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    科学家创建杂交北白犀胚胎

    分类栏目:生命科学


    作为最后的两头北白犀之一,Fatu生活在肯尼亚的奥佩杰塔自然保护区。

    图片来源:Nichole Sobecki

    本报讯 几乎可以肯定,北白犀将会灭绝。作为拯救该物种努力的一部分,研究人员最近创建了杂交犀牛胚胎。

    这些目前已被冷冻的胚胎含有来自北白犀和一个近亲亚种的DNA,并且可能被移植进“代孕母亲”体内,以获得混合了上述两个物种的动物。7月4日,此项工作在一篇发表于《自然—通讯》杂志的论文中得以报告。

    美国加州斯克里普斯研究所干细胞生物学家Jeanne Loring认为,该研究“对于整个领域来说向前迈出了具有里程碑意义的一步”。她的团队希望利用干细胞技术重新繁殖出北白犀。

    作为非法狩猎的受害者,北白犀种群目前减少到只剩两头雌性,从而成为地球上最濒危的哺乳动物。今年年初,这个亚种的最后一只雄性Sudan死于同年龄相关的疾病。它的“女儿”Najin和“孙女”Fatu生活在肯尼亚的奥佩杰塔自然保护区。Najin患有阻止其怀孕的腿伤,而Fatu患有无法将胚胎移植到其子宫内的生殖疾病。

    北白犀的灭绝将不可避免。不过,由意大利克雷莫纳Avantea生物科技实验室兽医、胚胎学家Cesare Galli领导的团队,可能给了这种动物第二次机会。Galli和同事开发了一种技术,可从雌性犀牛体内提取卵子并使其受精,从而产生有可能变成动物的可用胚胎。

    研究人员并未在Najin和Fatu身上测试该流程——这涉及到危险的麻醉,而是收集了来自12只南白犀的卵子。南白犀是一个近亲亚种,生活在非洲南部,数量在2万只左右。

    13个卵子同一只已经死亡的北白犀的精子结合,其中4个发育成囊胚,或者说早期胚胎。这些含有两个亚种基因的杂交囊胚能被冷冻并随后移植进“代孕妈妈”体内,以产生杂交后代。这些杂交体能确保北白犀的一些DNA被保存下来。

    研究人员将另外17个卵子注射进一只南白犀体内,以产生纯种南白犀囊胚。为测试这些囊胚的健康状态,该团队产生了来自两个纯种胚胎的干细胞系。它们表现出健康胚胎干细胞的所有迹象,从而表明产生它们的胚胎一旦被移植,将会存活下来。

    下一步将是获取Najin和Fatu的卵子,使其与北白犀的精子结合并将由此获得的胚胎移植进南白犀“代孕妈妈”体内。研究人员的最终目标是在3年内诞生第一头北白犀。

    不过,Galli表示,这一努力产生的后代将缺少维持北白犀健康野生种群的遗传多样性。一个更好但更具挑战性的方法是利用北白犀的冷冻组织产生能发育成卵子和精子的干细胞。

    2011年,Loring和同事利用Fatu的皮肤产生了这种诱导性多能干(iPS)细胞。自此以后,Loring及其团队又创建了4个来自北白犀组织的iPS细胞系。这些组织被存放在圣地亚哥动物园生态保护研究所里。

    今年5月,研究人员证实,这些器官——来自12只雄性和雌性犀牛——含有足够的基因多样性来帮助拯救这些巨大的动物。“我们希望在1年内培育出看上去像精子和卵子的细胞。”Loring说,“但前面仍有很多挑战需要克服。”

    “看到北白犀重回自然栖息地将是一件了不起的事情。”杜克大学生态保护生物学家Stuart Pimm表示。不过,他担心导致北白犀近乎灭绝的背后原因一直存在。

    “让我们庆祝这一努力,但把目光放长远。”Pimm说,“我们仍生活在一个非法狩猎导致大量犀牛丧生的世界。如果有任何将它们的后代放回到野外的机会,我们不得不从它们被释放的瞬间就确保其不会被杀死。”(闫洁)

    《中国科学报》 (2018-07-09 第2版 国际)