοποιήθηκε σε πειράματα – ο Wakayama ήταν ο πρώτος που κλωνοποίησε ποντίκια χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνική, αμέσως μετά τη γέννηση του προβάτου Dolly.
Αφού προστεθεί το αυγό στον πυρήνα, στη συνέχεια εγχύεται με ένζυμα που βοηθούν στο διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων. Στη συνέχεια, ένα από τα χρωμοσώματα εξάγεται με μια μικροσκοπική κοίλη βελόνα και εγχέεται στο άλλο ωάριο. Εάν αυτό το ωάριο εξελιχθεί σε έμβρυο, όλα τα κύτταρα του εμβρύου – γνωστά ως εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα – θα περιέχουν τα προστιθέμενα χρωμοσώματα.
Αφού ανέπτυξε την τεχνική, προσθέτοντας επιπλέον χρωμοσώματα στο ποντίκι, ο Wakayama το δοκίμασε με ποντίκια τροποποιημένα με έναν τύπο πράσινου φθορισμού. Εξήγαγε κύτταρα αίματος από την ουρά ενός από τα ποντίκια, τα οποία είχαν καταψυχθεί για περισσότερο από ένα χρόνο, και δημιούργησε με επιτυχία κύτταρα εμβρυϊκής μύγας ποντικού που περιείχαν επιπλέον χρωμοσώματα από ένα τροποποιημένο γονίδιο αρουραίου.
Αυτά τα κύτταρα στη συνέχεια εγχύθηκαν σε φυσιολογικά έμβρυα ποντικού και εμφυτεύτηκαν σε θηλυκά ποντίκια, παράγοντας χιμαιρικά ζώα στα οποία περιέχονται μερικά από τα κύτταρα που περιέχουν χρωμόσωμα. Αυτά τα ζώα μοιάζουν με κανονικά ποντίκια, αλλά κάτω από το υπεριώδες φως, μερικά από αυτά τα κύτταρα φθορίζουν πράσινα όπως αυτά του αρχικού αρουραίου.
Η ομάδα προσπάθησε να δημιουργήσει ποντίκια στα οποία όλα τα κύτταρα περιέχουν επιπλέον χρωμοσώματα, αλλά δεν τα έχουν καταφέρει ακόμη. Επιπλέον, η τεχνική αυτή τη στιγμή λειτουργεί μόνο με το χρωμόσωμα 9 – εάν προστεθούν άλλα χρωμοσώματα, τα ωάρια δεν θα εξελιχθούν σε έμβρυα. «Τώρα προσπαθούμε να βελτιωθούμε με διαφορετικούς τρόπους», λέει ο Wakayama.
Τα πράσινα κύτταρα σε αυτό το μωρό ποντικιού περιέχουν χρωμοσώματα αρουραίου
Πανεπιστήμιο Yamanashi
Αυτό είναι δυνατό επειδή η δραστηριότητα των γονιδίων σε άλλα χρωμοσώματα αρουραίου διαταράσσει την ανάπτυξη του εμβρύου. Εάν ναι, μια ομάδα απενεργοποιητικών γονιδίων θα μπορούσε να προστεθεί στο χρωμόσωμα με παρόμοιο τρόπο με τον τρόπο με τον οποίο ένα από τα δύο χρωμοσώματα Χ απενεργοποιείται στα κύτταρα θηλυκών θηλαστικών. Αλλά ο Wakayama ελπίζει ότι αυτό δεν θα είναι απαραίτητο.
Μια ομάδα παγωμένων ελεφάντων από το θηριοτροφείο έχει ήδη πάρει την ομάδα της. Ο Wakayama μίλησε επίσης σε αυτή την ομάδα κατάφερε να αποσπάσει και να μελετήσει τον κυτταρικό πυρήνα από το 28.000 ετών μαμούθ Yuka είπε σχετικά με το χρωμόσωμα μαμούθ.
Η απλή προσπάθεια κλωνοποίησης μαμούθ από αυτά τα κύτταρα δεν θα λειτουργήσει ποτέ γιατί υπάρχει υπερβολική βλάβη στο DNA. Αλλά ο Wakayama ελπίζει να είναι σε θέση να ανακτήσει μεμονωμένα χρωμοσώματα, επιτρέποντάς τους να μελετήσουν ζωντανά κύτταρα.
«Ακόμη και μία επιτυχημένη μεταγραφή είναι μια πολύ καλή αρχή», είπε Μπεν Νόβακ στη μη κερδοσκοπική ομάδα διατήρησης της άγριας ζωής Live & Give στις ΗΠΑ. “Τα σπουργίτια μπορούν να είναι μια μεγάλη δύναμη σε αυτό το έργο.” Γι’ αυτό στα πτηνά πουλιά – μια μεγάλη ομάδα που περιλαμβάνει περισσότερα από τα μισά είδη πουλιών – κύτταρα που σχηματίζουν ιστούς του σώματος, όπως το δέρμα και οι μύες, χάνουν χρωμοσώματα. Αυτό το επιπλέον χρωμόσωμα διατηρείται μόνο στα αναπαραγωγικά κύτταρα που σχηματίζουν το ωάριο και το σπέρμα.
Επειδή το χαβανέζικο po’ouli ήταν πτηνό και μόνο ο μη αναπαραγωγικός αρσενικός ιστός ήταν παγωμένος, η αναπαραγωγή του θα απαιτούσε την προσθήκη δύο χρωμοσωμάτων από στενά συγγενικά είδη – ένα χρωμόσωμα που βρίσκεται μόνο στα αναπαραγωγικά κύτταρα και ένα χρωμόσωμα που βρίσκεται μόνο στα θηλυκά πουλιά. Θα παρήγαγε υβριδικά μέρη, αλλά θα επέτρεπε την αναγέννηση του είδους, λέει ο Novak.
Η Wakayama δεν είναι η πρώτη που δημιούργησε ζωντανά ζώα με επιπλέον χρωμοσώματα. Το 2022 μια άλλη ομάδα στην Ιαπωνία Οι αρουραίοι συμπεριλήφθηκαν όταν ο άνθρωπος δημιουργήθηκε με 21 χρωμοσώματα” να μελετήσει το σύνδρομο Down. Ωστόσο, η τεχνική περιελάμβανε γενετικές τροποποιήσεις μεγάλης κλίμακας που δεν θα ήταν εφικτές ή επιθυμητές για εφαρμογές διατήρησης.
Η γενετική σύνθεση των χρωμοσωμάτων είναι πολύ πιο διαδεδομένη από ό,τι αναγνωρίζουμε, λέει ο Novak, πράγμα που σημαίνει ότι σε πολλούς κατεψυγμένους ιστούς βιοτράπεζας λείπουν.
Επιχειρήματα:
