Северных белых носорогов осталось всего лишь два, и, чтобы увеличить популяцию с помощью суррогатных матерей, ДНК этого исчезающего подвида белых носорогов смешали с ДНК близкого ему подвида.
Отчаянно пытаясь спасти северного белого носорога от почти неминуемого вымирания, учёные создали его гибридные эмбрионы.
Созданные эмбрионы, содержащие гены из ДНК северного белого носорога (Ceratotherium simum cottoni) и его близкого (южного) родственника, в настоящее время пребывают в замороженном состоянии. Их можно имплантировать в матку суррогатных матерей для получения животных, представляющих собой гибридную смесь обоих родственных видов белого носорога. Об этом сообщается в статье, опубликованной 4 июля в Nature Communications.
Эта научная работа — «впечатляющий шаг вперёд для целого поля исследований», считает биолог, специалистка по стволовым клеткам Жанна Лоринг (Jeanne Loring) из Научно-исследовательского института Скриппса (The Scripps Research Institute) в Ла-Холье, Калифорния. Её команда надеется использовать для репопуляции вымирающих носорогов технологию стволовых клеток.
Став жертвой браконьерства, популяция северного белого носорога сократилась до двух особей: теперь её составляют всего-навсего две самки, что делает выживание данного подвида белых носорогов наиболее проблемным среди вымирающих видов млекопитающих. В начале этого года Судан (Sudan), последний самец подвида, умер от возрастной болезни (но его сперма сохранилась). Дочь Судана Наджин (Najin) и её дочь Фату живут в Кении, в заповеднике Ол Педжета. У Наджин травмы ног, препятствующие беременности, а у Фату — проблемы с фертильностью, которые не позволяют имплантировать в её матку эмбрионы.
Инновация против вымирания
Дело выглядело так, что северный белый носорог неизбежно вымрет. Тем не менее, благодаря команде учёных во главе с Чезаре Галли (Cesare Galli), ветеринаром и эмбриологом биотехнологической лаборатории Avantea в Кремоне, Италия, у данного подвида белого носорога, похоже, появился шанс выжить. Галли и его коллеги научились извлекать яйцеклетки из самок носорогов, оплодотворять их и получать жизнеспособные эмбрионы, которые могут стать взрослыми животными.
Поскольку новая методика требует использовать небезопасный анестетик, исследователи вместо того, чтобы протестировать её на Наджин и Фату, воспользовались яйцеклетками, взятыми у 12 самок южного белого носорога (Ceratotherium simum simum), близкородственного подвида, численность популяции которого на юге Африки составляет около 20 000 особей.
Из 13 яйцеклеток, оплодотворённых спермой ныне покойного самца северного белого носорога, четыре развились в бластоцисты, или ранние эмбрионы. Эти «гибридные» бластоцисты, содержащие гены обоих подвидов, можно замораживать, чтобы впоследствии, имплантируя эмбрионы в суррогатную мать, получать гибридное потомство. Гибриды могут обеспечивать сохранность фрагментов ДНК северного белого носорога.
Ещё 17 яйцеклеток исследователи оплодотворили спермой южного белого носорога, чтобы получить три «чистых» бластоцисты этого подвида.
Для проверки здоровья бластоцист команда Галли сгенерировала из двух чистых эмбрионов линии стволовых клеток. Эти клетки оказались совершенно здоровыми, что говорит о способности эмбрионов, из которых они получены, сохранять жизнеспособность после имплантации.
Расширять и диверсифицировать
Следующим шагом будет извлечение яйцеклеток из Наджин и Фату, оплодотворение их спермой северного белого носорога и имплантация полученных эмбрионов в самку южного белого носорога, чтобы в конечном итоге не позднее, чем через три года, появился на свет детёныш северного белого носорога.
Однако, подчёркивает Галли, получаемое таким образом потомство не обеспечит генетического разнообразия, необходимого для того, чтобы в дикой природе существовала здоровая популяция северного белого носорога. Гораздо лучше, но при этом сложнее идти по другому пути — создавать стволовые клетки, способные развиваться в яйцеклетки и сперму, используя образцы замороженной ткани более широкого пула северных белых носорогов.
В 2011 году Лоринг и её коллеги получили такие клетки из кожи Фату — индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), а позже создали еще 4 линии ИПСК из образцов ткани северного белого носорога, хранящихся в Институте исследований по сохранению видов Зоопарка Сан-Диего (San Diego Zoo Institute for Conservation Research) в Калифорнии.
В мае Лоринг и её коллеги показали, что генетического разнообразия, содержащегося в этих полученных от 12 самцов и самок образцах ткани, вполне достаточно для спасения вымирающих африканских гигантов. «Мы ожидаем, что примерно через год стволовые клетки превратятся в сперму и яйцеклетки, — говорит Лоринг, — но впереди ещё много нерешённых проблем».
Люди против природы
«Было бы замечательно вновь увидеть северного белого носорога в его естественной среде обитания», — говорит Стюарт Пимм (Stuart Pimm), исследователь проблем сохранения видов из Университета Дьюка (Duke University) в Дареме, Северная Каролина. Однако его беспокоит, что ничего не делается для устранения причины, по которой северный белый носорог оказался на грани исчезновения.
«Давайте отпразднуем достигнутые научные результаты, но повременим с их использованием, — предлагает Пимм. — Мы всё ещё живём в мире, где огромное число носорогов погибло от рук браконьеров, и если у нас есть шанс вернуть их потомков в дикую природу, мы должны позаботиться о том, чтобы выпущенные на волю животные не были сразу же убиты».
