将北部白犀牛复活四个步骤

婴儿制作通常是一个简单的事情：用精子施肥。这将创建一个胚胎。如果胚胎尚未进入子宫，请立即和小心地转移。然后耐心等待几个月。

但是，对于北部的白犀牛来说，这个过程要复杂得多，这主要是因为该物种已灭绝。因此，婴儿制作始于皮肤细胞，而不是从鸡蛋和精子开始。

这些皮肤细胞存储在名为“冷冻动物园”的圣地亚哥动物园中的特殊设施中，该动物园关心的10,000多种活细胞类型，代表近1,000种动物。在该存储库中，有来自十二个北部白犀牛的皮肤细胞，足够的遗传多样性可以创造可持续人群。

从一瓶冷冻的皮肤细胞中创建一群北部白犀牛需要四个（巨型）步骤：（1）将皮肤细胞转化为干细胞。 （2）对这些干细胞重新编程，成为卵和精子细胞。 （3）用精子施肥以产生胚胎。 （4）将胚胎移植到子宫中，将其发展成婴儿犀牛。

但是，这种策略存在一个问题：没有人知道如何在白犀牛中执行这些步骤。然而，在过去的三年中，圣地亚哥动物园科学家在所有THM上都取得了重大进展。

步骤1：将皮肤细胞转换为干细胞

干细胞是所有其他细胞（包括卵和精子细胞）的起点。从理论上讲，如果研究人员患有北部白犀牛干细胞，则可以产生卵和精子细胞。但是他们没有。他们只有皮肤细胞，这使事情变得复杂。

一旦皮肤细胞是皮肤细胞，那就是生产线的末端。它不会成为任何其他类型的单元。神经细胞，肌肉细胞和任何其他完全分化的细胞也是如此。但是，尽管细胞无法转变为其他类型的细胞，但要这样做的信息仍包含在细胞基因中。这些基因对细胞是无法访问的。在2006年，Shinya Yamanaka发现了如何访问这些基因，从本质上重置并将皮肤细胞重新编程回干细胞。他发现该重置只有四个调节分子（称为“ Yamanaka因素”）。这为他赢得了诺贝尔奖，并开始了新的干细胞和抗衰老研究。

Since Yamanaka’s discovery, scientists around the world have been studying how to use the Yamanaka factors to reset cells in dozens of animals: mice, humans, monkeys, cats, pigs, horses, chicken, quail, zebra fish, snow leopards, Bengal tigers,美洲虎，塔斯马尼亚魔鬼，貂皮，甚至是谦虚的鸭嘴兽。

2021年，圣地亚哥动物园的研究人员将北部白犀牛添加到了该名单中。他们花了多年的时间修改了山那纳卡的技术，因此它可以在白犀牛皮细胞上使用。起初，他们很幸运能从100,000个皮细胞中获得一个干细胞。经过一些调整后，他们取得了显着的进展：每100,000个皮肤细胞七个克隆 – 效率提高了700％。

“即使在人类中，重编程过程也具有较低的成功率，从大量细胞开始可以缓解这种过程，并且一直是大量协议优化的重点，”参与圣地亚哥动物园北部白色的行为遗传学家玛丽莎·科罗迪（Marisa Korody）说。犀牛项目。该协议可能需要多年的优化，但这并没有阻止科学家向前移动。步骤2：重编程干细胞成为卵子和精子细胞

编程干细胞成为卵子和精子细胞（统称称为配子）很棘手。为了创建它们，干细胞需要细胞内信号，其时间，浓度和持续时间恰到好处。如果这些信号不完美，则可能不会对干细胞进行编程以创建功能配子。

Korody说：“从干细胞中制作配子的过程仅在小鼠中完全成功，这些小鼠的胚胎发育与其他哺乳动物不同。”她指的是九州大学的Katsuhiko Hayashi的作品。在过去的几年中，Hayashi和他的团队发现了如何操纵细胞内信号，以使小鼠干细胞变成配子。此外，Hayashi将这些配子用于健康和肥沃的出生婴儿小鼠。

Korody和她的同事尚未发现需要哪些细胞内信号来编程北部白犀牛干细胞成为配子。但是，他们意外地创建了配子。当皮肤细胞被转化回干细胞时，其中一些会自发产生配子，这是一种正常现象，当干细胞保持在实验室条件下时可能发生。这是一个很好的消息，因为它表明他们的干细胞有可能创建配子，即使他们不完全理解原因。

为了使鸡蛋受精，它必须活着而成熟。通常，卵巢维持满足这些要求的环境。但是，由于科学家将在实验室中创造并施肥北部白犀牛卵，因此他们必须学习如何模仿卵巢环境。再一次，这涉及找到一个金色的区域：温度，养分和激素浓度，二氧化碳与氧气的比率都必须恰到好处。

科学家无法进入北部白犀牛卵，因此他们使用南部白犀牛（SWR）卵找到Goldilocks区域。多年来，研究人员只能在SWR去世后获得收获的鸡蛋，这些鸡蛋不如从活力犀牛收获的鸡蛋那么健康。尽管他们永远无法使这些鸡蛋成熟，但他们能够使它们保持生命。 2020年3月，他们终于接触了健康的鸡蛋。

“就在Covid击中并关闭一切之前，我们从犀牛救援中心的女性那里收集了22个[鸡蛋]。我们获得了50％的成熟率，这对于我们的首次尝试来说是很棒的，而且我们实际上产生了一个胚胎。在接下来的几周中，研究小组计划收集更多的SWR鸡蛋，以便它们可以继续提高技术。步骤4：将胚胎转移到子宫中

子宫是一个动态的环境，改变以支持发展胚胎的需求。为了使健康发育发生，胚胎和子宫必须彼此同步。

“没有人知道该物种所需的同步程度。”杜兰特说。 “只有很少的尝试，没有成功。这可能是最大的原因之一是胚胎和子宫之间的异步。”

为了了解如何同步胚胎和子宫，研究人员依靠超声技术。尽管其他技术可能更敏感，但它们也更具侵入性，要求犀牛镇静或约束。对于圣地亚哥动物园的研究人员来说，这不是一个选择。

“嘿，嘿，任何时候都不挤压或约束斜槽；他们可以四处走动。而且，如果他们选择在任何一天不合作，则不会。我们与他们一起做的一切都是自愿的，” Durrant解释说。 “因此，如果他们因为风在吹来而感到沮丧，或者您知道，空气中有一种捕食者的气味或类似的东西，而他们不选择与它们合作，我们不会这样做。”

研究人员对他们所关心的犀牛进行了1,000多次超声波检查，并收集了许多有关其生殖系统的信息。借助此数据，杜兰特（Durrant）和她的团队可以确定犀牛何时最接受胚胎转移。此外，研究人员发现了一种激素治疗方案，可以通过诱导排卵来增加犀牛的接受性。因此，每一步都是一个漫长的过程，但是每个步骤都会使我们更接近成功。”

他们的发现已经得到回报。在2019年，有两个SWR通过人工授精生育，这一壮举只有一次。爱德华和未来的犀牛犊牛是快乐和健康的。他们的母亲维多利亚和阿玛尼很可能是第一个接受胚胎转移的人，因为他们已经证明能够怀孕，分娩和抚养年轻人。

复活工具

尽管这些研究人员的工作着重于白色犀牛，但他们正在制定和测试的策略可能成为复活的普遍工具。然后，这些技术可以用来带回当前灭绝或保护可能灭绝的物种的物种。