10 av de rareste forsøkene som er gjort med dyreembryoner

Embryoer er allerede litt rart. På et visst stadium dekkes de i små nubber, som vil bli ben eller finner eller haler eller vinger. Men i et vitenskapelig laboratorium kan du lage embryoer til og med weirder. Du kan smelte dem sammen. Du kan vokse dem på feil steder. Du kan til og med legge til stykker som tilhører forskjellige arter.

10Quail-To-Chicken Brain Transplants

Med bare en liten hjernekirurgi kan du lage en kylling som oppfører seg som en vaktel. I konsept er det enkelt nok. Først kutter du et stykke fra hjernen til et kyllingembryo og erstatter det med det tilsvarende stykket fra hjernen til et vaktelembryo. Til slutt forsegler du egget og lar hjernestykkene vokse sammen.

Når egget luker, får du en ny skapning med et blandet sett av instinkter: del kylling og delvakt. Bare hvordan vaktel-lignende denne rare lille skapningen er (og på hvilken måte) vil avhenge av hvilke deler av hjernen du har overført. I et sett rapporter publisert over 13 år, skapte forskere flere forskjellige varianter. Disse inkluderte kyllinger som gjorde quail-lignende lyder, kyllinger som bobbed hodet som vaktel, og kyllinger som foretrukket lyden av vaktel til lydene av andre kyllinger.

Dessverre er slike eksperimenter kortvarige. Quail-kylling hjerner er ustabile. Ikke lenge etter klekking begynner kyllingens kropp å gjenkjenne vaktelvevet som fremmed og avviser transplantasjonen.

Det er også veldig vanskelig å gjøre omvendt eksperiment. Quail hodene er mindre enn kylling hodene. Hvis du prøver å kaste biter av kyllinghjerne inn i en vaktel, vil det bare ikke være rom, og dyret vil sannsynligvis ikke gjøre det.

9Panda-kaninembryoer i kattuterus

Hvis du prøver å klone en kanin, trenger du minst tre kaniner. Den første kaninen vil gi DNA, den andre vil gi et egg, og den tredje vil tjene som surrogatmor, som bærer det klonede embryoet i livmoren. I virkeligheten, siden kloning sjelden virker på første forsøk, vil du sannsynligvis trenge flere flere kaniner.

Hvis du prøver å klone en truet art, som den gigantiske panda, blir det enda vanskeligere. Kaniner er billige og famously rikelig. Hvis noen av dem ikke gjør det, eller hvis det dreier seg om å drepe dem, er den enkleste måten å høste eggene deres, vil folk sannsynligvis ikke starte opprør i gatene. Men en truet art kan åpenbart ikke risikeres på samme måte. For å omgå dette problemet, kan du vurdere å outsourcere noe av arbeidet til en ikke-truet art. I dette nye scenariet ville de truede arter bare gi DNA. I mellomtiden tar den ikke-truede andre arten på det vanskelige, farlige arbeidet med å gi egg og livmoder.

Et 2002-forskningsoppgave tok bare denne tilnærmingen. Forskere høstet egg fra kaniner, fjernet DNA, smeltet dem med celler tatt fra en panda. Disse nye panda-kanincellene begynte å splitte akkurat som et normalt pandaembryo forventes å være. Så langt så bra.

Da begynte ting å gå galt. Når forskerne prøvde å overføre embryoer til kaniner, hadde de ingen suksess. Så og her er ting som begynner å bli uvanlige - de bestemte seg for å rekruttere en tredje art. Fra 21 kvinnekatter, klarte de å impregnere minst ett med to panda-kaninembryoer. Dessverre døde katten av lungebetennelse noen uker senere, lenge før det kunne ha født.

Til slutt var det ingen baby panda kloner. Forskerne klarte bare å skape en kortlivet mash-up: panda DNA, gjemt i kaninceller, tucked inne i livmoren til en katt.

8The Conjoined Frog-Tadpole

I naturen er sammenhengende tvillinger genetisk identiske. Men i laboratoriet, med bare en liten operasjon, kan du lage ikke-identiske sammenhengende dyr.

For eksempel fusjonerte forskere i ett 1979-papir to froskembryoer som tilhørte forskjellige arter. De kuttet inn i embryonens sider, paret dem, og la sårstedene vokse sammen. Voila: sammensatte embryoer. Rana esculenta til høyre; Rana dalmatina til venstre.

En nøkkelforskjell mellom R. esculenta og R. dalmatina er at de utvikler seg til forskjellige priser. Som oftest, R. esculenta tar dobbelt så lang tid. Men med deres kropper forbundet, endret deres utviklingstider. R. esculenta sped opp og R. dalmatina bremset ned. De møtte nesten i midten, men ikke helt. Når R. dalmatina halv ble en frosk, R. esculenta lagd bak, fortsatt en tadpole. Dette ga et alvorlig problem. Tadpoles bruker all sin tid i vann, men frosker trenger å puste luft. Det var ikke noe miljø hvor begge halvdelene av det sammenhengende paret kunne overleve.

Til slutt døde noen av de mismatchede parene alene. Frosken halv druknet, eller tadpole halvparten døde for mangel på vann. Da det var åpenbart at situasjonen var håpløs, ble de gjenværende parene euthanisert av forskerne.

7The Turtle-Duck

Du har kanskje aldri tenkt på å kombinere en skilpadde og en and, men andre har. Noen har selv antydet at resultatet ville være bedårende. Tenk deg en firbenet and, med et skilpadde skall på ryggen, padle lykkelig gjennom vannet.

I virkeligheten anses denne kombinasjonen som usannsynlig, siden skilpadder og ender er svært forskjellige. Deres siste vanlige forfed bodde for omtrent 255 millioner år siden, selv før de første dinosaurene. Så du kan tydeligvis ikke avle dem.

En mer fornuftig idé (selv om "rimelig" er relativ her) er å blande sine embryoer og håper de produserer noe delskilpadde og deland. Det er tilnærmingen til et forskningspapir i 2013 tok likevel. Forskerne involverte to typer eksperimenter. I det første tok de celler fra tidlige and-embryoer og overførte dem til skilpaddeembryoer.I det andre tok de celler fra tidlige skilpaddeembryoer og overførte dem til duckembryoer.

I begynnelsen så det seg lovende ut. Etter hvert som embryoene vokste, beholdt mange celler fra den andre arten. Duckceller kan observeres i skildpaddenees utviklende øyne, og skilpaddeceller kan observeres i ents utviklende hjerter. Veldig kult. Ved klekking var resultatene mindre imponerende. Ingen av hatchlingene var en åpenbar blanding - baby skilpaddene så akkurat ut som baby skilpadder og babyendene så akkurat ut som babyendene.

Men etter nærmere inspeksjon fant forskerne veldig små spor av and i noen av skilpadder. For eksempel i leveren til en skilpadde var det omtrent tre and-celler for hver 10.000 skilpaddeceller. De fant lignende spor i mange andre organer. Så det var ikke en fullstendig feil. Forskerne skapte noen turtle-ducks, om enn mer enn 99,9 prosent skilpadde og mindre enn 0,1 prosent and. Ok, de så ikke minst ut spesielle og ingen ville være interessert i å betale mye for dem på en dyrebutikk. Men kanskje er det en start?

6Storing Sheep Embryos In Rabbits

Sau er et problem for transport. Så, hvis du prøvde å flytte bare et fårembryo mellom kontinenter, vil du helst forlate sin mor bak. I et ideelt scenario vil du overføre embryoen til en billig, håndterbar fraktbeholder og plassere den på et fly. Ingen blussing, ingen oppstyr. I dag kan vi løse dette problemet ved å fryse embryoet og sende det kaldt. Men på 1960-tallet hadde forskerne ikke helt mestret det trikset ennå.

Derfor foreslo en 1962-papir en mye fremmed løsning: bruker kaniner som oppbevaringsbeholdere. I undersøkelsen ble fårfostre fjernet fra sine mødre, og deretter overført til fallopianrørene av kaniner. Da ble de plutselig gravide kaniner fløyet fra England til Sør-Afrika til lavprisen på bare £ 8 per hode.

Til slutt, etter å ha brukt mer enn 100 timer i kaninene, ble embryoene fjernet og overført til et andre sett med sau, som tjente som surrogatmødre. Måneder senere ble flere lam født. Dessverre endte tingene dårlig for kaninene (de gjør vanligvis). Like før embryoene ble fjernet ble surrogatene drept. Deretter ble deres kropper forbrent som en betingelse for deres sørafrikanske importtillatelse.

5A musekylling (med tenner)

Det er mange forskjeller mellom mus og kyllinger. For det første har mus tenner og høner ikke. For å danne disse tennene trenger musembryoen to vev. Vev 1 sender ut et "Form Tenn!" Signal, mens vev 2 adlyder og bygger tennene.

Kyllinger har også vev 1 og 2. Men de mistet flere tannbyggende gener i løpet av utviklingen. Som et resultat er kyllingvev 1 fortsatt i stand til å sende ut "Form Teeth!" -Signalet, men kyllingvev 2 kan ikke lenger adlyde det.

Mix-and-match eksperimenter bidro til å bevise dette. I et 1980-papir setter forskere kyllingvev 1 og musvev 2 sammen i musens øyne. I et papir fra 2003 la de musevevve 2 til kyllingembryoer. I begge tilfeller dannet disse musekyllekombinasjonene tenner. Kyllingvev 1 sendte ut ordre- og musevevet 2 adlyd det.

Til kyllingvev 1 må disse forsøkene ha vært en velkommen endring i tempoet. I millioner av år hadde det uten tvil sendt ut "Form Teeth!" -Signalet i hvert kyllingembryo noensinne. For å endelig jobbe med et vev som fulgte, må ordrene ha vært en glede.

4Goat-Ibex "Twins"

I naturen vokser et ibex-embryo i moderens livmode. Etter ca 160 dager er den født. Hvis Ibex-embryoen er plassert i et nytt miljø som en geit-livmor, fungerer arrangementet mindre godt. Nøyaktig hvorfor er uklart. Kanskje geitens livmor oppdager at noe er litt av om ibexen. Eller kanskje ibexen har problemer med å få avgjort. Uansett blir ibexen avbrutt.

I et papir fra 1999 fant forskerne en løsning ved å bruke en geit som allerede var gravid. Først la de kvinnens geit innse en baby på den naturlige måten, ved å parre med en mannlig geit. Deretter introduserte de ibexembryoen. Denne gangen overlevde ibexen, fortsetter å utvikle seg i geitens livmor sammen med sin lille geit "tvilling".

Hvorfor gjorde geitembryoen en forskjell? Kanskje det beroliget geitens livmor, noe som gjør det mer sannsynlig å akseptere et embryo som ikke var en geit. Eller kanskje det gjorde ibexen mer behagelig, og tjente som bevis på at geitens livmor var embryo-vennlig. Uansett virket det. Vel, slags. På slutten av graviditeten var det et annet problem. Geiter utvikler seg raskere enn ibex, så når geit tvillingen ble født, ble ibex twin tvunget ut tidlig også. Som et resultat hadde det problemer med å puste og krevde spesiell hjelp til å overleve.

3Growing en rotte bukspyttkjertel i en mus-rotte

Hvert år dør tusenvis av pasienter mens de venter på organer. En løsning kan være å dyrke menneskelige organer i andre arter. For å studere hvordan dette kan gjøres, prøvde forskerne å vokse en rottepankreas inne i musen.

For å starte oppdret de en spesiell stamme av mutante mus, mangler genet som trengs for å danne en bukspyttkjertel. Normalt vil disse musene dø snart etter fødselen. Fra mutantene tok forskerne tidlige embryoer som ennå ikke hadde dannet organer. Til disse embryoene la de celler fra en normal rotte. Etter hvert som embryoene vokste, utviklet rottecellene en helt funksjonell bukspyttkjertel, helt ut av rotteceller.

Det var med andre ord en suksess! Dessverre var det ikke en veldig ren suksess. I tillegg til bukspyttkjertelen bidro rottercellene til å bygge mange andre deler av kroppen. De resulterende dyrene kunne ikke virkelig kalles mus lenger. I stedet var de mus-rotter, med svart musepels grenset av hvit rottepels.Deres indre var også patchworks, med enkelte seksjoner som kommer fra mus og andre fra rotter.

Tenk deg å prøve samme prosess ved hjelp av menneskelige celler og si, grisembryoer. De resulterende skapningene vil ikke bare inneholde et bestemt menneskelig orgel. De kan også ha flekker av menneskelig hud, menneskelige øyne eller til og med deler av en menneskelig hjerne. Som ville være ganske etisk utfordrende. Så, vitenskapen er ikke der ennå, men de jobber med den.

2A plantelignende fisk

Å eie fisk kan være givende. Men å mate dem er kjedelig. Hvis bare fisk var litt mer som kremplanter, kunne vi bare plassere sine stridsvogner i solfylte hjørner og se dem svømme. Lys og karbondioksid ville trenge inn i vannet og tjene i stedet for mat. Det er en bisarre, men herlig drøm. En måte å oppnå det på, kan være å introdusere kloroplaster i fiskceller. Kloroplaster er små kraftverk, tilstede i planter og alger. De utfører en spesialisert prosess kalt fotosyntese, hvor lysenergi brukes til å lage sukker.

Et eksperiment som berørte dette målet ble beskrevet i et 2011-papir. I det injiserte forskere sprøytet zebrafiskegg med en art av bakterier som ble kalt Synechococcus elongatus. Som kloroplaster, S. elongatus celler utfører fotosyntese, og alt gikk ganske bra i 12 dager. Zebrafish-embryoet døde ikke, og mange av bakteriene døde ikke. Som zebrafish embryo delt, S. elongatus ble innlemmet i mange deler av kroppen, inkludert hjernen og øyelinsen.

I løpet av denne perioden var embryoets kropp gjennomsiktig, slik at S. elongatus for å få det lyset det trengte. Deretter begynte embryoen etter 12 dager å produsere hudpigmenter, noe som ville ha blokkert lyset, noe som gjorde eksperimentet til en slutt. Resultatet er dessverre at det fortsatt er mye mer arbeid å gjøre før vi får vår soldrevne fisk. Men i det minste har forskere startet.

1Embryoer I Et Musøye

På forsiden av det har øyet og livmoren ingenting til felles. Øyet oppfatter lys, mens livmor er et rom hvor embryoer implanterer. Men det viser seg at øyet også kan legge til embryoer, i hvert fall for en liten stund. Dette merkelige faktum ble først publisert i et papir fra 1947 som hadde til hensikt å finne ut om livmoren var veldig spesiell - hadde embryoen virkelig behov for det, eller ville en annen varm plass fungere like bra?

For å teste dette spørsmålet, plasserte forskerne tidlige musembryoer inne i musens øyne. Og noen av embryoer fortsatte å vokse. Noen av dem selv burrowed i iris i stedet for livmorveggen. Siden øyet gir en bedre visningsskjerm enn livmoren (spesielt siden musene var albinoer uten øyepigment), kunne studiens forfatter faktisk se på at embryoer utvikles i sanntid.

Selvfølgelig, ettersom embryoene ble større, sluttet hele arrangementet å fungere. I ett utfall brøt øyet. I det andre begynte embryoen å krympe, etterlot et arr.

Et annet merkelig faktum: Musens kjønn spilte ingen rolle. Embryoene vokste i øynene til hannmus og i øynene til kvinnelige mus. Uansett om det samme gjelder for mennesker, er det ikke klart, men meldingen er potensielt hjertelig - menn kan bli gravid. Selv om det er en god sjanse for at øynene deres vil eksplodere.