ลูกสุนัข

ความก้าวหน้าที่อธิบายไว้ในงานวิจัยที่จะเผยแพร่ทางออนไลน์ในวันที่ 9 ธันวาคมในวารสารPublic Library of Science ONEเป็นการเปิดประตูสู่การอนุรักษ์สัตว์กินเนื้อใกล้สูญพันธุ์ โดยใช้เทคโนโลยีการตัดต่อยีนเพื่อกำจัดโรคที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมในสุนัขและเพื่อการศึกษาโรคทางพันธุกรรม สุนัขมีความผิดปกติและลักษณะทางพันธุกรรมที่คล้ายคลึงกันกับมนุษย์มากกว่า 350 รายการ ซึ่งมากกว่าสายพันธุ์อื่นๆ เกือบสองเท่า ตัวอ่อนจำนวน 19 ตัวถูกย้ายไปยังสุนัขตัวเมียที่ให้กำเนิดลูกสุนัขที่แข็งแรง 7 ตัว สองตัวมาจากแม่พันธุ์บีเกิ้ลและพ่อพันธุ์ค็อกเกอร์สแปเนียล และอีก 5 ตัวจากพ่อและแม่พันธุ์บีเกิ้ลที่จับคู่กัน 2 ตัว Alex Travis รองศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาการสืบพันธุ์ของ Baker Institute for Animal Health ใน Cornell's College of Veterinary Medicine กล่าวว่า "ตั้งแต่ช่วงกลางทศวรรษ 1970 เป็นต้นมา ผู้คนพยายามทำสิ่งนี้ในสุนัข แต่ไม่ประสบความสำเร็จ" Jennifer Nagashima นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในห้องทดลองของ Travis และเป็นคนแรกที่ลงทะเบียนในโครงการฝึกอบรมบัณฑิตร่วมระหว่างสถาบันชีววิทยาการอนุรักษ์สมิธโซเนียนและศูนย์ Atkinson ของ Cornell เพื่ออนาคตที่ยั่งยืน เป็นผู้เขียนคนแรกของบทความนี้ เพื่อให้การปฏิสนธินอกร่างกายประสบความสำเร็จ นักวิจัยจะต้องทำการปฏิสนธิไข่ที่โตเต็มที่กับสเปิร์มในห้องแล็บเพื่อผลิตตัวอ่อน จากนั้นพวกเขาจะต้องส่งตัวอ่อนกลับเข้าไปในโฮสต์ตัวเมียในเวลาที่เหมาะสมในวงจรการสืบพันธุ์ของเธอ ความท้าทายแรกคือการเก็บไข่ที่โตเต็มที่จากท่อนำไข่ของตัวเมีย ในตอนแรก นักวิจัยพยายามใช้ไข่ที่อยู่ในขั้นตอนการเจริญเติบโตของเซลล์เช่นเดียวกับสัตว์อื่นๆ แต่เนื่องจากวัฏจักรการสืบพันธุ์ของสุนัขแตกต่างจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นๆ ไข่เหล่านั้นจึงไม่สามารถปฏิสนธิได้ จากการทดลอง นางาชิมะและเพื่อนร่วมงานพบว่าหากทิ้งไข่ไว้ในท่อนำไข่อีกวัน ไข่จะเข้าสู่ระยะที่การปฏิสนธิดีขึ้นอย่างมาก ความท้าทายประการที่สองคือระบบทางเดินอาหารของผู้หญิงเตรียมสเปิร์มเพื่อการปฏิสนธิ ทำให้นักวิจัยต้องจำลองสภาวะเหล่านั้นในห้องแล็บ นางาชิมะและสกายลาร์ ซิลเวสเตพบว่าการเติมแมกนีเซียมเข้าไปในเซลล์เพาะเลี้ยง จะช่วยเตรียมสเปิร์มได้อย่างเหมาะสม Travis กล่าวว่า "เราทำการเปลี่ยนแปลงทั้งสองอย่างนี้ และตอนนี้เราประสบความสำเร็จในอัตราการปฏิสนธิที่ 80 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์" Travis กล่าว ความท้าทายสุดท้ายสำหรับนักวิจัยคือการแช่แข็งตัวอ่อน Travis และเพื่อนร่วมงานได้ส่งมอบ Klondike ลูกสุนัข ตัวแรกที่เกิดจากตัวอ่อนแช่แข็งในซีกโลกตะวันตกในปี 2013 การแช่แข็งตัวอ่อนทำให้นักวิจัยสามารถใส่เข้าไปในท่อนำไข่ของผู้รับ (เรียกว่า Fallopian tubes ในมนุษย์) ในเวลาที่เหมาะสมในวงจรการสืบพันธุ์ของเธอ ซึ่งเกิดขึ้นเพียงปีละครั้งหรือสองครั้งเท่านั้น การค้นพบนี้มีนัยยะกว้างๆ ต่อการอนุรักษ์สัตว์ป่า เพราะ Travis กล่าวว่า "เราสามารถแช่แข็งและเก็บสเปิร์ม และใช้มันสำหรับการผสมเทียม นอกจากนี้ เรายังสามารถแช่แข็งโอโอไซต์ได้ แต่หากไม่มีการปฏิสนธินอกร่างกาย เราก็ใช้พวกมันไม่ได้ ตอนนี้เราสามารถใช้เทคนิคนี้เพื่ออนุรักษ์พันธุกรรมของสัตว์ใกล้สูญพันธุ์" การปฏิสนธิในหลอดทดลองช่วยให้นักอนุรักษ์สามารถเก็บน้ำอสุจิและไข่และนำยีนของพวกมันกลับเข้าไปในกลุ่มยีนในประชากรที่ถูกกักขัง นอกจากสายพันธุ์ที่ใกล้สูญพันธุ์แล้ว ยังสามารถนำมาใช้เพื่ออนุรักษ์สายพันธุ์หายากของสุนัขแสดงและสุนัขใช้งานได้อีกด้วย ด้วยเทคนิคการแก้ไขจีโนมแบบใหม่ วันหนึ่งนักวิจัยอาจกำจัดโรคและลักษณะทางพันธุกรรมในตัวอ่อน กำจัดสุนัขที่เป็นโรคที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้ ในขณะที่เลือกลักษณะที่ต้องการ การผสมพันธุ์ทางสายเลือดยังนำไปสู่สัมภาระทางพันธุกรรมที่เป็นอันตรายอีกด้วย สายพันธุ์ที่แตกต่างกันมีแนวโน้มที่จะเป็นโรคที่แตกต่างกัน โกลเด้นรีทรีฟเวอร์มีแนวโน้มที่จะพัฒนาเป็นมะเร็งต่อมน้ำเหลือง ในขณะที่ดัลเมเชี่ยนมียีนที่จูงใจให้พวกมันอุดตันด้วยนิ่วในทางเดินปัสสาวะ Travis กล่าวว่า "ด้วยการผสมผสานระหว่างเทคนิคการตัดต่อยีนและการทำเด็กหลอดแก้ว เราอาจสามารถป้องกันโรคทางพันธุกรรมก่อนที่จะเริ่มได้" Travis กล่าว ในที่สุด เนื่องจากสุนัขและมนุษย์มีโรคร่วมกันมากมาย ปัจจุบันสุนัขจึงมี "เครื่องมืออันทรงพลังในการทำความเข้าใจพื้นฐานทางพันธุกรรมของโรค" ทราวิสกล่าว ผู้เขียนร่วม ได้แก่ นุชรินทร์ สงเสน นักวิจัยจากสถาบันชีววิทยาการอนุรักษ์สมิธโซเนียน สวนสัตว์แห่งชาติ การศึกษาได้รับทุนสนับสนุนจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติ, สถาบันเบเกอร์เพื่อสุขภาพสัตว์, ศูนย์แอตกินสันแห่งคอร์เนลล์เพื่ออนาคตที่ยั่งยืน และสถาบันสมิธโซเนียน