Viimane isane valge ninasarvik - tema nimi oli Sudaan - suri märtsis, jättes maha ainult kaks alamliigi liiget: tütar ja lapselaps.
Varem oleksid need räbalad faktid lõpetanud. Kuid San Diego loomaaia looduskaitseuuringute instituudi teadlased, kes elavad külmutatud loomaaias, mida nimetatakse külmutatud loomaaiaks, töötavad selle nimel, et anda valgetele ninasarvikutele teine võimalus. Alates 1975. aastast on instituut kogunud olendite kudesid, mõned neist ohustatud ja mõned mitte, seejärel kasvatades rakke laboris ja säilitades neid 321 kraadi jahedal temperatuuril alla Fahrenheiti.
Loomaaiad kasutavad juba paljundamistehnoloogiaid, näiteks in vitro viljastamist loomadele nagu gorillad, ja kunstlikku viljastamist pandadele. (Mujal kaaluvad teadlased väljasurnud liikide, näiteks villase mammuti ja reisituvide taaselustamise eeliseid, ehkki neil oleks tulnud selleks kasutada iidset DNA-d.) Külmutatud loomaaed on faasanitibude moodustamiseks kasutanud oma säilinud spermat., ning on jõudnud gepardide embrüote valmistamise ja lõunapoolsete valgete ninasarvikute munade viljastamisele.
Nüüd loodavad loomaaiapidajad, et nende tosinast põhjapoolse valge ninasarviku proovist saavad uue põlvkonna vanemad erineval viisil: kasutades tüvirakkude tehnoloogiat, et muuta säilinud valge ninasarvuline nahakude munarakkudeks ja seemnerakkudeks.
Instituudi teadusuuringud ulatuvad kaugemale imikute tegemisest. Sealsed teadlased töötavad ebaseaduslikult kütitud primaatide ja antiloopide liha geneetiliselt identifitseerimise meetodite kallal. Ja tulevikus võivad nad kasutada selle kollektsiooni ohustatud musta jalaga tuhkrute geneetilise mitmekesisuse taastamiseks.
Selliste pingutuste laiendamine võtab globaalse külmutatud loomaaedade võrgustiku, kirjutavad instituudi säilitusgeneetika direktor Oliver Ryder ja kaasautor Manabu Onuma ajakirjas Animal Biosciences .
Ryder, kes on instituudis selle asutamisest saadik olnud, rääkis ajakirjaga Knowable külmutatud loomaaia minevikust, olevikust ja tulevikust. Seda vestlust on pikkuse ja selguse huvides redigeeritud.
Kuidas külmutatud loomaaed algas?
Meile meeldib öelda, et külmutatud loomaaed sai alguse siis, kui dr Kurt Benirschke tuli 1979. aastal San Diego loomaaeda. 2018. aastal surnud dr Benirschke tundis huvi viljakuse ja kromosoomide vastu. Rakkude külmutamise ja taastatud funktsioonidega sulatamise tehnoloogia oli ikka veel üsna uus - seda tehti esimest korda spermaga 1949. aastal, kuid see avas igasuguseid võimalusi. Rakukultuuride külmutamine, taaselustamine ja rakkude kasvatamine, et vaadata kromosoome, oli tõesti suur edusamm. Teised teadlased tegid seda, kuid enamasti inimeste meditsiiniliste uuringute käigus.
Dr Benirschke oli eriti huvitatud erinevate liikide kromosoomide kirjeldamisest. Kasutasime uut võimalust, et koguda uus liik. Usuti, et pankrotistatud rakud leiavad kasutust palju kaugemal, kui toona võis ette kujutada.
Külmutatud loomaaias on sellised viaalid loomade hoidmiskohad. Igaüks sisaldab spermat või rakke, mis on kasvatatud natuke looma nahast või muust koest. Neid hoitakse vedelas lämmastikus temperatuuril -321 kraadi Fahrenheiti järgi ja sulatatakse, kui teadlased soovivad neid kasutada. (San Diego loomaaed ülemaailmselt) Liitusite 1975. aastal ka külmutatud loomaaiaga, mida seejärel kutsuti ohustatud liikide paljunemiskeskuseks. Kas mäletate esimest looma, kellest te kunagi rakke säilitasite?
See oli hiina muntjac, haukuv hirv. Ühel oli luumurd ja seda parandasid ortopeedilised kirurgid. Nad pidid selle kinni püüdma ja tuimastama, et castingut vahetada, nii et mul oli võimalus tulla ja teha nahabiopsia.
Haukuvad hirved on huvitavad. Seal on nii hiina kui ka india muntjake ja keskmise inimese jaoks oleks väljakutse tuvastada nende kahe vahel suur erinevus. Kuigi hiina muntjakil on 46 kromosoomi, on India muntjakil imetajate madalaim teadaolev kromosoomiarv: naistel kuus, meestel seitse.
Need, keda huvitab evolutsioon, kuidas kromosoomid arenesid ja kuidas moodustuvad liigid, said selle skandaali, nagu seda kutsuti, väljakutse. Nüüd teame, et kromosoomid sulandusid kokku India muntjaci esivanemas. Mis selle sulandumise vallandas, pole teada, kuid see pidi toimuma. Hiinas tehti nende kahe vahel hübriid; sellel oli kolm suurt ja 23 väikest kromosoomi. See elas, kuid ei suutnud paljuneda.
Mõni teine kord, 1980. aastal, mäletan, kuidas patoloog ütles mulle: “Lahangutoas on meil tõesti huvitav ja haruldane loom. Peaksite proovi saama. ”Ja see oli põhjamaine ninasarvik. See proov andis aastaid hiljem materjali esimese geneetikauuringu tegemiseks, milles võrreldi valgeid ja lõunapoolseid ninasarvikuid.
Nüüd kiiresti edasi liikudes ja meil on ambitsioonikas geneetilise päästmise projekt põhjapoolse valge ninasarviku väljasuremise ärahoidmiseks. See sõltub 12 põhjaosas asuva valge ninasarviku kultuurist, mida oleme aastate jooksul pankrotti löönud.
Kuidas saate neid rakke kasutada valge valge ninasarviku päästmiseks?
Nendest pankunud nahaproovidest on meil külmunud rakud, mida nimetatakse fibroblastideks. Sulatame need kultuurid ja muudame need nn indutseeritud pluripotentseteks tüvirakkudeks. Need võivad teoreetiliselt muutuda peaaegu igasugusteks keharakkudeks: Nad võivad teha südame peksmist, närvirakke.
Meie lõppeesmärk on muuta tüvirakud munadeks ja seemnerakkudeks, et saaksime embrüoid teha. Teisisõnu, need fibroblastid saavad lapsi.
Seda on tehtud laborihiirtel, kuid veel ühtegi liiki pole. Siiani oleme saanud indutseeritud pluripotentseid tüvirakke põhjapoolsetest valgetest ninasarvikutest. Nüüd täpsustame meetodeid, et kinnitada nende mitmekülgsust. On veel üks meeskond, kes töötab karja emaste valgete ninasarvikutega, keda plaanime kasutada asendusliikmetena. Oleme vähemalt kümmekond aastat eemal põhjapoolsest valgest ninasarvikust, kuid teeme edusamme.
Kui oleksite minult 1985. aastal küsinud, kas võite võtta külmutatud loomaaiast kongi ja muuta see loomaks, oleksin öelnud, et ei. Nüüd plaanime seda teha siin laboris.
Lõunapoolsetest valgetest ninasarvikutest kogutud värsked munarakud (munad). Põhja valge ninasarviku väljasuremise äärest tagasi toomiseks loodavad külmutatud loomaaia teadlased muuta säilinud põhjapoolse valge ninasarviku naharakud munarakkudeks ja seemnerakkudeks ning implantaatide embrüod lõunapoolse valge ninasarviku emaks. (TB Hildebrandt jt / Nature Communications 2018) Mida sa veel külmutatud loomaaia proovidega teed?
Oleme genoomiprojektide suurepärane allikas. Oleme panustanud proovide koostamisse näiteks 140 kogu genoomi sekveneerimise projekti juurde.
Teeme koostööd Massachusettsi osariigis Cambridge'is asuva Lai Instituudiga projekti "200 imetaja" raames, mille käigus võrreldakse inimese DNA-d 199 teise imetajaga. See aitab teadlastel mõista, milline geenide põhikomplekt on nii oluline, et neid on säilinud meis ja teistes loomades. Ja ma olen seotud selgroogsete genoomide projektiga kõigi 66 000 elava selgroogse liigi järjestamiseks. Need genoomid paljastavad paljusid huvitavaid asju loomapopulatsiooni ajaloo, rändeharjumuste ja muude liikidega hübridiseerumise kohta. Selline geneetiline analüüs avab hämmastava uue akna elu toimimise kohta.
Oma ülevaates arutasite ülemaailmse eluslooduse biopanga loomist. Miks see oluline on?
Ehkki San Diego loomaaias on oma külmutatud loomaaed, kus on rohkem kui 1000 liiki, on see väike osa maailma bioloogilisest mitmekesisusest. Nimega on umbes 26 500 ohustatud liiki - ja veel neid, mida pole sellesse loetellu kantud.
Järgmisel aastal on bioloogilist mitmekesisust vähem kui praegu. Seega peaksime panganduses olema, kuni saame. Seda tuleb teha erinevates riikides, et neil oleks oma geneetilised ressursid.
Ütlesite, et 44 aastat tagasi külmutatud loomaaeda saabudes ei oleks te osanud ette kujutada, et rakkudest kasvavad terved loomad. Millist projekti sooviksite näha, kui külmutatud loomaaed järgmise 44 aasta jooksul tegutseb?
Liigipopulatsioonide kahanedes kaotavad nad ka väärtuslikud versioonid geenidest, mida esines ainult teatud loomadel. Geenivaramust saab geenipudul. Ma kujutan ette, et tulevikus saaksime pankurmaterjali abil taastada geneetilise variatsiooni.
Kuidas sa seda teeksid?
Me peaksime rakud loomadeks muutma. Näiteks võite võtta looduses elava emaslooma ja kanda talle embrüo koos mõne kasuliku geeniga.
Mõni võib öelda, et kadunud geenide või peaaegu väljasurnud liikide tagasi toomine mängib Jumalat.
Kuid inimesed on seda juba pikka aega teinud: oleme põhjustanud liikide väljasuremise. Oleme nende elupaiku pöördumatult muutnud. Oleme nende käitumist muutnud. Oleme neid omavahel segamini ajanud. Oleme muutnud nende keskkonda, nende kiskjaid, haigusi. Kõik need asjad oleme juba teinud.
Pangaproovide kasutamine mitmekesisuse edendamiseks annaks meile võimaluse muuta loodusmaailma positiivsel viisil.
Ajakiri "Knowable Magazine" on aastaaruannete sõltumatu ajakirjanduslik ettevõtmine. 
