Posljednji muški sjeverni bijeli nosorog - zvao se Sudan - umro je u ožujku, ostavljajući iza sebe samo dva člana podvrste: njegovu kćer i unuku.
U prošlosti bi te oštre činjenice napisale kraj. No, istraživači iz Instituta za zaštitu prirode Zoološkog vrta San Diego - dom mrazne menagerije zvane Frozen Zoo - rade na tome da daju sjevernoj bijeloj nosorozi drugu priliku. Od 1975., institut skuplja tkiva od stvorenja, neka ugrožena, a neka ne, zatim uzgaja stanice u laboratoriju i čuva ih na hladnih 321 stupanj ispod nule Fahrenheita.
Zoološki vrtovi već koriste reproduktivne tehnologije, poput in vitro oplodnje za životinje poput gorila i umjetne oplodnje za pande. (Drugdje, znanstvenici razmatraju prednosti uskrsnuća izumrlih vrsta, poput vunastog mamuta i putničkog goluba, iako bi za to morali upotrijebiti drevnu DNK.) Smrznuti zoološki vrt koristio je sačuvanu spermu za stvaranje fazanskih pilića, na primjer, i otišao je sve do stvaranja embrija geparda i oplodnje jajašca južnih bijelih nosoroga.
Sada se njeni zookeaneri nadaju da će njihovi deseci uzoraka bijelog nosoroga roditelja postati roditelji nove generacije na drukčiji način: koristeći tehnologiju matičnih stanica da bi se očuvano tkivo bijele kože nosoroga pretvorilo u jajašce i spermu.
Istraživanje instituta nadilazi stvaranje beba. Tamošnji znanstvenici rade na metodama genetskog identificiranja mesa primata i antilopa duiker koje je ilegalno lovio. A u budućnosti će se možda pomoću njegove kolekcije obnoviti genetska raznolikost ugroženim crnim nogovima.
Proširenje takvih napora zahtijevat će globalnu mrežu smrznutih zooloških vrtova, pišu Oliver Ryder, direktor institucionalne genetike očuvanja, i koautor Manabu Onuma u Godišnjem pregledu bioloških znanosti o životinjama .
Ryder, koji je u institutu od njegovog početka, razgovarao je sa Knovable o prošlosti, sadašnjosti i budućnosti Frozen Zoo. Ovaj je razgovor uređen radi duljine i jasnoće.
Kako je započeo Frozen Zoo?
Želimo reći da je Smrznuti zoološki vrt započeo kada je dr. Kurt Benirschke došao u zoološki vrt San Diego 1975. Doktora Benirschkea, koji je umro 2018., zanimali su plodnost i kromosomi. Tehnologija zamrzavanja stanica i odmrzavanje s obnovljenom funkcijom bila je još uvijek prilično nova - prvi put je to učinjena spermom 1949 - ali otvorila je sve vrste mogućnosti. Imati stanične kulture zamrzavati, oživljavati i rasti više stanica iz, pregledavati kromosome, bio je zaista značajan napredak. To su radili i drugi znanstvenici, ali uglavnom u medicinskim istraživanjima na ljudima.
Doktor Benirschke bio je posebno zainteresiran za opis kromosoma različitih vrsta. Iskoristili smo svaku priliku koja se pojavila kako bismo sakupili novu vrstu. Postojala je sigurnost da će ćelije koje budu bankinirane pronaći namjene daleko više od onoga što se u to vrijeme moglo zamisliti.
U zamrznutom zoološkom vrtu, bočice poput ove su "kućice za životinje". Svaka sadrži spermu ili stanice izrasle iz malo životinjske kože ili drugog tkiva. Čuvaju se u tekućem dušiku na -321 stupnju Farenhejta i otapaju se kada ih istraživači žele koristiti. (San Diego Zoo Global) Pridružio si se i Zamrznutom zoološkom vrtu, koji je tada nazvan Centar za razmnožavanje ugroženih vrsta, 1975. Sjećate li se prve životinje od koje ste sačuvali stanice?
Bio je to kineski muntjac, lav. Bila je jedna koja je imala lom pa su je popravili ortopedski kirurzi. Morali su je uhvatiti i anestezirati kako bi promijenili sastav, pa sam mogao doći i napraviti biopsiju kože.
Jebeni lajež je zanimljiv. Postoje i kineski i indijski muntjaci, a prosječnoj bi se osobi naložila da identificira velike razlike između to dvoje. No dok kineski muntjac ima 46 kromosoma, indijski muntjac ima najmanji poznati broj kromosoma kod sisavaca: šest u ženki, sedam u mužjaka.
Oni koji su zainteresirani za evoluciju, kako su kromosomi evoluirali i kako se formiraju vrste, bili su izazvani ovim "skandalom", kako se zvalo. Sada znamo da su se kromosomi spojili zajedno u pretku indijskog muntjaca. Što je pokrenulo fuziju, nije poznato, ali mora se dogoditi. Hibrid između njih napravljen je u Kini; imala je tri velika kromosoma i 23 mala. Živjelo je, ali nije se moglo reproducirati.
Drugi put, 1980. godine, sjećam se da mi je patolog govorio, „Imamo zaista zanimljivu i rijetku životinju u sobi za obdukciju [obdukcije životinja]. Trebao bi dobiti uzorak. "I bio je sjeverni bijeli nosorog. Taj je uzorak godinama poslije pružio materijal za prvo genetičko istraživanje uspoređujući bijele nosoroge sa sjevernim i južnim.
Sada napredujemo prema sadašnjosti i imamo ambiciozan projekt genetskog spašavanja kako bismo spriječili izumiranje bijelog nosoroga u sjevernom sjeveru, a to ovisi o 12 sjevernih kultura bijelog nosoroga koje smo bankarili tijekom godina.
Kako možete koristiti te ćelije za spremanje sjevernog bijelog nosoroga?
Iz tih narezanih uzoraka kože imamo zamrznute stanice zvane fibroblasti. Mi odmrzavamo te kulture i pretvaramo ih u takozvane inducirane pluripotentne matične stanice. Teoretski se mogu pretvoriti u gotovo bilo koju stanicu u tijelu: Mogu stvoriti otkucaje stanica srca, mogu napraviti živčane stanice.
Naš je konačni cilj pretvoriti matične stanice u jajašce i spermu kako bismo mogli napraviti embrije. Drugim riječima, ti fibroblasti moći će imati bebe.
To je učinjeno na laboratorijskim miševima, ali još nijedna druga vrsta. Do sada imamo inducirane pluripotentne matične stanice iz sjevernih bijelih nosoroga. Sada usavršavamo metode kako bismo potvrdili da su pluripotentni. Postoji još jedan tim koji radi sa stadom južnih bijelih nosoroga koje planiramo koristiti kao surogate. Najmanje smo desetljeće udaljeni od bebinog sjevernog bijelog nosoroga, ali napredujemo.
Da ste me pitali 1985., možete li uzeti mobitel iz Zamrznutog zoološkog vrta i pretvoriti ga u životinju, rekao bih da nije. Sada to planiramo učiniti u laboratoriji.
Svježi oociti (jaja) prikupljeni iz južnog bijelog nosoroga. Kako bi pomogli vratiti sjeverni bijeli nosorog s ruba izumiranja, istraživači Smrznutog zoološkog vrta nadaju se da će sačuvane stanice kože bijelog nosoroga nona pretvoriti u jajašce i spermu i zametak embrija u južnu mamu bijelog nosoroga. (TB Hildebrandt i dr. / Nature Communications 2018) Što još radite s uzorcima iz Frozen Zoo-a?
Izvrsni smo izvor za projekte genoma. Donijeli smo uzorke za nešto poput 140 projekata sekvenciranja cijelog genoma.
Surađujemo s Širokim institutom u Cambridgeu, Massachusetts, na projektu 200 sisavaca, koji će usporediti ljudski DNK s 199 drugih sisavaca. Pomoći će istraživačima da shvate koji je skup gena toliko važan da su ih sačuvali u nama i drugim životinjama. A ja sam uključen u Projekt genoma kralježnjaka kako bih slijedio sve 66.000 živih kralježnjaka. Ovi genomi otkrivaju mnogo zanimljivosti o povijesti životinjske populacije, obrascima migracije i ako je hibridiziran s drugim vrstama. Ova vrsta genetske analize otvorit će zadivljujući novi prozor o tome kako život funkcionira.
U svom pregledu ste razgovarali o stvaranju globalne biobanke za divlje životinje. Zašto je to važno?
Iako Zoološki vrt San Diego ima svoj Frozen Zoo, s više od 1.000 vrsta, to je mali dio svjetske biološke raznolikosti. Postoje oko 26 500 ugroženih vrsta koje su imenovane - i još mnogo njih koje nisu stavljene na popis.
Iduće godine će biti manje biološke raznolikosti nego sada. Dakle, trebali bismo bankariti dok to možemo. To treba učiniti u različitim zemljama kako bi imali vlastite genetske resurse.
Rekli ste da kad ste prije 44 godine stigli u zamrznuti zoološki vrt, niste mogli zamisliti da uzgajaju cijele životinje iz stanica. Koji biste projekt voljeli vidjeti Frozen Zoo u sljedećih 44 godine?
Kako se populacije vrsta smanjuju, tako gube i vrijedne verzije gena koji su bili prisutni samo kod određenih životinja. Genski fond postaje genska lokva. Zamišljam da bismo u budućnosti, koristeći bankarski materijal, mogli obnoviti genetsku varijaciju.
Kako biste to učinili?
Morali bismo stanice pretvoriti u životinje. Na primjer, možete uzeti žensku životinju, koja živi u divljini, i prebaciti embrij s nekim korisnim genima u nju.
Neki bi mogli reći da se vraćanje izgubljenih gena ili gotovo izumrlih vrsta igra Bogu.
Ali ljudi to već dugo rade: uzrokovali smo izumiranje vrsta. Nepovratno smo promijenili njihova staništa. Izmijenili smo njihovo ponašanje. Mi smo ih miješali. Izmijenili smo njihovo okruženje, njihove grabežljivce, njihove bolesti. Sve ove stvari smo već učinili.
Korištenje bankarskih uzoraka za promicanje različitosti pružilo bi nam šansu da prirodni svijet promijenimo na pozitivan način.
Knovable Magazine je neovisna novinarska nastojanja časopisa Annual Review . 
