Alexander Travisin laboratoriossa olevat sirisevät, huutavat koiranpennut eivät näytä lääketieteellisiltä ihmeiltä. Mutta nämä pörröiset ihmeet ovat ensimmäisiä koiria, jotka syntyivät käyttämällä in vitro -hedelmöitystä. Prosessin kestäminen yli 30 vuotta on koirille.
Asiaan liittyvä sisältö
- Koirat matkivat myös toistensa ilmaisuja
- Kuinka valmistaa kotisi voittamaan paras näyttelyssä
- Kissat saavat myös rintasyövän, ja siitä voi oppia paljon
- Jopa pienet lapset tunnustavat koiranpentujen ja pentujen korkeimman tason
In vitro -hedelmöitys (IVF) on prosessi, jolla muna hedelmöitetään spermalla laboratoriossa. Olemme tehneet sitä onnistuneesti ihmisillä ja muutamilla muilla eläimillä 1970-luvulta lähtien, mutta tutkijat yrittivät selvittää, miten se toimii koirille. Tekniikka voi auttaa pelastamaan uhanalaisia koiralajeja luonnossa ja yhdessä geenimuokkaustekniikoiden kanssa voi jopa auttaa kotirotujen terveyttä.
"Ihmiset ovat työskennelleet tämän parissa sen jälkeen, kun IVF keksittiin", Travis kertoo, lisääntymisbiologi Cornellin yliopistosta. "Kukaan ei ole koskaan edistynyt koiran IVF: ssä. Tämä on ensimmäinen menestys."
Ongelma johtui osittain siitä, että biologit tekivät kokeita, jotka perustuivat epätäydelliseen tieteeseen, etenkin vuonna 1978 Gamete Research -lehdessä julkaistuun asiakirjaan, joka ehdotti, että magnesium hidastaa siittiöitä.
Koiran siemenneste näyttää samanlaiselta kuin ihmisen siittiö, mutta toisin kuin ihmisen versio, koiran siemenneste ei ole valmis hedelmöittämään munaa heti. Tämä johtuu siitä, että koiran siittiöissä on päällyste kolesterolipinnoitteella, jossa DNA-tiedot pidetään. Kun siittiöt kulkevat naaraskoiran kohtuun, kemikaalit, mukaan lukien magnesium, hajottavat pinnoitteen. Jos päällyste pysyy ehjänä, siittiön DNA ei voi hedelmöittää munaa.
Samassa kemikaalikylmässä käsketään siittiöitä heiluttamaan häntäänsä, joka toimii kuin potkuri, auttaen sitä asettumaan munaan, jotta se voi tallettaa kyseisen DNA: n. Magnesiumilla sperma voi uida nopeammin ja helpommin tunkeutua munaan.
In vitro -hedelmöityksen aikana siittiöt ovat koeputkessa eikä kohtuun, joten tutkijoiden piti luoda kemiallinen kylpy uudelleen koiran vartaloon. Mutta mikään muu tiedemies ei ajatellut sisällyttää magnesiumia vuoden 1978 paperin takia. Ilman sitä voit laittaa koiran siittiön munan viereen, eikä mitään tapahdu.
"Miksi ei magnesiumia? Kaikki käyttävät tätä väliainetta kyseenalaistamatta, ja se keksittiin 1970-luvulla", sanoo tutkimuksen johtava kirjailija Jennifer Nagashima, Travisin laboratorion lisääntymisbiologi ja Smithsonianin yhteisen tutkijakoulutusohjelman jäsen. Suojelubiologian instituutti ja Cornellin Atkinson-keskuksen kestävä tulevaisuus.
"Menimme takaisin ja katselimme sitä", Nagashima sanoo. "Se on ehdottomasti elämäntunti - kyseenalaistan kaiken nyt."
Seitsemästä koiranpennusta kaksi on beagle-äidiltä ja cocker-spanielin isältä ja viisi on beagle-isien ja äitien pareista. (Mike Caroll, Cornell University Veterinary Medicine College) Aikaisemmat tutkijat luottavat myös ihmisen IVF-prosessiin koiran prosessin suunnittelussa, mutta lisääntymisjärjestelmissämme on joitain merkittäviä eroja, joita ei otettu huomioon. Ihmiset munasolut tapahtuvat noin kerran kuukaudessa - mikä tarkoittaa, että munasarjat vapauttavat munan, joka on hedelmöitysvalmis. Mutta koirat ovulatoivat vain kerran tai kahdesti vuodessa, ja niiden munat eivät ole heti elinkelpoisia.
Luottamalla ihmiskehon aikajanaan työskennellä koirien kanssa, tutkijat poistivat munat naaraskoirasta liian aikaisin. Sen sijaan ryhmä havaitsi, että koiran munien on oltava istuessaan munasarjoissaan (ihmisten munanjohdoissa) jonkin aikaa ennen kuin he ovat valmiita IVF: ään.
Kun Nagashima ja hänen kollegansa poistivat munat heti ovulaation jälkeen, mikään niistä ei hedelmöittynyt. Mutta kun he odottivat neljä päivää, 80 prosenttia munista hedelmöitettiin, joukkue raportoi tällä viikolla PLOS ONE -sivulla .
Kun munat on poistettu koiran kohdusta, tutkijat panivat ne siemennesteen kasvatusviljelmään ja odottivat noin 48 tuntia, kunnes seos tuotti uusia soluja, mikä tarkoittaa, että se oli matkalla koiran sikiöksi. Sitten nämä solut poistettiin Petri-maljasta, jäädytettiin ja implantoitiin myöhemmin korvikoiraan.
19 hedelmöitetystä alkiosta seitsemän pientä beagle-sekoituspentua syntyi 10. heinäkuuta - vuosikymmenien tutkimuksen jälkeen.
"Kuulet nuo ensimmäiset itkut, ja se on aika hyvä tunne", Travis sanoo. Seuraava askel on oppia poistamaan koiran munat tekemättä suuria leikkauksia.
Edistämällä koirien IVF-tekniikkaa, tutkijat voisivat lisätä uhanalaisten koiralajien populaatioita, kertoo Minnesotan yliopiston pieneläinten lisääntymisasiantuntija Margaret Root Kustritz. Uhanalaiset koirat, jotka eivät halua tai eivät kykene lisääntymään tavanomaisella tavalla, voivat toimia munanluovuttajina, varmistaen siten, että heidän arvokkaat geeninsä jatkavat seuraavalle sukupolvelle.
IVF: ää voidaan käyttää myös vähentämään kotieläinten tauteja. Nykyään monet puhtaat rodut kärsivät geneettisistä häiriöistä, jotka voitaisiin poistaa IVF: n ja nykyaikaisten geenien muokkaustyökalujen avulla. Tällainen tutkimus voi jopa auttaa ymmärtämään ihmisen sairauksia. Vaikka simpanssit ovat lähempänä meitä geneettisesti, meillä on koirien kanssa yli 350 taudin ominaisuutta, mikä on kaksi kertaa enemmän kuin muilla lajeilla.
"Se on valtava positiivinen askel", Root Kustritz sanoo. "Jokainen tutkimus, joka auttaa meitä ymmärtämään paremmin normaalia lisääntymisbiologiaa, auttaa meitä pohtimaan, kuinka voisimme käyttää tätä tietoa eläinten ja ihmisten auttamiseen."
Nucharin Songsasen (vas.) Ja Jennifer Nagashima Smithsonian Conservation Biology Institute -laitoksesta vievät kolme IVF-pentua kävelylle. (Jefferey MacMillan)
