Del:
10 mærkelige eksperimenter, der mashed katte og mus sammen
Katte og mus divergerede omkring 95 millioner år siden. I naturen er en kat-mus-mash-up bare ikke mulig (undtagen når en kat styrker en mus med tænderne, hvilket er almindeligt nok).
I laboratoriet kan reglerne dog bøjes lidt. Nogle gange giver blødning af katte-mus-grænsen faktisk mening fra et videnskabeligt synspunkt, selvom det kan være kontroversielt ud fra et etisk synspunkt.
10 hybridembryoer
En kat-mus hybrid kan være et modstridende dyr. Måske ville det angribe sin egen krop, med det formål at dræbe det. Eller leve i en konstant tilstand af angst, bange for sin egen lugt.
Vi ved ikke, fordi katte-mus-hybrider ikke gør det til sigt. Ikke engang tæt på. Forskere har dog været i stand til at starte sådanne dyr i begge retninger ved at kombinere et katteæg med musesæd og et musegræs med kimsperm. Efter forestilling opdeles mange af disse hybrider i to celler. Et par selv gør det til et mere avanceret stadium kaldet blastocyst.
I naturen kan hybrider ikke gøre det lige så langt. Kat-mus sex ville være en dicey affære, hvis kun på grund af størrelsesforskellen. Selv om de kunne have sex, ville ægget og sædcellerne stadig ikke kunne smelte. Ægene er omgivet af et beskyttende lag kaldet zona pellucida, som blokerer sæd fra ikke-forbundne dyr.
I laboratoriet kan forskere omgå disse problemer og injicere sæd direkte i ægget. Det virker også, hvis de afskærer sædhalerne og bruger kun sædhovederne. Ved hjælp af denne metode har forskere været i stand til at prøve andre kombinationer udover kat og mus. For eksempel har de injiceret hamstersædene i katteæg. De har også injiceret to sæd i samme mus æg: en katte sperm plus en mus sæd.
Disse kombinationer har heller ikke gjort det langt.
9 Mus Del En Katte Cancer
I naturen dræber katte mus med deres tænder og klør. Men i en undersøgelse fra 1985 fik en kat en chance for at forårsage skade på en meget skærende måde. Forskere begyndte ved at høste tumorer fra 30 katte, alle ofre for brystkræft. Nogle af kattene, for hvilke håb forblev, gennemgik en simpel operation. Andre blev euthaniseret.
Derefter injicerede forskerne en særlig stamme af mus med celler fra en tumor. Disse mus manglede to vigtige træk. Først havde de ikke noget hår, der gav dem navnet "nøgne mus". For det andet havde ingen af disse katte en thymus, et immunorgan i brystet. Uden dette organ kunne musene ikke lave T-celler.
Manglende T-celler var de nøgne mus ikke i stand til at afvise den transplanterede cancer. Kattens celler tog rod og gentagne gange opdelt for at få nye tumorer. Givet nok tid, ville disse tumorer sandsynligvis have dræbt musene. I dette forsøg dræbte forskerne dog musene selv.
Når det tages fra kroppe, kan kræftceller undertiden leve i laboratorier i lang tid. Dette var helt sikkert tilfældet med denne kats kræft, som dukkede op i et andet papir, der blev offentliggjort 28 år senere.
Ifølge 2013-dokumentet injicerede forskerne kattecellerne i to nye steder. Den første var SCID-mus, en ny stamme, som også manglede T-celler. Den anden var kyllingæg, specielt på membraner uden for embryoet. I begge arter voksede cellerne ind i tumorer.
Det er ikke klart, hvad der skete med katten. Det døde sandsynligvis i 1980'erne som følge af dets kræft. Imidlertid er der en udenforfald, at den genvandt og endda levede et par årtier længere. Da 2013-papiret blev offentliggjort, var katten næsten sikkert død.
Men det er den fantastiske ting om cellekultur. Længe efter at kattens jagtdage var forbi, levede en del af dyret. Passende nok fortsatte den del at opføre sig som en kat ved at ødelægge mus og babyfugle.
8 Hjælpe musceller fange et katvirus
HIV inficerer mennesker. FIV, en beslægtet virus, inficerer katte. I begge arter kan inficerede celler smelte sammen med uinficerede celler for at skabe multicellulære blobs kaldet syncytia, selvom denne fusion afhænger af tilstedeværelsen af de rigtige proteiner.
Som beskrevet i et papir fra 1998 er et vigtigt protein CXCR4. Forskere fik FIV-inficerede kat celler til at danne syncytia med celler fra en mus, en hamster og en mink. Tricket var at udtrykke CXCR4 i dem først.
Forskere forsøgte flere slags CXCR4, herunder en fra en menneske og en fra en kat. Noget overraskende fungerede den menneskelige CXCR4 bedst. Gennem disse eksperimenter har forskerne lavet flere multispecies mash-ups. I en kombination glødede musceller indeholdende et humant gen til katteceller for at skabe en stor, FIV-inficeret blob.
7 Katte DNA lyser op et mushjertet
I et papir fra 2002 sluttede forskerne to stykker DNA, der tilhørte fjernt beslægtede dyr, en ildflue og en kat. Fireflyens DNA kodede for luciferasegenet, hvilket gjorde det muligt for fyrflyvningen at blinke om natten. Kattens DNA var en gang blevet knyttet til et gen kaldet NCX1, og det indeholdt instruktioner til at udtrykke NCX1 i hjertet.
For at teste dette DNA injicerede forskerne det i en laboratoriemusens æg. I nogle æg var dette DNA i stand til at vride sig ind i musegenomet og bosætte sig permanent. Fem af disse genetisk modificerede æg udviklede sig til mus. To fortsatte med at have babyer, der også indeholdt firefly-cat DNA.
Katte-DNA'et begyndte at udstede ordrer i disse muss hjerter. I sit naturlige miljø ville dette DNA have beordret cellerne til at gøre NCX1. Siden genet blev udskiftet, beordrede katte-DNA'erne cellerne til at fremstille luciferase i stedet.
Når hjertecellerne blev adlydet, fyldte hjernerne af disse mus fyldt med luciferase, svarende til hvad der sker i ildfluer.For at få hjertecellerne til at lyse, fjernede forskerne dem fra dyrenes kroppe, brød dem åbne og tilføjede et specielt molekyle kaldet luciferin. Derefter var der lys.
6 Et kattegen blokkerer et musvirus
Ligesom musvirus vokser inde i musceller, vokser kattevirus inde i kat celler. I et 1976-papir samles forskere sammen en inficeret celle fra hvert af disse dyr. I denne nye kat-musecelle var begge vira meget mindre aktive. Noget fra cellen af hvert dyr - sandsynligvis et gen - syntes at blokere det andet dyrs virus.
Imidlertid er begge katte- og musgenomerer store, hvilket gjorde det vanskeligt at bestemme enten gen eller endda indsnævre synderen. Heldigvis var disse mash-up-celler ustabile. For det meste holdt de på deres musekromosomer, hvilket betød, at musegenet ikke kunne kortlægges. Mange af hybriderne havde dog tendens til at miste katekromosomer.
Med nogle kemiske tricks kunne forskere vælge for hybrider, der havde mistet kattens X-kromosom. I disse hybrider blev musevirus igen aktiv. Fra det tidspunkt kunne forskerne vise, at kattegenet blokerede musaviruset var et sted på X-kromosomet.
5 snegleopardceller konverteret til musekræft
I et tidligt embryo er cellerne "pluripotente", hvilket betyder at de kan udvikle sig til enhver del af kroppen. Efterhånden som embryoet er i alderen, går denne evne væk. Leverceller virker kun i leveren, og hjerneceller virker kun i hjernen.
Det er vanskeligt at vende uret for at returnere pluripotency til en voksen celle, men videnskaben kan gøre det ved at transformere cellen med nye kopier af flere gener. Efter denne overførsel beskrives cellen som en induceret pluripotent stamcelle (iPSC). Disse celler har mange mulige anvendelser. Nogle er medicinske, mens andre hjælper truede arter.
Med undtagelse af den indenlandske kat kæmper mange kattearter. Hvis vi kunne slå celler, der er lette at opnå, som hudceller, til iPSC'er, så kan vi også slå dem til celler, der er svære at opnå, som æg. Med æg kan vi lave embryoner, som kunne implanteres til surrogatmødre.
Som et første skridt begyndte forskerne at arbejde med øreceller fra en snegleopard. For at konvertere disse celler til iPSCs konstruerede forskere en særlig virus indeholdende fem menneskelige gener, der tjente kritiske roller i at hjælpe embryoner opføre sig som embryoner.
Når viruset inficerede snegleopardcellerne, overførte det menneskelige gener. For at bekræfte, at denne overførsel havde fungeret, injicerede forskerne sne-leopardcellerne i en levende mus, hvor sne leopard-iPSC'erne dannede en særlig tumor kaldet et teratom. I denne tumor var der tre kategorier af væv som dem, der blev fundet i tidlige embryoner: ektoderm, mesoderm og endoderm.
Dette var klassisk iPSC-adfærd, og det bekræftede, at forskernes overførsel havde fungeret. Forskerne opretholdt denne cat-mouse mash-up i 10 uger. Derefter dræbte de musen og fjernede sne leopardtumoren.
4 katteceller fusioneret til en muskræft
For at bekæmpe infektion, gør mange dyr forskellige former for specialproteiner kaldet antistoffer, som binder til invadereren og markerer det for destruktion. Hver formular er produceret af en anden slags B-celle og binder til invaderen på en lidt anden måde. Denne tilstand kaldes polyklonal.
I laboratoriet foretrækker forskere ofte at arbejde med monoklonale antistoffer, der kommer i kun en form. For at lave disse monoklonale antistoffer, smelter forskerne B-celler til celler fra en blodkræft kaldet myelom. Disse fusioner producerer nye celler kaldet hybridomer.
Hvert hybridom producerer kun et antistof (ligesom dets B-celleforælder) og laver mange kopier af sig selv (som dets myelomforældre). Resultatet er en endeløs kilde til monoklonale antistoffer, der sættes i en labskål.
Når forskere ikke har en myelomlinie for en bestemt art, låner de et myelom fra en anden art som laboratoriemusen. Koe-mus, mink-mus og geit-mus fusioner er alle blevet anvendt succesfuldt til fremstilling af antistoffer.
Ved hjælp af denne fremgangsmåde forsøgte forfatterne af et 1993-papir at lave katteantistoffer ved at ekstrahere celler fra miltene af syv katte og fusionere dem til to forskellige musemyelomer. Disse fusioner producerede mange kat-mus-hybridceller. Hver indeholdt en blanding af kromosomer, og mange var større end deres stamceller. Til sidst producerede ingen af cellerne nogen antistoffer.
For at sætte et positivt spin på dette svigt, foreslog forskerne, at det kunne være muligt at fuse disse hybrider til en anden cellecelle og lave en muse-kat-cellecelle. Disse celler ville muligvis kunne danne antistoffer, fordi det samme allerede var blevet gjort i mus og humane celler for at fremstille mus-humane-humane hybridomer.
3 lynx testikler overført til mus
Hvis du vil udføre en testikeltransplantation mellem arter, gør musen en populær modtager. Bits fra testikler af får, hunde og bøffel - for at nævne nogle få - er alle blevet transplanteret til mus under huden på ryggen. I nogle tilfælde kan funktionel sæd høstes fra disse transplantationer og bruges til at lave babydyr.
Ifølge et papir fra 2004 fjernede forskerne testiklerne fra unge indenlandske killinger, skar dem i små stykker og podede dem under musens hud. Nogle af disse transplantater overlevede i mere end et år, og nogle producerede modne sædceller.
I et papir fra 2014 forklarede forskerne, hvordan de udvidede denne teknik til den iberiske lynx, en truet katart. De høstet testikler fra seks unge dyr, der varierede i alder fra et seks uger foster til et toårigt subadult.
Testikelstykker fra en seks måneder gammel lynx-cub fungerede bedst.Efter at disse stykker blev transplanteret til mus, begyndte nogle af dem processen med at lave sæd, men kunne ikke fuldføre det inden for forsøgets tidsramme. De lavede kun nogle primitive mandlige kønsceller kaldet spermatogonia men ingen moden lynx sæd.
2 Lion-æggestokke overført til en mus
Ovarier kan også transplanteres i laboratoriemus. Mange forskellige arter - herunder køer, elefanter og wallabies - har tjent som æggestokdonorer. Så har indenlandske katte.
I disse ovarieoverførsler fra cat til mus er forskellige slags mus blevet anvendt, herunder hunmus, hvis egne æggestokke er blevet fjernet, og hanmus, der er blevet kastreret. Nyrekapslen, lige under musenyren, tjener som et populært transplantationssted.
Ifølge en 2014-papir høstede videnskabsmænd æggestokke fra zoologiske løver, skar dem i stykker ved hjælp af en punch-enhed og transplanterede flere stykker under rygmuren på en laboratoriemus. Æggestykkene fra løverne blev opretholdt inde i musen i fire uger. I løbet af den tid fortsatte dele af æggestokken udvikle sig, men ikke nok til at lave modne løveæg.
1 En mus med et katts immunsystem
Immunsystemet består af forskellige celler og organer spredt gennem hele kroppen, hvilket gør transplantation til en kompleks proces med mange trin.
Ifølge et papir fra 1994 transplanterede forskere en kats immunsystem i mus. De begyndte ved at dissekere endags gamle killinger fra en infektionsfri mor. Fra hver killing fjernede de en række kropsdele, som alle vidste at spille en vigtig rolle i immunsystemet.
Derefter udførte forskerne flere transplantationsoperationer, der brugte en særlig stamme af mus som modtagere. Immunsystemet af disse mus var allerede blevet deaktiveret.
I den højre halvdel af hver mus transplanterede forskerne sektioner fra killingernes tymuser. I den venstre halvdel transplanterede de sektioner fra killingernes lymfeknuder. Derefter injicerede de musene med milt og knoglemarvsceller fra killingerne.
Når operationerne og injektionerne var overstået, var disse mus catlike ved adskillige foranstaltninger. Deres blod indeholdt katte-DNA. De begyndte at producere et katteimmunprotein kaldet IgG. Og endelig, som beskrevet i et papir fra 1995, var forskerne i stand til at inficere disse catlike mus med FIV, katteviruset.