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混合胚胎技術 或救北部白犀牛免絕種

2018/7/6 — 17:52

今年年初,最後一頭雄性白犀牛 Sudan 亦已因衰老疾病死亡,圖片來源:維基百科

今年年初,最後一頭雄性白犀牛 Sudan 亦已因衰老疾病死亡,圖片來源:維基百科

混合胚胎技術或有機會可拯救北部白犀牛免於絕種?研究已刊於《自然—通訊》。

北部白犀牛 (Ceratotherium simum cottoni) 受偷獵問題影響,數量在近年不斷下跌。今年年初,最後一頭雄性白犀牛 Sudan 亦已因衰老疾病死亡,全球現時只剩下兩頭雌性北部白犀牛 Najin 和 Fatu ,而這兩隻犀牛也分別因爲不同的健康問題而無法繁殖。由於未來可能有技術可令北部白犀牛「重獲新生」,研究人員就在 Sudan 臨終前,收集了牠的精子,並將其冷藏。

為拯救這個物種,意大利獸醫學及胚胎學家 Cesare Galli 連同研究團隊提出,可將北部白犀牛卵子抽取並冷藏,之後再讓它們授精後,以製造出胚胎。利用此方法,理論上研究人員能將帶有白犀牛和其近親 DNA 的胚胎放在代孕動物中,以此生產出混種動物。

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不過,實際要測試這個方法會涉及風險頗高的麻醉程序,所以研究人員未有在兩頭北部白犀牛身上測試。取而代之的,是利用數量尚有約 20,000 隻的南部白犀牛上作測試。研究人員首先將已逝北部白犀牛的精子注入南部白犀牛的 13 個卵子中,而他們亦成功令當中 4 個繼續發育成囊胚 (blastocyst) 或早期胚胎,可用作保存著北部白犀牛的 DNA 的方法之一。為測試胚胎能否繼續成長,亦製造了 17 個由南部白犀牛 DNA 的製造而成的胚胎,並且確認這些「人工」製造的胚胎能健康發育成長。

當這些測試均成功後,研究人員再從雌性北部白犀牛中抽出卵子,把它們與雄性北部白犀牛精子結合,製造北部白犀牛胚胎。問題是, Najin 跟 Fatu 已不再適合懷孕,需要另覓「代母懷孕」,因此研究人員計劃將胚胎植入另一隻雌性南部白犀牛體內,讓其生下新一代北部白犀牛。然而,誕下新生北部白犀牛只是第一步,但受限於遺傳多樣性 (genetic diversity) ,這個方法在長遠而言根本不可能讓北部白犀牛數量持續增加,還原族群數量。

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慶幸的是,幹細胞學家 Jeanne Loring 早在 2011 年發現一個新解決方法。Loring 和研究人員從已被冷藏 Fatu 的皮膚樣本中取出細胞,再利用一組人體基因,將這類細胞改造成誘導性多能幹細胞 (Induced pluripotent stem cell, iPSC) 。

iPSC 與胚胎幹細胞一樣,擁有類似的再生能力,且可分化為不同的器官和身體組織。而在今年 5 月,研究人員也發現,以往收集的 12 隻雄性及雌性北部白犀牛樣本所擁有的遺傳多樣性,足以讓族群數量還原。Loring 坦言未來尚要面對大量挑戰,但她仍期望在未來一年,可製作出類似精子或卵子的細胞。

不過問題是,即使科學家能給予北部白犀牛第二次生存機會——非法捕獵又會不會再次令牠們走向不歸路? 

來源:
Nature, Hybrid white-rhino embryos created in last-ditch effort to stop extinction, 4 July 2018

報告:

  1. Hildebrandt, T.B., Hermes, R., Colleoni, S., Diecke, S., Holtze, S., Renfree, M.B., ... & Galli, C. (2018). Embryos and embryonic stem cells from the white rhinoceros. Nature Communications, 9. DOI: 10.1038/s41467-018-04959-2
  2. Tunstall, T., Kock, R., Vahala, J., Diekhans, M., Fiddes, I., Armstrong, J., ... & Steiner, C.C. (2018). Evaluating recovery potential of the northern white rhinoceros from cryopreserved somatic cells. Genome Research, 28. DOI: 10.1101/gr.227603.117

文/Edward Ho 、審核/Alan Chiu

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