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近日,致力于復活滅絕物種以及保護瀕危物種的生物技術公司Colossal Biosciences宣布,他們研發的一種人造蛋,已經成功孵化出26只健康小雞。
Colossal Biosciences表示這一項基礎性進展將有助于實現復活滅絕鳥類的目標,其中包括新西蘭南島的南方巨恐鳥(Dinornis robustus)和毛里求斯島的渡渡鳥(Raphus cucullatus)。
氧氣是難點
幾十年來,研究人員一直在嘗試用人造蛋孵化鳥類。第一項成功報道出現在1998年,當時的研究人員使用的是鵪鶉胚胎。他們先將天然受精蛋孵育兩天,然后把蛋內物質轉移到玻璃容器中。后來的研究又引入了透明塑料杯,以便追蹤胚胎發育;也有研究在蛋剛產下后,就立刻將胚胎轉移到人造蛋中。
以往的這些無殼孵化系統一直面臨一個共同障礙:大多數系統在胚胎發育后期都需要大量額外的高濃度氧氣,而這可能損傷正在發育的胚胎DNA。過去使用塑料杯、保鮮膜和其他人工容器進行孵化,成功率一直較低。
像蛋殼一樣“呼吸”
Colossal的人造蛋由兩個部分組成,一層半透性的硅基膜,安置在一個堅硬的六邊形支撐杯中。這層膜經過工程設計,用來模擬天然蛋殼的氣體交換功能——既允許氧氣通過,又能保持水分,并阻擋污染物進入,其氣體交換速率可與生物蛋殼相媲美。
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人造蛋采用格狀外殼結構,并結合了一層硅基膜。這種人造蛋殼的氧氣傳輸能力與天然蛋殼相當。(圖/Colossal Biosciences)
換言之,相比于其他研究中的人造蛋在臨近孵化時需要提供大量額外氧氣,Colossal的人造蛋不需要主動補充氧氣,而是讓氧氣通過硅基膜被動擴散,因而能讓小雞胚胎在接近正常大氣氧水平的條件下發育。
此外,研究人員還在人造蛋頂部設置了一個透明窗口,因而能夠在不擾動內部環境的情況下,直接觀察胚胎發育。這個設計的尺寸可以調整——理論上既可以縮小到蜂鳥蛋的大小,也可以放大到南方巨恐鳥那種橄欖球般大小的蛋。
Colossal的人造蛋并不會取代產蛋之前的生物過程,而是在產蛋之后才介入的。在目前的流程中,研究人員會在母雞產蛋后的24至48小時內檢查這些蛋,挑選出具有發育潛力的候選蛋,然后將其中的內容物(去掉蛋殼之后的胚胎、蛋黃和蛋清)一齊轉移到人造蛋中。從受精到產蛋,所有上游生物過程仍然發生在活體母雞體內。
到目前為止,已有26只小雞從這些人造蛋中孵化出來,但Colossal尚未統計被轉移的蛋中最終成功孵化的比例。
除了反滅絕,還有其他意義
Colossal下一步計劃把人造蛋做得更大,進而用鴯鹋和鴕鳥胚胎進行測試。在反滅絕應用中,人造蛋的定位是后期孵化容器,而不是進行基因干預的環節。
因此,如果要把這套系統用于制造出類似渡渡鳥或巨型恐鳥的鳥類,研究人員還需要在更早的細胞階段引入物種特異性的基因編輯。然而,一旦受精蛋已經被產下,胚胎中就已經有大約5萬個細胞——以目前技術而言,這個細胞數量已經太多,無法再進行有效的生物工程改造。
此外,除了反滅絕目標之外,Colossal的人造蛋或許對其他研究具有推進作用。例如,它的透明觀察窗口,也可能為發育生物學研究帶來價值。研究人員指出,能夠直接觀察早期器官和血管形成,也可能有助于進化生物學家研究復雜的胚胎發育過程。
#參考來源:
https://colossal.com/colossal-biosciences-artificial-egg-dodo-moa/
https://www.nature.com/articles/d41586-026-01535-3
https://theconversation.com/de-extinction-company-says-its-made-an-artificial-egg-if-true-it-could-help-save-living-species-283138
#圖片來源:
封面圖&首圖:Colossal Biosciences
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