据《日本经济新闻》12月10日报道,全世界有四万多种生物濒临灭绝。人们正努力制造现代“诺亚方舟”,利用存放于方舟的“种子”培育后代。
据日本环境省统计,日本国内超过3700种生物濒临灭绝。其中汽水鱼易受环境变化影响,约四成评估对象被列为濒危物种。
“如果制造出‘时间胶囊’,则可以在环境恢复后让原来存在的鱼复活。”东京海洋大学教授吉崎悟朗考虑,对卵细胞和精子的来源“生殖干细胞”进行冷冻保存,将之作为保护所有鱼类的绝招。
此前保护稀有鱼类的方法只有一个,那就是保留个体本身。在治疗人类不孕不育症方面,冷冻卵子是方法之一,但并不适用于鱼类。鲑鱼子和青鱼卵等较大,其核心冻结会有时间差,无法顺利实现冷冻保存。
于是,研究人员将目光投向成为卵子前的生殖干细胞。其大小仅为10微米,冷冻没有障碍。生殖干细胞被注入生物腹内,则可以移动至卵巢和精巢并变成卵子和精子。也可以将生殖干细胞植入近亲鱼类体内实现“代孕”。
吉崎等人成功地冷冻保存了濒危物种关东田中鳑鲏的生殖干细胞。将关东田中鳑鲏的生殖干细胞植入近亲黄褐田中鳑鲏的体内,产生了关东田中鳑鲏的卵子和精子,经过受精孕育出正常的关东田中鳑鲏后代。
另一项实验结果显示,在生物死后24小时以内,可以采集生殖干细胞。由于生殖干细胞经过培养几乎可以无限增长,即使仅剩最后一个生物体,也可能可以保留种子。
哺乳类和鸟类等的卵子难以冷冻保存。可以采取保留受精卵的方法,但若仅剩年老个体,则无法采集到适合繁殖的精子和卵子。
能否利用体细胞生成生殖细胞呢?大阪大学教授林克彦等人利用北部白犀牛的体细胞,经由万能细胞iPS细胞,生成了作为卵子和精子来源的细胞,尝试由此生成卵子。
偷猎活动和环境破坏,导致生活在肯尼亚的野生北部白犀牛灭绝。目前存活的个体仅剩保护区的两头雌性北部白犀牛。不过,已死个体的体细胞和精子得以保存。如果能借此增加卵子数量,则可以让其近亲南部白犀牛代孕生下北部白犀牛的后代。北部白犀牛仍有复活的希望。
iPS细胞手法应用非常广泛。虽然有必要根据物种的不同调整培养条件,或者使用不属于转基因的方法,但是可能应用于很多生物。在鸟类方面,日本国立环境研究所利用冲绳秧鸡和岩雷鸟等制作iPS细胞。
冷冻保存细胞制作“方舟”的工作已经启动。日本国立环境研究所从2002年开始推进“时间胶囊事业”,冻结保存濒临灭绝物种的细胞。被列入环境省红名单的127种、约5000个生物体的细胞得以保存。
(责编:赵珊)