Щърцащите, пищящи кученца в лабораторията на Александър Травис не изглеждат като медицински чудеса. Но тези пухкави чудеса са първите кучета, родени с помощта на ин витро оплождане, процес, отнел повече от 30 години, за да се развият за кучета.
Свързано съдържание
- Кучетата имитират израженията на другите, твърде
- Как да подготвите Pooch, за да спечелите най-доброто в шоуто
- Котките получават прекалено рак на гърдата и има много неща, които можем да научим от него
- Дори малки деца разпознават превъзходната сладост на кученца и котенца
Оплождането in vitro (IVF) е процесът на оплождане на яйцеклетка със сперматозоиди в лаборатория. Правим го успешно при хора и няколко други животни от 70-те години на миналия век, но учените се надпреварваха да разберат как работи за кучетата. Техниката може да помогне за спасяването на застрашени видове кучешки животни в природата и в комбинация с техники за редактиране на гени, може дори да помогне за по-здрави домашни породи.
„Хората работят върху това още от изобретяването на IVF“, казва Травис, репродуктивен биолог от университета Корнел. "Никой никога не е постигнал напредък с IVF при кучето. Това е първият успех."
Проблемът беше частично, защото биолозите правеха експерименти, основаващи се на непълна наука, по-специално на хартия, публикувана през 1978 г. в списанието Gamete Research, която предполага, че магнезият забавя спермата.
Кучешката сперма изглежда подобна на човешката сперма, но за разлика от човешката версия, кучешката сперма не е готова да оплоди яйцеклетка веднага. Това е така, защото кучешката сперма има покритие от холестерол, което покрива главата й, където се съхранява ДНК информацията. Когато спермата пътува през матката на женско куче, химикали, включително магнезий, разграждат това покритие. Ако покритието остане непокътнато, ДНК на спермата не може да оплоди яйцеклетката.
Същата вана с химикали казва на спермата да размахва опашката си, която действа като витло, помагайки й да се впусне в яйцеклетката, за да може да депозира тази ДНК. С магнезий сперматозоидите могат да плуват по-бързо и по-лесно да проникнат в яйцето.
По време на ин витро оплождането спермата е в епруветка, а не в матката, така че учените трябваше да създадат отново химическата вана в тялото на кучето. Но никой друг учен не е мислил да включва магнезий заради книгата от 1978 г. Без него можете да поставите кучешка сперма до яйцеклетка и нищо няма да се случи.
"Защо не магнезий? Всеки използва този носител без да задава въпроси, и той е изобретен през 70-те години на миналия век", казва проучването на водещия автор на статията Дженифър Нагашима, репродуктивен биолог в лабораторията на Травис и член на Съвместната програма за обучение на висшисти между Смитсониан Природозащитният институт по биология и Центърът на Аткинсън на Корнел за устойчиво бъдеще.
„Върнахме се и го погледнахме“, казва Нагашима. „Определено е житейски урок - сега разпитвам всичко.“
От седемте кученца две са от майка на гончета и баща на кокер шпаньол, а пет са от двойки на бащи и майки на гончета. (Майк Кейрол, колеж по ветеринарна медицина в Университета Корнел) Предишните изследователи също разчитаха на човешкия процес на ин витро при ин витро при разработването на кучешкия процес, но нашите репродуктивни системи имат някои забележими разлики, които не бяха взети под внимание. Хората овулират около веднъж месечно, което означава, че яйчниците отделят яйцеклетка, готова за оплождане. Но кучетата овулират само веднъж или два пъти годишно и яйцата им не са жизнеспособни веднага.
Разчитайки на времевата линия на човешкото тяло за работа с кучета, учените премахват яйцата от женското куче твърде рано. Вместо това екипът откри, че кучешките яйца трябва да седят вътре в яйцепровода (фалопиевите тръби при хората) известно време, преди да са готови за ин витро.
Когато Нагасима и нейните колеги отстраниха яйцата веднага след овулацията, никоя от яйцата не оплоди. Но когато чакаха четири дни, 80 процента от яйцата са оплодени, екипът отчита тази седмица в PLOS ONE .
След като извадили яйцата от матката на кучето, учените ги поставили в култура със спермата и изчакали около 48 часа сместа да създаде нови клетки, което означава, че е на път да бъде кучешки плод. След това тези клетки бяха отстранени от чашата на Петри, замразени и по-късно имплантирани в сурогатно куче.
От 19 оплодени ембриони седем миниатюрни кученца от гончеви животни са родени на 10 юли - след десетилетия на изследвания.
„Чувате тези първи викове и това е доста добро чувство“, казва Травис. Следващата стъпка е да научите как да премахнете яйцата на кучетата, без да правите големи операции.
Чрез усъвършенстване на IVF технологията за кучета учените биха могли да увеличат популациите на застрашени видове кучета, казва Маргарет Корен Кустриц, специалист по репродукция на малки животни в Университета в Минесота. Застрашените каниди, които не желаят или не могат да създадат обичайния начин, биха могли да послужат като донори на яйца, като по този начин гарантират, че техните ценни гени продължават към следващото поколение.
IVF може да се използва и за намаляване на заболяването при домашни кучета. Много чисти породи днес страдат от генетични нарушения, които биха могли да бъдат премахнати с помощта на IVF и съвременни инструменти за редактиране на гени. Такива изследвания могат дори да помогнат за нашето разбиране на човешките заболявания. Докато шимпанзетата са по-близки до нас генетично, ние споделяме повече от 350 белези на болестта с кучетата, което е два пъти повече от всеки друг вид.
„Това е огромна положителна стъпка“, казва Корен Кустриц. "Всяко изследване, което ни помага да разберем по-добре нормалната репродуктивна биология, ни помага да мислим как можем да използваме тези знания, за да помогнем на животни и хора."
Nucharin Songsasen (вляво) и Дженифър Нагашима от Института за опазване на биологията Smithsonian водят три от кученцата на IVF на разходка. (Джефри Макмилан)
