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全球剩两头雌性北方白犀牛得救!科学家造出杂交胚胎
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文章来源:澎湃新闻   添加人:sl003   添加时间:2018-07-07 10:51:14 点击:209

澎湃新闻记者 虞涵棋 来源:澎湃新闻

世界上最后一头雄性北方白犀牛“苏丹”在今年3月离世,该古老物种进入灭绝倒计时。肯尼亚自然保护区内仅剩的两头雌性北方白犀牛,加上此前冷冻保存的精子,能否在现代辅助生育技术下绝处逢生?北京时间7月5日凌晨1时在《自然-通讯》杂志上揭晓的一篇论文带来了希望:

意大利Avantea生殖技术实验室的Cesare Galli和德国莱布尼兹动物园与野生动物研究所的Thomas Hildebrandt用冷冻的北方白犀牛精子和近亲南方白犀牛的卵细胞体外受精合成“南北杂交”胚胎。下一步,他们计划从存活的两头雌性北方白犀牛身上获取卵细胞,创造纯种的北方白犀牛胚胎。

最后的“苏丹”

北方白犀牛是白犀牛的两个亚种之一。它们曾经分布在乌干达西北部、乍得南部、苏丹西南部、中非共和国东部及刚果民主共和国东北部,如今是世界上最濒危的物种。

犀牛角价比可卡因,这给它们带来了灭顶之灾。雄犀牛“苏丹”1973年出生在南苏丹,1岁时在野外被捕获,送到了捷克的动物园中。

护林员24小时持枪保卫苏丹,保护它不受偷猎者的伤害。

2009年,捷克动物园将四头北方白犀牛送到了肯尼亚的奥尔佩杰自然保护区,启动“最后的生存机会”计划,其中包括两头雄性犀牛苏丹和苏尼,两头雌性犀牛Najin和Fatu。人们希望,回到熟悉的非洲水土后,这一物种能够继续繁衍。

2014年,苏尼自然死亡,只剩下苏丹受到保护区内的40名持枪守卫和18名饲养员不分昼夜的轮流看护。为防偷猎,苏丹的犀牛角已被提前割去。

只是,年迈的苏丹几乎无法产生有活力的精子,右后腿上的感染更限制了他的交配能力。仅存的两头雌性个体分别是他的女儿和外孙女,由于子宫疾病也难以怀孕。

雌性白犀牛Najin(左)和Fatu(右)是一对母女,也是世界仅存的2只雌性北方白犀牛。

2018年3月,病情恶化的苏丹被执行安乐死,结束了多灾多难的一生。

取出两头雌性北方白犀牛的卵细胞人工辅助授精,胚胎交给近亲南方白犀牛代孕,成了理论上的唯一希望。

令人失望的辅助生育现状

辅助生育技术曾一度被动物保护学界寄予厚望,但其发展现状远远低于大家的预期。美国辛辛那提动物园的Terri Roth称,最简单的人工授精技术只真正帮到了大熊猫、黑脚貂和亚洲象这3个物种。

对一种动物适用的辅助生育技术,很难直接移植到另一个物种上。所以,相对成熟的人类和家畜辅助生育技术对濒危动物来说并无参考意义。而由于简而易见的材料稀缺问题,科学家们研究濒危动物受到极大限制。

绝大部分相关尝试以流产或夭折告终。就犀牛而言,此前仅有一例成功取卵并合成胚胎的案例,但胚胎没能顺利发展到可以移植的阶段。要知道,白犀牛体型庞大,性格倔强,母犀牛的卵巢在皮肤下1.5米,取卵的难度可想而知。

4枚南北杂交胚胎

由于白犀牛和马有着共同的祖先,此次,研究团队借鉴了马类的辅助生育操作。

首先,科学家用长达2米的超声装置经直肠从雌性白犀牛体内取出卵母细胞,进行体外培养。他们通过314次卵泡穿刺获得了83枚卵母细胞。此前,研究团队曾在一头自然死亡的雌性北方白犀牛体内取出4枚卵母细胞,但这样的材料过于珍贵,他们这次借用了欧洲动物园中南方白犀牛的卵母细胞。目前,在非洲南部大约生活着21000只南方白犀牛。

其次是辅助受精。现存的北方白犀牛精子来自三头雄性个体,质量都很差,卵细胞质内单精子注射术成了唯一的选择。注射后,科学家再用一种电刺激法提高受精的成功率。

最后,科学家将胚胎放置在37.5摄氏度的环境中培养,最终有4枚南北杂交胚胎发育到了胚泡阶段,即可以移植到宫内的程度,为国际上首次。他们从其中2枚胚胎中提取了胚胎干细胞系,验证其分化能力。剩余2枚冷冻保存。

这提供了一种保存北方白犀牛基因的可行手段。下一步,研究团队将尝试为冷冻的胚胎寻找代孕南方白犀牛。与此同时,他们已经做好奔赴肯尼亚的准备,从现存的两头雌性北方白犀牛体内获取卵母细胞,创造纯种的北方白犀牛胚胎。

论文结尾提到了另一种正在尝试的路径:用ips(诱导多能干细胞)技术把库存的北方白犀牛体细胞改编成人造卵母细胞。这同样能帮助北方白犀牛保持可持续的基因多样性

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