חדשנות

ביגל התינוקות הללו הם הכלבים הראשונים שנולדו על ידי הפריית חוץ גופית | מַדָע

הגורים המתפתלים, מנדנדים פנימה אלכסנדר טרוויס המעבדה לא נראית כמו פלאים רפואיים. אך הפלאים הפרוותיים האלה הם הכלבים הראשונים שנולדו באמצעות הפרייה חוץ גופית, תהליך שלקח יותר מ -30 שנה להתפתח עבור כלבים.

הפריה חוץ גופית (IVF) היא תהליך הפריית ביצית עם זרע במעבדה. אנו עושים זאת בהצלחה בבני אדם ובעוד כמה בעלי חיים אחרים מאז שנות השבעים, אך מדענים נאבקו להבין כיצד זה עובד עבור כלבים. הטכניקה עשויה לסייע בהצלת מיני כלבים בסכנת הכחדה בטבע, ובשילוב עם טכניקות עריכת גנים, עשויה אף לסייע בהפיכת גזעים מקומיים לבריאים יותר.

'אנשים עובדים על זה מאז שהומצא IVF', אומר טרוויס, ביולוג רבייה באוניברסיטת קורנל. ״איש מעולם לא התקדם עם הפריה חוץ גופית בכלב. זו ההצלחה הראשונה. '





הצרה נבעה בחלקה מכיוון שביולוגים עשו ניסויים על בסיס מדע לא שלם, במיוחד מאמר שפורסם בשנת 1978 בכתב העת מחקר גמטה זה הציע מגנזיום האט את הזרע.

זרע כלבים נראה דומה לזרע אנושי, אך בניגוד לגרסה האנושית, זרע הכלבים אינו מוכן להפרות ביצית מיד. הסיבה לכך היא שלזרע הכלבים יש ציפוי של כולסטרול המכסה את ראשו, שם נשמר המידע על ה- DNA. כאשר זרע עובר ברחם של כלבה נקבה, כימיקלים כולל מגנזיום מפרקים את הציפוי הזה. אם הציפוי נשאר שלם, ה- DNA של הזרע אינו יכול להפרות את הביצה.



אותה אמבט של כימיקלים אומרת לזרע לנענע את זנבו, שמתנהג כמו מדחף, ועוזר לו לנבור לתוך הביצה כדי שיוכל להפקיד את ה- DNA הזה. עם מגנזיום, הזרע יכול לשחות מהר יותר וקל יותר לחדור לביצה.

במהלך הפרייה חוץ גופית הזרע נמצא במבחנה ולא ברחם, כך שהמדענים נאלצו ליצור מחדש את האמבטיה הכימית בגוף הכלב. אך אף מדען אחר לא חשב לכלול מגנזיום בגלל מאמר 1978. בלי זה אתה יכול לשים זרע כלב ליד ביצה ושום דבר לא יקרה.

'למה לא מגנזיום? כולם משתמשים במדיום הזה בלי לחקור, והוא הומצא בשנות ה -70 ', אומרת המחקר הסופרת הראשית של העיתון ג'ניפר נגשימה, ביולוגית רבייה במעבדת טרוויס וחברה בתכנית ההכשרה המשותפת לתארים מתקדמים בין מכון ביולוגיה לשימור סמיתסוניאן ושל קורנל מרכז אטקינסון לעתיד בר קיימא .



'חזרנו והסתכלנו על זה,' אומר נגשימה. 'זה בהחלט שיעור חיים - אני שואל הכל עכשיו.'

CVM_IFVPuppies_2015 (36) .JPG

מתוך שבעת הגורים, שניים הם מאם ביגל ואב קוקר ספנייל, וחמישה הם מזיווגים של אבות ואמהות ביגל.(מייק קרול, מכללת אוניברסיטת קורנל לרפואה וטרינרית)

כמה מדויקות בדיקות גלאי שקר

חוקרים קודמים הסתמכו גם על תהליך ההפריה החוץ גופית האנושית כדי לעצב את תהליך הכלב, אך למערכות הרבייה שלנו יש כמה הבדלים בולטים שלא נלקחו בחשבון. בני אדם מבייצים אחת לחודש - כלומר השחלות משחררות ביצה מוכנה להפריה. אך כלבים מבייצים רק פעם או פעמיים בשנה, והביצים שלהם אינן קיימות באופן מיידי.

על ידי הסתמכות על ציר הזמן של גוף האדם לעבודה עם כלבים, מדענים הוציאו את הביצים מהכלב הנקבי מוקדם מדי. במקום זאת הצוות מצא כי ביצי כלבים צריכות לשבת בתוך הביציות שלהם (חצוצרות בבני אדם) זמן מה לפני שהן מוכנות להפריה חוץ גופית.

כשנגשימה ועמיתיה הסירו את הביצים מיד לאחר הביוץ, אף אחת מהביציות לא הופרה. אבל כשהם חיכו ארבעה ימים, 80 אחוז מהביציות הופרו, הצוות מדווח השבוע ב PLOS ONE .

לאחר שהוציאו את הביציות מרחם הכלב, המדענים הניחו אותן בתרבית עם הזרע והמתינו כ- 48 שעות עד שהתערובת תיצור תאים חדשים, מה שאומר שהיא בדרך להיות עובר כלב. לאחר מכן הוסרו תאים אלה מכלי הפטרי, הוקפאו ובהמשך הושתלו בכלב פונדקאית.

מתוך 19 עוברים מופרים נולדו שבעה גורים זעירים בתערובת ביגל ב -10 ביולי - לאחר עשרות שנים של מחקר.

תפקידו של בנימין פרנקלין במהפכה האמריקאית

'אתה שומע את הבכי הראשון הזה, וזו הרגשה די טובה,' אומר טרוויס. השלב הבא הוא ללמוד כיצד להסיר את ביצי הכלב מבלי לבצע ניתוח גדול.

על ידי קידום טכנולוגיית הפריה חוץ גופית לכלבים, מדענים יכולים להגדיל אוכלוסיות של מינים הכלולים בסכנת הכחדה מרגרט שורש קוסטריץ , מומחה להעתקת בעלי חיים קטנים באוניברסיטת מינסוטה. קנידים בסכנת הכחדה שאינם מוכנים או אינם מסוגלים להתרבות בדרך הרגילה יכולים לשמש תורמי ביציות, ובכך להבטיח כי הגנים היקרים להם ימשיכו לדור הבא.

הפריה חוץ גופית יכולה לשמש גם להפחתת מחלות אצל כלבי בית. גזעים טהורים רבים כיום סובלים מהפרעות גנטיות שניתן להסיר באמצעות הפריה חוץ גופית וכלי עריכת גנים מודרניים. מחקר כזה עשוי אפילו לסייע בהבנתנו את מחלות האדם. בעוד שהשימפנזים קרובים יותר אלינו מבחינה גנטית, אנו חולקים יותר מ -350 תכונות מחלה עם כלבים, שהם פי שניים מכל מינים אחרים.

'זה צעד חיובי עצום,' אומר שורש קוסטריץ. 'כל מחקר שעוזר לנו להבין טוב יותר את ביולוגיית הרבייה הרגילה עוזר לנו לחשוב כיצד אנו יכולים להשתמש בידע זה כדי לעזור לבעלי חיים ובני אדם.'

23505525722_49719908a4_k.jpg

נוטרין סונגססן (משמאל) וג'ניפר נגשימה ממכון הסמית'סוניאן לשימור ביולוגיה לוקחים שלושה מגורי ההפריה החוץ-גופית לטיול.(ג'פרי מקמילן)





^