A San Diego-i állatkert tudósai azon dolgoznak, hogy az északi fehér orrszarvút visszahozzák a kihalásból. Stratégiájuk középpontjában az áll, hogy fagyasztott bőrsejtekből új petesejteket és spermiumokat hoznak létre, amit még soha nem tettek orrszarvú esetében.
Az északi fehér orrszarvú egy kihalt faj, de bőrsejtekkel feltámaszthatóak. Ezeket a bőrsejteket a San Diego-i állatkertben egy speciális létesítményben, a Frozen Zoo-ban tárolják, amely több mint 10 ezer élő sejttípust gondoz, amelyek közel 1000 állatfajt képviselnek. Ebben a raktárban tizenkét északi fehér orrszarvú bőrsejtjei találhatók, ami elegendő genetikai változatosságot jelent egy fenntartható populáció létrehozásához.
Négy óriási lépés szükséges ahhoz, hogy a fagyasztott bőrsejtekből álló fiolából egy északi fehér orrszarvú csordát hozzunk létre:
- A bőrsejteket őssejtekké kell átalakítani.
- Programozzuk át ezeket az őssejteket petesejtekké és spermiumokká.
- A petesejtet megtermékenyíteni a spermiummal, hogy embrió jöjjön létre.
- Ültessük át az embriót egy méhbe, ahol egy orrszarvúbébivé fejlődik.
Ezzel a stratégiával azonban van egy probléma: senki sem tudja, hogyan kell elvégezni ezeket a lépéseket a fehér orrszarvúaknál. Pedig az elmúlt három évben a San Diego-i állatkert tudósai jelentős előrelépést értek el mindegyikben.
Ha egy bőrsejt egyszer bőrsejt, akkor vége a sornak, nem lesz belőle más típusú sejt. Ugyanez igaz az idegsejtekre, az izomsejtekre és minden más teljesen differenciált sejtre. Azonban, bár a sejtek nem tudnak másfajta sejtekké alakulni, az ehhez szükséges információ még mindig a sejt génjeiben van. 2006-ban Shinya Yamanaka felfedezte, hogyan lehet hozzáférni ezekhez a génekhez, lényegében visszaállítva és visszaprogramozva a bőrsejtet őssejtté. Megállapította, hogy ehhez a visszaállításhoz mindössze négy szabályozó molekula (az úgynevezett Yamanaka-faktorok) szükséges. Ezért Nobel-díjat kapott, és ez indította el az őssejt- és öregedésgátló kutatások új korszakát.
A San Diego-i állatkert kutatói éveket töltöttek azzal, hogy Yamanaka technikáját úgy módosítsák, hogy az fehér orrszarvúak bőrsejtjein is működjön. Eleinte szerencsések voltak, ha 100 ezer bőrsejtből csak egyetlen őssejtet tudtak kinyerni. Egy kis finomítás után figyelemre méltó előrelépést értek el: 100 ezer bőrsejtre hét klón jutott, ami 700%-os hatékonyságnövekedést jelent. A protokoll még több évnyi optimalizálást igényelhet, de ez nem akadályozta meg a tudósokat abban, hogy továbblépjenek.
Az őssejtek programozása petesejtekké és spermiumokká (együttesen ivarsejteknek nevezik őket) trükkös feladat. Ezek létrehozásához az őssejteknek olyan intracelluláris jelekre van szükségük, amelyek időzítése, koncentrációja és időtartama éppen megfelelő. Ha ezek a jelek nem tökéletesek, akkor az őssejtet nem lehet úgy programozni, hogy működőképes ivarsejtet hozzon létre.
Még nem fedezték fel, hogy milyen intracelluláris jelek szükségesek ahhoz, hogy az északi fehér orrszarvú őssejteket ivarsejtekké programozzák. Véletlenül azonban hoztak létre ivarsejteket. Amikor a bőrsejteket visszaalakították őssejtekké, néhányuk spontán ivarsejteket hozott létre, ami normális jelenség, és akkor fordulhat elő, ha az őssejteket laboratóriumi körülmények között tartják. Ez csodálatos hír volt, mert megmutatta, hogy az őssejtjeik képesek ivarsejteket létrehozni, még ha nem is értik teljesen, hogy miért.
Ahhoz, hogy egy petesejt megtermékenyíthető legyen, élettelinek és érettnek kell lennie. Normális esetben a petefészkek olyan környezetet tartanak fenn, amely megfelel ezeknek a követelményeknek. Mivel azonban a tudósok laboratóriumban fogják létrehozni és megtermékenyíteni az északi fehér orrszarvú petesejtjeit, meg kell tanulniuk, hogyan lehet utánozni a petefészek környezetét. Ehhez ismét meg kell találni a Goldilocks-zónát: a hőmérsékletnek, a tápanyag- és hormonkoncentrációnak, valamint a szén-dioxid és az oxigén arányának megfelelőnek kell lennie.
A tudósok nem férnek hozzá északi fehér orrszarvú tojásokhoz, ezért déli fehér orrszarvú (SWR) tojásokat használtak a Goldilocks-zóna megtalálásához. A kutatóknak évekig csak olyan tojásokhoz volt hozzáférésük, amelyeket egy SWR elhalálozása után gyűjtöttek, és amelyek közel sem olyan egészségesek, mint az élő orrszarvúktól származó tojások. Bár ezeket a tojásokat sosem tudták érlelni, de életben tudták tartani őket. 2020 márciusában végre egészséges tojásokhoz jutottak. A következő hetekben a kutatócsoport azt tervezi, hogy további SWR petesejteket gyűjt, hogy tovább fejleszthessék a technikát.
A méh dinamikus környezet, amely a fejlődő embrió igényeinek megfelelően változik. Az egészséges fejlődéshez az embriónak és a méhnek szinkronban kell lennie egymással. Ahhoz, hogy megértsék, hogyan lehet szinkronizálni az embriót és a méhet, a kutatók az ultrahang-technológiára támaszkodnak. Bár más technológiák érzékenyebbek lehetnek, ezek ugyanakkor invazívabbak is, és az orrszarvút nyugtatózni vagy lefogni kell. A San Diego-i állatkert kutatói számára ez nem jöhet szóba.
A kutatók több mint 1000 ultrahangvizsgálatot végeztek az általuk gondozott orrszarvúakon, és rengeteg információt gyűjtöttek a szaporodási rendszerükről. Ezekkel az adatokkal felfegyverkezve a kutatócsapat meg tudja határozni, hogy az orrszarvúak mikor a legfogékonyabbak az embrióátültetésre. A kutatók találtak egy olyan hormonkezelést is, amely az ovuláció kiváltásával növelheti az orrszarvúak fogékonyságát.
Az eredményeik máris kifizetődőek. 2019-ben két SWR mesterséges megtermékenyítéssel adott életet, ami korábban csak egyszer sikerült. Az orrszarvúborjak, Edward és Future boldogok és egészségesek. Anyjuk, Victoria és Amani pedig valószínűleg az első embrióátültetésben részesülő állatok lesznek, mert bebizonyosodott, hogy képesek vemhesekké válni, szülni és felnevelni a kicsinyeket.
Bár e kutatók munkája a fehér orrszarvúakra összpontosít, az általuk kifejlesztett és tesztelt stratégiák a feltámadás univerzális eszközeivé válhatnak. Ezeket a technikákat aztán a jelenleg kihalófélben lévő fajok visszahozására vagy a kihalófélben lévő fajok megőrzésére lehetne használni.
(Forrás: BigThink)
