The squirming, yipping puppy di makmal Alexander Travis 'tidak kelihatan seperti keajaiban perubatan. Tetapi keajaiban berbulu ini adalah anjing pertama yang dilahirkan menggunakan persenyawaan in vitro, proses yang diambil lebih dari 30 tahun untuk berkembang untuk taring.
Kandungan Terkait
- Anjing Meniru Setiap Ungkapan Lain, Terlalu
- Cara Membuat Pooch Anda untuk Menang Terbaik di Papar
- Kucing Dapatkan Kanser Payudara Terlalu, dan Ada Banyak Kita Boleh Belajar Dari Ini
- Bahkan Kanak-kanak Mengakui Pemotongan Anak Puppy dan Anak Kucing
Persenyawaan in vitro (IVF) adalah proses pemupukan telur dengan sperma dalam makmal. Kami telah berjaya melakukannya dengan manusia dan beberapa haiwan lain sejak tahun 1970-an, tetapi para saintis sedang berjuang untuk memikirkan bagaimana ia berfungsi untuk anjing. Teknik ini dapat membantu menyelamatkan spesis ternama yang terancam di alam liar dan, dalam kombinasi dengan teknik pengeditan gen, bahkan dapat membantu menjadikan baka domestik lebih sihat.
"Orang telah mengusahakannya sejak IVF dicipta, " kata Travis, ahli biologi reproduktif di Cornell University. "Tiada siapa yang pernah membuat kemajuan dengan IVF dalam anjing. Ini adalah kejayaan pertama."
Masalahnya adalah sebahagiannya kerana ahli biologi melakukan eksperimen berdasarkan sains yang tidak lengkap, khususnya, sebuah kertas yang diterbitkan pada tahun 1978 dalam jurnal Gamete Research yang menyarankan magnesium melambatkan sperma.
Sperma anjing kelihatan sama dengan sperma manusia, tetapi tidak seperti versi manusia, sperma anjing tidak bersedia untuk menyuburkan telur segera. Itu kerana sperma anjing mempunyai salutan kolesterol yang menutup kepala, di mana maklumat DNA disimpan. Apabila sperma bergerak melalui rahim anjing wanita, bahan kimia termasuk magnesium memecahkan salutan itu. Sekiranya salutan tetap utuh, DNA sperma tidak boleh menyuburkan telur.
Mandi yang sama bahan kimia memberitahu sperma untuk menggoyangkan ekornya, yang bertindak seperti kipas, membantu membongkar telur supaya dapat deposit DNA itu. Dengan magnesium, sperma boleh berenang lebih laju dan lebih mudah menembusi telur.
Semasa persenyawaan in vitro, sperma berada dalam tiub ujian dan bukan rahim, jadi para saintis terpaksa membuat semula bahan kimia di dalam badan anjing. Tetapi tiada saintis lain yang menyangka untuk memasukkan magnesium kerana kertas 1978. Tanpa itu, anda boleh meletakkan sperma anjing di sebelah telur dan tiada apa yang akan berlaku.
"Kenapa tidak magnesium? Semua orang menggunakan media ini tanpa mempersoalkan, dan dicipta pada tahun 1970-an, " kata peneliti utama penulis karya Jennifer Nagashima, ahli biologi reproduktif di makmal Travis dan ahli Program Latihan Siswa Bersama antara Smithsonian Institut Biologi Pemuliharaan dan Pusat Atkinson Cornell untuk Masa Depan yang Mampan.
"Kami kembali dan memandangnya, " kata Nagashima. "Sudah tentu satu pelajaran hayat-saya mempersoalkan semuanya sekarang."
Daripada tujuh anak anjing itu, dua berasal dari seorang ibu beagle dan seorang anak ayam penambang, dan lima dari pasangan pasangan burung-burung beagle dan ibu. (Mike Caroll, Kolej Perubatan Veterinar Universiti Cornell) Penyelidik sebelum ini juga bergantung kepada proses IVF manusia untuk merancang proses anjing, tetapi sistem pembiakan kami mempunyai beberapa perbezaan ketara yang tidak diambil kira. Manusia berjemur kira-kira sekali sebulan - yang bermaksud ovari melepaskan telur yang siap untuk persenyawaan. Tetapi anjing hanya melabur sekali atau dua kali setahun, dan telur mereka tidak dapat digunakan secara langsung.
Dengan bergantung kepada garis masa tubuh manusia untuk bekerja dengan anjing, saintis menghilangkan telur dari anjing betina terlalu awal. Sebaliknya, pasukan mendapati bahawa telur anjing perlu duduk di dalam oviduk mereka (tiub fallopi pada manusia) untuk suatu masa sebelum mereka bersedia untuk IVF.
Apabila Nagashima dan rakan-rakannya mengeluarkan telur sebaik sahaja ovulasi, tidak ada telur yang disenyawakan. Tetapi apabila mereka menunggu empat hari, 80 peratus daripada telur dibuahi, pasukan melaporkan minggu ini dalam PLOS ONE .
Selepas mengeluarkan telur dari rahim anjing, saintis meletakkannya dalam budaya dengan sperma dan menunggu kira-kira 48 jam untuk campuran untuk mencipta sel-sel baru, yang bermaksud ia sedang dalam perjalanan menjadi janin anjing. Sel-sel ini kemudiannya dikeluarkan dari hidangan petri, dibekukan dan kemudian ditanam dalam anjing pengganti.
Daripada 19 embrio yang disenyawakan, tujuh anak anjing berahi beagle kecil dilahirkan pada 10 Julai-selepas beberapa dekad penyelidikan.
"Anda mendengar jeritan pertama, dan itu perasaan yang baik, " kata Travis. Langkah seterusnya adalah untuk mengetahui cara mengeluarkan telur anjing tanpa melakukan pembedahan besar.
Dengan memajukan teknologi IVF untuk anjing, para saintis dapat meningkatkan populasi spesies anjing terancam, kata Margaret Root Kustritz, pakar pembiakan haiwan kecil di University of Minnesota. Cacing terancam yang tidak mahu atau tidak dapat menghasilkan cara yang biasa dapat berfungsi sebagai penderma telur, sehingga memastikan gen berharga mereka terus ke generasi berikutnya.
IVF juga boleh digunakan untuk mengurangkan penyakit pada anjing domestik. Ramai baka tulen hari ini mengalami masalah genetik yang boleh dikeluarkan menggunakan alat pengeditan gen IV dan moden. Penyelidikan sedemikian mungkin membantu pemahaman kita mengenai penyakit manusia. Walaupun simpanse lebih dekat kepada kita secara genetik, kita berkongsi lebih daripada 350 ciri penyakit dengan anjing, yang dua kali lebih banyak daripada spesies lain.
"Itu langkah positif yang besar, " kata Root Kustritz. "Setiap kajian yang membantu kita memahami biologi reproduktif yang normal akan membantu kita memikirkan bagaimana kita boleh menggunakan pengetahuan itu untuk membantu haiwan dan manusia."
Nucharin Songsasen (kiri) dan Jennifer Nagashima dari Institut Biologi Pemuliharaan Smithsonian mengambil tiga anak anjing IVF untuk berjalan-jalan. (Jefferey MacMillan)
