Da alte Tiere verschwinden, wiederherstellen eingefrorene Embryonen alte Rassen

Geoffrey Koch ist Portland, Oregon/USA ansässige Wissenschaft Schriftsteller, der für The Dallas Morning News, ScienceNOW, Portland Monats- und andere Publikationen geschrieben hat. Folgen Sie ihm auf Twitter @geoffreykoch. Er trug diesen Artikel im Auftrag der SVF-Stiftung Leben Wissenschaft Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Wenige Meilen von den sagenhaften Meerblick Villen in Newport, Rhode Island, eine ruhige Anstrengung hat jahrelang im Gange, eine Ware zu speichern, die wertvoller als jeder industriellen Vermögen, Vergangenheit oder Gegenwart sein könnte: genetisches Material von verschwindenden Haustierrassen.

Vor kurzem haben Ablagerungen von dieses genetische Material zu einer ungewöhnlichen Bank Stiftung SVF mit Gewölbe, nicht Geld und Gold, aber kryokonservierten tierischer Embryonen, Samen und Blut enthält erhöht. Betankung der Erhöhung ist eines der ersten erfolgreichen Anwendungen von in-vitro- Fertilisation (IVF) für seltene Haustierrassen überall in den Vereinigten Staaten, wenn nicht der Welt, nach Dorothy Roof, SVF Labor Betreuer. [Erbe Vieh sind verschwinden in die Vereinigten Staaten (Fotos)]

"Wir versuchen, die Genetik dieser Tiere zu retten, IVF, auf diese Weise", sagte Dach.

IVF – ein Verfahren, in denen ein Ei- und Samenzellen in einer Labor-Schale kombiniert werden und der daraus resultierende Embryo wird in eine Gebärmutter übertragen – der Humanmedizin verwandelt hat. Mehr als 5 Millionen menschliche Babys wurden dank der Technik seit den späten 1970er Jahren, nach Ansicht des internationalen Ausschusses für die Überwachung der unterstützte reproduktive Technologie (ICMART) geboren. Obwohl es jetzt ein Mainstream-Fruchtbarkeit-Verfahren, erhalten Geschichten über das Versprechen und die gelegentliche Gefahren verbunden mit IVF noch routinemäßig Berichterstattung in den Medien.

Aber IVF hat auch eine lange Geschichte in Veterinärmedizin und Tierforschung. Zum Beispiel wurden "Reagenzglas" Kaninchen bereits in den 1950er Jahren hergestellt. In jüngerer Zeit, IVF wurde zur bedrohte und gefährdete Populationen von wilden Tieren wie Geparden zu helfen.

Ein lebendiges Vieh Datenbank

SVF Biorepository enthält mehr als 5.000 eingefrorenen Embryonen, zusammen mit Tausenden mehr Proben von tierischen Sperma, Blut und anderen genetischen Materials. Dieses Material soll eine Landwirtschaft zu versichern, die zunehmend für eine irische Kartoffel Hungersnot-Typ Zusammenbruch gefährdet ist, da es mehr konsolidiert wird. Ein Maß für die Konsolidierung ist, dass weniger als 20 Champion Bullen sind verantwortlich für die Hälfte der Gene im heutigen Holsteins, die ihrerseits mehr als 90 Prozent der Amerikas Milchvieh, nach Holstein Association USA ausmachen. SVF werden in der Lage, eine Rasse, mit seiner vollen genetische Vielfalt innerhalb einer Generation zu erwecken.

"Weil wir neben Samen, Embryonen einfrieren sind gibt es keine 'züchten Sie'-Programm erforderlich," sagte Sarah Bowley, SVF Programmdirektor. "Wenn wir einen Embryo-Transfer abgeschlossen ist die resultierenden Sekundärteilchen 100 % reinrassige Erbe Rasse."

In den späten 1990er Jahren Philanthrop Dorrance Hamilton gegründet SVF, und bis jetzt die Stiftung gesammelt genetischen Materials in erster Linie durch das Ernten von Samen, Embryonen, Zellen und Blut aus der lange Liste der Tiere ausgeliehen oder an die Stiftung gespendet. Weniger bekannte Tiere derzeit im SVF-Programm gehören die amerikanischen Melken Devon Rinder (die "Vollblut" arbeiten Rinder), San Clemente Ziegen (bekannt für ihre kleine Statur und die große Fähigkeit, Krankheiten zu widerstehen) und Navajo-Churro Schafe (eine spanische Rasse, von den Navajos in den 1800er Jahren dem rauen, trockenen Wüste Klima des Südwestens angepasst). [Zukunft der Kinderwunschbehandlung: 7 Wege Baby-machen könnte ändern]

Vor der IVF, Tiere wurden SVF gebracht und entweder die altmodische Weise imprägniert-nur Bereich der Kühe oder Schafe Bull oder Ram hinzufügen und später wieder — oder über künstliche Befruchtung, üblicherweise von der Viehwirtschaft und Zoos. Etwa eine Woche später sind die Embryonen sanft von den Tieren gespült und dann eingefroren und hinzugefügt, um die Bank. Die Tiere, keine mitgenommen, werden nach Hause oder in ein neues Zuchtprogramm gesendet.

Der Prozess hat gut gearbeitet und dazu beigetragen, um die Genbank Balance auf hohem Niveau zu bauen. Ein 2008 in der Zeitschrift Reproduktion bei Haustieren Artikelansicht SVF unter die weltweit vorherrschende genetische Repositories für seltene Haustierrassen, und das Personal hat mindestens 200 in-Vivo -Embryonen pro Rasse gesammelt. Die Stiftung kündigte eine Partnerschaft mit der Smithsonian Institution im vergangenen Sommer die AGB von denen Pläne enthalten, für eine neue Biorepository und Kryokonservierung Labor am Smithsonian Conservation Biology vor Royal, Virginia Institut.

Allerdings ist die beste Wette beim genetisches Material für die Zukunft zu sichern, zu diversifizieren. Erhaltung von Kulturerbe Rassen bedeutet, dass versucht, sicherzustellen, dass jedes Tier SVF gebracht an die Bank trägt. Aber vielleicht für einige von den gleichen Gründen, dass menschliche Paare gelegentlich eine harte Zeit schwanger, etwa ein Viertel der Tiere brachte SVF schlechte Embryo Geber sind.

"Dies bedeutet, dass die Vielfalt in der Bank weniger als es sein sollte," sagte Dach.

IVF ist ein mehrstufiger Prozess. Eiern stammen aus einem Tier Eierstock, mit Sperma befruchtet und dann in einer Petrischale in einer Umgebung, die versucht zu imitieren, was geschieht im Körper des Tieres in den frühesten Stadien der Schwangerschaft gezüchtet.

Wie geschieht IVF

Der Prozess ist kompliziert aus Schritt 1 – Ernte der Eizellen oder Oozyten — die erfolgt durch Kevin Lindell, ein Tierarzt und Assistenzprofessor an der Tufts University.

"Bild eine Stück Plastik, das etwa 24 bis 30 Zoll lang, 2 Zoll breit und 1 Zoll tief ist... Ganz am Ende wird eine Ultraschallsonde und daneben eine Nadel an einer Aspiration Pumpe angeschlossen, so dass wir ein Vakuum zu erzeugen,"sagte Lindell, beschreibt das Tool nutzt er auf betäubte Tiere Eizellen zu sammeln. Schlechte Technik, einschließlich zuviel Vakuum bedeutet Eizellen, beschädigt, weshalb Lindell ausgiebig praktiziert auf Milchkühe aus Herden im Bereich bevor Sie versuchen, das Verfahren auf SVF Erbe Tiere gekeult stellte er fest.

Dann ist die Frage, was mit den Eizellen im Labor passiert. Kleine Schwankungen in der Testumgebung – aus Ebenen Kohlendioxid oder Sauerstoff-Gas-Inhalt, Temperatur, pH-Wert – können ruinöse Auswirkungen auf das Ergebnis haben, sagte Lindell.

Bowley erleichtert die Stiftung Erforschung IVF als Ergänzung zu anderen gen Bankentätigkeit vor ein paar Jahren. Zu ihren Aufgaben sie arrangiert für Spendertiere SVF gebracht werden und überwacht alle Sammlung des genetischen Materials.

"Wir machen eine wesentliche Investition in Geld, Zeit und Ressourcen zu erkennen Spendertiere, bekommen sie hier und tun all die Pre-Kollektion Gesundheit Tests," sagte Bowley, arbeitet Seite an Seite mit Lindell und Dach in ihren Verfahren. "Es ist schwer nach alles, was Sie herausfinden, dass wir nicht in der Lage sein, alle Embryonen zu erhalten. IVF ermöglicht es uns, unsere Kosten wieder hereinzuholen und, noch wichtiger, diese Tiere Genetik. "

Nach einem 2014 Artikel in der Zeitschrift Tiergenetik, die Themen bei der tierischen Fortpflanzung abdeckt, ist eine IVF-Programm erfolgreich, wenn etwa 70 bis 80 Prozent der mutmaßlichen Embryonen nach den ersten 8 bis 10 Stunden in der Schale teilen (Nachweis erfolgreicher Befruchtung) und verbleiben etwa 30 Prozent derjenigen, die machen es bis zum Blastozystenstadium (eine gemeinsame früher Meilenstein für alle Säugetier Embryonen) ein paar Tage später.

Vier Monate lang praktiziert Bowley, Lindell und Dach ausführlich die Technik am Schlachthof Kühe und Milchkühe aus Herden im Bereich gekeult, bis sie routinemäßig diese Benchmarks schlagen konnte. IVF, ist trotz gut eingerichtet in Human- und Veterinärmedizin, etwas wie eine einfache oder einfache Prozedur.

"Im Grunde alle Wetten aus wenn Sie sich entscheiden, IVF," sagte Dach. "Dinge werden sehr kompliziert."

Jetzt, nach vielen Monaten der Ausbildung, Bowley und ihre Kollegen getan haben erfolgreiche IVF-Verfahren mit einem Dutzend Spendertiere – bisher alte White Park Rinder und rot Umfrage Rinder – Herstellung von mehr als 20 Embryonen. IVF für die Stiftung Kleinwiederkäuer-Schafe und Ziegen – wahrscheinlich kommt bald, sagte sie.

Die Quintessenz ist, dass dank IVF, das Gleichgewicht in der Genbank des SVF schneller als je zuvor, obwohl Vergleiche in der Welt der Finanzen steigt und Vermögen nur so weit gehen.

"Es ist die Art der Bank, wo die Leute fragen uns,"wie viel ist es Wert?"" Dach, sagte. "Und die Antwort ist,"Es nützt nichts, wahrscheinlich bis zu dem Tag wird es unbezahlbar.""

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