Viimeinen miehen pohjoisen valkoinen sarvikuono - hänen nimensä oli Sudan - kuoli maaliskuussa jättäen vain kaksi alalajin jäsentä: tyttärensä ja tyttärentytäränsä.
Aikaisemmin nämä jyrkät tosiasiat olisivat kirjoittaneet lopun. Mutta San Diegon eläintarhan suojelututkimusinstituutin, joka on jäätyneen eläintarhaksi tunnetun pakkasen paimenen koti, tutkijat pyrkivät antamaan pohjoisille valkoisille sarvikuonoille toisen mahdollisuuden. Vuodesta 1975 lähtien instituutti on kerännyt kudoksia olennoista, jotkut uhanalaisista ja toiset eivät, sitten kasvataneet solut laboratoriossa ja säilyttäneet ne viileässä 321 asteessa alle nolla-Fahrenheitiä.
Eläintarhat käyttävät jo lisääntymistekniikkaa, kuten in vitro -hedelmöitystä eläimille, kuten gorillalle, ja keinosiemennystä pandaille. (Muualla tutkijat harkitsevat sukupuuttoon kuolleiden lajien, kuten villaisen mammutin ja matkustajakyyhkyn, ylösnousemisen etuja, vaikka heidän olisi pitänyt käyttää siihen muinaista DNA: ta.) Jäädytetty eläintarha on käyttänyt säilyneitä siemennesteitään esimerkiksi fasaanipoikojen luomiseen., ja on mennyt jopa gepardien alkioiden valmistamiseen ja eteläisten valkoisten sarvikuonojen munien hedelmöittämiseen.
Nyt sen eläintarhanhoitajat toivovat, että heidän kymmenestä pohjoisesta valkoisen sarvikuononäytteestään tulee uuden sukupolven vanhempia eri tavalla: käyttämällä kantasoluteknologiaa säilötyn valkoisen sarvikuonokudoksen muuttamiseksi muniksi ja siittiöiksi.
Instituutin tutkimus ylittää vauvojen valmistuksen. Siellä olevat tutkijat työskentelevät menetelmien avulla, joilla voidaan geneettisesti tunnistaa laittomasti metsästettyjen kädellisten ja anti-antilooppien liha. Ja tulevaisuudessa he saattavat käyttää sen kokoelmaa geneettisen monimuotoisuuden palauttamiseen uhanalaisille mustajalkaisille freteille.
Tällaisten ponnistelujen laajentaminen vie maailmanlaajuisen jäädytettyjen eläintarhojen verkoston, kirjoittavat instituutin säilögenetiikan johtaja Oliver Ryder ja avustaja Manabu Onuma vuosittaisessa katsauksessa Animal Biosciences -lehteen .
Ryder, joka on ollut instituutissa sen perustamisesta lähtien, puhui Tietojen kanssa Jäädytetyn eläintarhan menneisyydestä, nykyisyydestä ja tulevaisuudesta. Tätä keskustelua on muokattu pituuden ja selvyyden vuoksi.
Kuinka Jäädytetty eläintarha alkoi?
Haluamme sanoa, että jäädytetty eläintarha alkoi, kun tohtori Kurt Benirschke tuli San Diegon eläintarhaan vuonna 1975. Vuonna 2018 kuollut tohtori Benirschke oli kiinnostunut hedelmällisyydestä ja kromosomeista. Tekniikka solujen jäädyttämiseksi ja niiden sulamiseksi palautetulla toiminnalla oli vielä melko uusi - se tehtiin ensin siittiöiden kanssa vuonna 1949 -, mutta se avasi kaikenlaisia mahdollisuuksia. Oli todella merkittävä edistysaskel, kun soluviljelmät jäätyivät, elpyivät ja kasvattivat enemmän soluja, jotta voitaisiin tarkastella kromosomeja. Muut tutkijat tekivät tämän, mutta lähinnä ihmisten lääketieteellisessä tutkimuksessa.
Dr. Benirschke oli erityisen kiinnostunut kuvaamaan eri lajien kromosomeja. Käytimme jokaista mahdollisuutta kerätä uusi laji. Oli luottamus siihen, että pankkilaatikot löytävät käyttötarkoituksia huomattavasti pidemmälle kuin mitä tuolloin oli mahdollista kuvitella.
Jäädytettyjen eläintarhojen kaltaiset injektiopullot ovat ”eläinkoteloita”. Jokainen sisältää siittiöitä tai soluja, jotka on kasvatettu hiukan eläimen ihosta tai muusta kudoksesta. Ne varastoidaan nestemäiseen typpeen lämpötilassa -321 astetta Fahrenheit ja sulatetaan, kun tutkijat haluavat käyttää niitä. (San Diegon eläintarha) Liityit myös vuonna 1975 jäädytettyyn eläintarhaan, jota kutsuttiin sitten uhanalaisten lajien lisääntymiskeskukseksi. Muistatko ensimmäisen eläimen, jolla säilytit solut?
Se oli kiinalainen muntjac, haukkuva peura. Yhdessä oli murtuma, jonka ortopediset kirurgit korvasivat. Heidän oli otettava se kiinni ja nukutettava se näytteen vaihtamiseksi, joten pystyin tulemaan ja tekemään ihon biopsia.
Haukkukurvat ovat mielenkiintoisia. Niitä on sekä kiinalaisia että intialaisia munttjakkeja, ja keskivertohenkilöä haastetaan tunnistamaan suuri ero näiden kahden välillä. Vaikka Kiinan muntjacilla on 46 kromosomia, Intian muntjacilla on alhaisin tunnettu kromosomiluku nisäkkäissä: naisilla kuusi, miehillä seitsemän.
Ne evoluutiosta, kromosomien kehityksestä ja lajien muodostumisesta kiinnostuneet ihmiset haastoivat tämän "skandaalin", kuten sitä kutsuttiin. Tiedämme nyt, että kromosomit sulautuivat yhteen Intian muntjakin esi-isossa. Mitä fuusio aiheutti, ei tiedetä, mutta sen on täytynyt tapahtua. Kiinassa tehtiin hybridi näiden kahden välillä; siinä oli kolme isoa kromosomia ja 23 pientä. Se elivät, mutta ei pystynyt lisääntymään.
Toinen kerta, vuonna 1980, muistan patologin sanoneen minulle: ”Meillä on todella mielenkiintoinen ja harvinainen eläin ruumiinavaushuoneessa. Sinun pitäisi saada näyte. ”Ja se oli pohjoinen valkoinen sarvikuono. Tämä näyte tarjosi materiaalia vuosia myöhemmin ensimmäisen geneettisen tutkimuksen tekemiseen, jossa verrattiin pohjoisia ja eteläisiä valkoisia sarvisarvot.
Nyt eteenpäin nyt, ja meillä on kunnianhimoinen geneettinen pelastushanke pohjoisen valkoisen sarvikuonon sukupuuttoon estämiseksi. Se riippuu 12 pohjoisesta valkoisen sarvikuonoviljelmästä, joita olemme pankkineet vuosien varrella.
Kuinka voit käyttää näitä soluja pohjoisen valkoisen sarvikuonon pelastamiseksi?
Niistä pannatun ihonäytteistä meillä on jäätyneet solut, nimeltään fibroblastit. Sulatamme nuo viljelmät ja muutamme niistä niin kutsuttuja indusoituja pluripotentteja kantasoluja. Ne voivat teoriassa muuttua melkein minkä tahansa tyyppisiksi soluiksi kehossa: Ne voivat tehdä sydämen sykkeen, ne voivat tehdä hermosoluja.
Lopullinen tavoitteemme on muuttaa kantasolut muniksi ja siittiöiksi, jotta voimme tehdä alkioita. Toisin sanoen nuo fibroblastit voivat saada vauvoja.
Tämä on tehty laboratoriohiirillä, mutta toista lajia ei ole vielä. Toistaiseksi olemme saaneet indusoituja pluripotentteja kantasoluja pohjoisista valkoisista sarvikuonoista. Nyt parannamme menetelmiä varmistaaksemme, että ne ovat monipuolisia. Siellä on toinen joukkue, joka työskentelee lauman kanssa eteläisiä valkoisia sarvikuonoja, joita aiomme käyttää korvikkeina. Olemme vähintään kymmenen vuoden päässä pohjoisen valkoisesta sarvikuonosta, mutta edistymme.
Jos olisit kysynyt minulta vuonna 1985, voisitko sanoa ei, ottaa solun Jäädytetystä eläintarhasta ja muuttaa siitä eläimen. Nyt aiomme tehdä sen täällä laboratoriossa.
Tuoreet munasolut (munat), jotka on kerätty eteläiseltä valkoiselta sarvikuonosta. Jotta pohjoinen valkoinen sarvikuono saataisiin takaisin sukupuuttoon, jäädytettyjen eläintarhojen tutkijat toivovat muuttavansa säilyneet pohjoisen valkoisen sarvikuonon ihosolut muniksi ja siemennesteiksi ja implanttialkioiksi eteläiseksi valkoiseksi sarvikuonoäidiksi. (TB Hildebrandt ym. / Nature Communications 2018) Mitä muuta teet jäädytetyn eläintarhan näytteillä?
Olemme erinomainen lähde genomihankkeille. Olemme osallistuneet näytteisiin joihinkin 140 koko genomin sekvensointiprojektiin.
Teemme yhteistyötä Cambridgessä, Massachusettsissa sijaitsevan Broad Institute -instituutin kanssa 200 nisäkäsprojektissa, jossa verrataan ihmisen DNA: ta 199 muun nisäkkään DNA: han. Se auttaa tutkijoita ymmärtämään, mikä geenien ydin on niin tärkeä, että ne ovat säilyneet meissä ja muissa eläimissä. Ja olen mukana selkärankaisten genomiprojektissa järjestääkseen kaikki 66 000 elävää selkärankaisia lajia. Nämä genomit paljastavat monia mielenkiintoisia asioita eläinpopulaation historiasta, sen muuttotavoista ja jos se hybridisoituu muiden lajien kanssa. Tällainen geneettinen analyysi avaa uskomattoman uuden ikkunan elämän toiminnasta.
Keskusteluissasi keskustelit globaalin villieläinten biopankin luomisesta. Miksi se on tärkeää?
Vaikka San Diegon eläintarhassa on pakastettu eläintarha, jossa on yli 1000 lajia, se on pieni murto-osa maailman biologisesta monimuotoisuudesta. On nimetty noin 26 500 uhanalaista lajia - ja enemmän, joita ei ole sisällytetty luetteloon.
Ensi vuonna biologista monimuotoisuutta on vähemmän kuin nyt. Joten meidän pitäisi olla pankkitoimintaa, kun pystymme. Se on tehtävä eri maissa, jotta niillä olisi omat geenivarojensa pankki.
Sanoit, että saapuessasi jäädytettyyn eläintarhaan 44 vuotta sitten, et olisi voinut kuvitella kasvavan kokonaisia eläimiä soluista. Mitä hanketta haluaisit nähdä jäädytetyn eläintarhan aloittavan seuraavan 44 vuoden aikana?
Lajipopulaatioiden vähentyessä ne menettävät myös arvokkaita versioita geeneistä, joita oli vain tietyissä eläimissä. Geenivarastosta tulee geenikallio. Kuvittelen, että tulevaisuudessa voisimme palauttaa geneettisen variaation käyttämällä pankkimateriaalia.
Kuinka tekisit sen?
Meidän olisi muutettava solut eläimiksi. Voit esimerkiksi ottaa luonnossa elävän naispuolisen eläimen ja siirtää hänelle alkion, jossa on hyödyllisiä geenejä.
Jotkut saattavat sanoa, että kadonneiden geenien tai lähes sukupuuttoon kuolleiden lajien palauttaminen pelaa Jumalaa.
Mutta ihmiset ovat tehneet niin jo pitkään: Olemme aiheuttaneet lajien sukupuuttoon. Olemme muuttaneet peruuttamattomasti heidän elinympäristöään. Olemme muuttaneet heidän käyttäytymistään. Olemme sekoittaneet heidät. Olemme muuttaneet heidän ympäristöään, petoeläimiään, sairauksiaan. Kaikki nämä asiat olemme jo tehneet.
Pankkinäytteiden käyttäminen monimuotoisuuden edistämiseksi antaisi meille mahdollisuuden muuttaa luonnon maailmaa positiivisella tavalla.
Knowable Magazine on vuosittaisten arvostelujen riippumaton journalistinen yritys. 
