Del:
10 Oddities Of Reproductive Science
Kloning. IVF. Stamceller. Århundreder med at studere æg, celle og embryo har ført til fantastiske fremskridt, der gavner menneskeheden. Gennem reproduktionsvidenskaben har folk opnået ædle mål, som at overvinde infertilitet, såvel som dagligdags bekvemmeligheder, såsom bedre oksekød.
Men videnskabens fremskridt har vist nogle bizarre drejninger og freakish resultater. Det har også rejst foruroligende etiske spørgsmål. Nedenfor er 10 af disse uligheder i reproduktiv videnskab.
10 Baby Hair Lassos Og Salamanders
Forsker Hans Spemann fandt ud af, at hans standardværktøjer ikke fungerede godt på sine forsøgspersoner, meget tidlige salamanderembryoner. De var bare for glatte. Mens han holdt sin ni måneder gamle datter, havde Spemann en ide. Han huggede en lås af hans datters hår og vendte tilbage til laboratoriet.
Med små næse af babyhår som redskaber udførte han sine eksperimenter. I et tidligt eksperiment splittede han embryoerne. Mod tidens typiske teorier var resultatet uafhængige, fuldt dannede salamanders-kunstige tvillinger.
I et senere forsøg trængte han en celle ind i en håndvægtsform og skubbede kernen ind i en del af cellen. Når babyhårsposen blev løsnet, glider kernen tilbage i den tidligere kernefri del af cellen. Derefter deles den del af cellen, der i det væsentlige gør en klon af den udviklede side af embryoet.
Resultaterne varierede afhængigt af hvor han skar gennem ægget og hvordan han indsnævrede det. Hvis næsen skæres gennem en del af ægget, dannes identiske tvillinger. Men hvis han skar igennem en anden del, udviklede kun halvdelen af embryoet ordentligt. Den anden halvdel blev bare en klump af blod og tarm.
Hvis han kun forkortede ægget, dannede en to-leder salamander. De to hoveder kæmpede over mad til samme krop, og han kaldte dem "to egoisme i stedet for en." Spemann holdt disse uhyrlige salamandere i navne på forskning.
9 urin kloner
Dolly fårene blev lavet gennem nuklear overførsel. I denne teknik blev kernen fra et voksent fårcelle anbragt i en ægcelle og omsider overført til et får til udvikling.
Kernoverførsel kan være nyttig i bevaringen af truede pattedyr. Imidlertid er der risiko for at tage donorceller, fordi det ved et uheld kan skade dyret. Forskere fra universitetet i Yamanashi foreslår en nem måde at samle en række donorceller på uden at skade dyret: Brug bare urin. Flere typer celler kan findes i urin, såsom celler fra blæren og nyre, og disse celler kan dyrkes i laboratoriet efter indsamling.
Generelt er urin ikke godt for celleoverlevelse. For en ting er nogle af dets ingredienser toksiske. Af denne grund blev det antaget, at selv om levende celler kunne tages fra urin, ville miljøet påvirke celleoverlevelsen og kernens integritet.
Men det var ikke et problem. Nogle af urinklonerne overlevede til et tidligt embryonalt stadium og blev overført til surrogater for at udvikle sig yderligere. Når disse urinkloner modnede, havde de stadig afkom, når de blev opdrættet med hinanden. Forskernes test på klonernes frugtbarhed tyder derfor stærkt på, at celler fra urin stadig er gode til kloning.
Der er dog stadig et problem. Der er kun en begrænset evne til at samle cellerne i urin fra vilde dyr, især under rene forhold.
8 IVF i historie
Med in vitro fertilisering (IVF) har infertile par en chance for at omgå deres kroppers grænser og have børn. I denne procedure sættes gameter i en lille glasskål, hvor de smelter sammen for at lave en zygote. Efter at zygot har udviklet sig til scenen af et tidligt embryo, sættes det tilbage i en kvindes krop for at udvikle sig. I dag er IVF en rutinemæssig (hvis dyr) procedure og millioner af babyer er blevet lavet med det.
Men for årtier siden blev det betragtet som uetisk og umuligt, og de videnskabsmænd, der var ansvarlige for den første IVF-baby, blev endda anklaget for at "spille Gud." Sikkert har processen været strømlinet siden da.
Oprindeligt var IVF meget mere krævende og hemmeligt. Hemmeligheden var nødvendig på grund af hvor kontroversiel det var dengang. Kvinder måtte tilbringe to til tre uger på klinikken som inpatienter, der bor i bærbare bygninger på grund af klinikken. De måtte indsamle al deres urin under behandling, da det var den eneste måde, læger kunne overvåge hormonniveauer på. Patienterne skulle give prøver hver tredje time, selv om natten.
På et tidspunkt skulle æggene indsamles gennem en form for nøglehulkirurgi, hvor små snit blev foretaget i kroppen. Nu er der en nyere, mere sikker teknik, der kun kræver mild sedation. Med denne nye teknik kan æg opsamles ved at suge dem ud med en nål under ultralyd vejledning. Hele processen tager cirka 30 minutter.
7 Kloningsabnormiteter
Dolly fårene, der er berømt som den første klon af et voksent pattedyr, er den eneste succes i en lang kæde af fejl. Af de 277 kloner, der er lavet af forskerne, der skabte hende, overlevede kun Dolly til fødslen.
Manglende graviditet og dødsfald er en normal del af reproduktionen. Forfædre og fødselsdefekter kan ske uanset hvordan et dyr fremstilles. Når det er sagt, har kloning en lang historie med problemer.
Nogle abnormale foster udvikler sig til udtryk, hvilket resulterer i abnormiteter ved fødslen. Den mest fremtrædende unormale fænotype af nogle kloner er "stort afkomssyndrom." Kalve eller lam med stort afkomssyndrom er 30-40 procent større end normalt, hvilket fører til vanskelige fødsler. Andre sundhedsproblemer omfatter mangler i organer, såsom hjerne, hjerte og lever.
Kalve- og lammekloner, der har abnormiteter ved fødslen, kan have sundhedsmæssige problemer i de første par måneder af deres liv.Men efter seks måneder kan de ikke skelnes mellem udseende og blodmålinger fra normalt opdrættede dyr af samme alder.
Kloning negative virkninger på dyrevelfærd forårsagede, at Europa-Parlamentet forbyder kloning af landbrugsdyr i 2015. I USA fortsætter kloning af kvæg dog i hundrederne.
6 Opstandelse fra et bøf
Problemet med at klone køer til at lave det bedste oksekød er, at det er umuligt at fortælle om kødet er usædvanligt høj kvalitet uden at dræbe koen. Heldigvis er der en måde at komme rundt på dette: Bare klone fra bøffer.
Kun 3 ud af 10.000 kokroppe kvalificerer sig til den bedste form for rib eye bøf, som har masser af fedt i sine muskelfibre til smag, men lidt af det tynde lag af rygfedt, som ingen ønsker. Da en videnskabsmand fra West Texas A & M University (WTAMU) så to af disse sjældne ribben øjne gå i tæt rækkefølge, kaldte han dean Hawkins, leder af dyreafdelingen på samme universitet.
Kun en smule kød var nødvendigt for at vokse celler, tage
WTAMU opdrættede klonerne for at videregive generne til fremragende oksekød. Klonernes 13 kalve var de første kvægafkom produceret af to klonede kroppe. Syv af disse klonafkom blev slagtet. I den efterfølgende evaluering blev slagtekroppene bedømt meget over branchens gennemsnit.
5 ET og køer
I 1970'erne begyndte amerikanske ranchere at bøje tæerne af naturens grænser med en teknik, der hedder embryooverførsel (ET). Mens en ko normalt kun kan transportere ét embryo ad gangen, producerer køer, der går gennem ET-terapi, typisk seks eller syv brugbare embryoner. Nogle kan endda lave så mange som 80 til 90 embryoner på én gang.
Disse embryoner tages ud ved hjælp af tynde rør og sættes derefter i surrogatkøer til svangerskab. Med ET kan landmændene producere snesevis af kalve om året fra genetisk overlegen køer, uden at køerne nogensinde skal føde.
Med ET er der risiko for indavl. Hvis landmænd vælger at opdrætte kun afkom fra en enkelt ko, kan det mindske besætningenes genetiske mangfoldighed og gøre den mere sårbar overfor sygdom. Paradoksalt set kan ET også hjælpe den genetiske mangfoldighed. USDA har et lager af embryoner fra en række husdyr racer i Fort Collins, Colorado.
4 kunstig twinning
På en måde er kloner meget naturlige. Når et enkelt befrugtede æg opdeles i to for at skabe to genetisk identiske individer, er resultatet simpelthen ens tvillinger. Den enkleste måde at klone et dyr på er at opdele et tidligt stadiumsfoster, der giver kunstige tvillinger. Processen med kunstig venskabsbinding er blevet udført meget i køer og producerer tusindvis af kalve.
Det første forsøg på kunstig venskabsbevægelse blev udført af Hans Driesch i 1885. Driesch rystede en beholder med et tocelle havkyllingembryo, der adskiller de to celler. De to celler voksede derefter ind i normale, sunde søfisklarver. I 1902 gjorde Hans Spemann det samme i hvirveldyr med en babyhårspids for at opdele et salamanderembryo.
I 2000 blev en rhesusab, der hed Tetra, den første primat klonet via kunstig venskabsbinding. Tetra blev fremstillet ved at opdele et ottecelle embryo i fire to-celle stykker.
Selv om metoden var anderledes, var Tetra meget ligesom Dolly, da det tog mange forsøg på at gøre hende. Forskerne lavede 368 embryoner ved at opdele 107 embryoner i to eller fire stykker. Ikke alle embryoner overlevede. Af alle de surrogatmødre havde kun Tetras surrogat en normal graviditet.
3 embryo screening
Preimplantation genetisk diagnose (PGD) er en type embryoscreening, der hjælper par igennem in vitro fertilisering (IVF) for at undgå at overføre mutationer, der kan forårsage invaliditet eller sygdom hos deres børn. Generelt involverer PGD at tage et eller nogle få celler fra et embryo lavet med IVF og teste dets gensekvenser og kromosomer. Normalt er embryoner, der ikke passer disse test, kasseret.
Fertilitetsklinikker i Kina er enorme og voksende. Den største klinik registrerede 41.000 IVF-procedurer i 2016, hvilket er omkring en fjerdedel af det årlige tal for hele USA. Med vækst i PGD-procedurer anslået til 60-70 procent om året forventes det at komme ind i per capita vilkår i de kommende år.
Organiseret indsats for at slippe af med genetiske lidelser og handicap giver anledning til etiske bekymringer. Nogle bekymrer sig over, at det skubber for at slippe af med handicap, devalerer livet for dem, der allerede har dem. Omkostningerne ved PGD rejser også bekymringer om genetiske egenskaber, som yderligere udvider kløften mellem de rige og de fattige. I Kina er de fleste tanker dog fokuseret på fordelene ved proceduren.
Selvom klinikker, der har tilladelse til at gøre PGD, kan kun bruge det til at forhindre alvorlig sygdom eller hjælpe infertilitetsbehandlinger, søger nogle mennesker mere. Ifølge Sijia Lu, chefstekniker for Yikon Genomics, beder nogle familier om at udrydde den mutation, der gør mange asiater ude af stand til at behandle alkohol, hvilket kunne påvirke evnen til at deltage i ofte kinesiske madpakker med alkohol. (Virksomheden siger nej.)
2 kunstige embryoer
Forskere ved University of Cambridge hævdede at have skabt et kunstigt musembryo ved brug af to typer stamceller. En type var embryonale stamceller, mens den anden var en type, der normalt gør placenta.
Forskerne sætter blandingen af stamceller på en 3-D stillads, der efterligner det naturlige celleunderstøttesystem og hjalp i udviklingen af voksende celler. Fire og en halv dag senere voksede cellerne på en sådan måde, at de lignede et normalt museembryo.
Magdalena Zernicka-Goetz, hovedforfatter af undersøgelsen, fortalte Reuters, at processen vil give folk mulighed for at studere nøglehændelser i denne fase af menneskelig udvikling uden at skulle arbejde på embryoner.Hun tilføjede at vide, hvordan udvikling normalt opstår, vil give folk mulighed for at forstå, hvorfor det så ofte går galt.
Forslaget rejser etiske spørgsmål. I øjeblikket kan forskere kun bruge kasserede menneskelige embryoner og kan kun holde dem i live i 14 dage efter befrugtning.
1 Fortællingen om musens prinsesse
I 2004 gennemførte forskere ved Tokyos landbrugsuniversitet et eventyr umulighed: en mus lavet uden far.
Selvom pattedyrceller kan kunstigt laves til at opdele, dør det resulterende foster altid i livmoderen. Forskere har længe mistænkt, at dette havde noget at gøre med imprinting, en proces, hvor nogle gener er tændt eller slukket i løbet af udvikling af gamete.
Forskere fik problemet ved at smelte en umodne ægcelle, som endnu ikke var gennemtrykt, med en moden. Det umodne æg kom fra en mus, der blev genetisk modificeret, for at mangle bestemte gener, der tænkte at spore udviklingen af ufrugtede æg i fostre.
Denne lykkelige ende kom med sin andel af kampene. Af 457 ægfusioner overlevede kun 371 til et tidligt embryonalt stadium af klump-celler, der blev sat i surrogater. Kun 10 levende musepupper blev født, og kun en overlevede til voksenalderen. Den eneste succes blev navngivet Kaguya efter en japansk eventyrprinsesse fundet som en baby i en bambusstub.
Ifølge forskere er det for tidligt at anvende denne metode på mennesker, fordi teknikken er meget arbejdskrævende og har en høj svigtfrekvens. Det ville også involvere genetisk modificerende humane æg, som generelt anses for etisk uacceptabelt.