September 29, 2022

Ahli biologi telah berhasil merekayasa hewan yang menghasilkan sperma dari spesies yang berbeda, yang membawa laboratorium selangkah lebih dekat ke reproduksi hewan yang hanya menggunakan DNA hewan. Dan sementara ada potensi untuk membangun kembali populasi spesies yang terancam punah, atau bahkan menghidupkan kembali spesies yang punah, jangan khawatir—Taman jurassic mungkin akan tetap fiksi.

Penelitian baru yang diterbitkan hari ini di Laporan Sel Induk telah menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk menghasilkan sperma tikus pada tikus hibrida steril. Sementara tekniknya masih perlu disempurnakan, penulis penelitian mengatakan bahwa pendekatan mereka untuk menambahkan sel punca yang direkayasa dari satu spesies ke embrio spesies lain, yang disebut komplemen blastokista, berpotensi meningkatkan spesies yang terancam punah. Jika spesies yang berisiko tidak mampu mempertahankan jumlah yang sehat, menghasilkan telur dan sperma mereka di laboratorium dapat digunakan sebagai alat baru untuk membangun populasi.

Proses tim menggunakan sel punca, khususnya sel punca berpotensi majemuk. Sel punca adalah bahan mentah yang membuat semua jenis sel, tetapi sel punca pluripoten dapat menghasilkan jumlah terbesar dari jenis sel yang berbeda. Sel-sel induk ini secara alami berkembang hanya dalam embrio, tetapi juga memungkinkan untuk jenis sel lain, seperti yang berasal dari sampel jaringan biasa, untuk diubah menjadi sel induk berpotensi majemuk. Jadi ini memberi para ilmuwan sumber yang lebih mudah tersedia untuk menyeduh sel punca ini di laboratorium. Menambahkannya ke embrio steril dari hewan hidup yang berbeda pada akhirnya mengubah sel punca ini menjadi sel germinal, seperti sperma atau telur.

Ini adalah cryosection chimera testis tikus tikus. Joel Zvick/ETH Zurich

Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa sperma tikus dapat dibuat pada tikus menggunakan sel induk berpotensi majemuk, kata Ori Bar-Nur, seorang ahli biologi di universitas Swiss ETH Zurich dan rekan penulis studi tersebut. Prosesnya melibatkan pembuatan chimera, yang merupakan hibrida genetik buatan dari banyak hewan — dalam hal ini, tikus dan tikus. Tetapi eksperimen sebelumnya dengan chimera tikus-tikus menghasilkan sperma tikus selain tikus, menghasilkan campuran yang sulit dibedakan, diisolasi, dan digunakan. Tidak seperti eksperimen sebelumnya, Bar-Nur dan timnya menggunakan tikus yang secara genetik steril. Dengan menambahkan sel induk pluripoten tikus ke embrio tikus steril pada tahap tertentu dalam perkembangannya (dalam hal ini tahap blastokista) hanya sperma tikus yang terbentuk dalam chimera tikus-tikus yang dihasilkan.

See also  Bagaimana spesies invasif mengubah Great Lakes 'setengah liar'

“Ini menghilangkan rintangan, terutama jika prosesnya dapat bekerja dengan spesies lain,” kata Kevin Gonzales, peneliti biologi sel induk postdoctoral di Universitas Rockefeller yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Namun, sistem baru ini bukanlah kesuksesan yang sempurna. Sperma yang dihasilkan oleh chimera dapat membuahi telur tikus, tetapi pada tingkat yang relatif rendah, dan embrio yang dihasilkan tidak berkembang menjadi keturunan hidup. Bar-Nur dan timnya tidak yakin mengapa hal ini terjadi, tetapi mereka menduga hal itu mungkin karena sel-sel telah dibekukan dan dicairkan, yang diketahui mengurangi kelangsungan hidup. “Ini adalah sesuatu yang masih perlu kami kejar dan kerjakan,” kata Bar-Nur.

Namun, Gonzales mengatakan bahwa kemampuan tim untuk merekayasa chimera yang secara eksklusif menghasilkan sperma dari spesies yang berbeda menunjukkan kemajuan yang menjanjikan untuk masa depan perbanyakan sel induk dalam upaya konservasi. Melanjutkan penelitian ini memiliki potensi untuk mengisi kembali spesies yang terancam punah (atau bahkan punah) dengan jumlah yang semakin berkurang. Populasi kecil menyebabkan kurangnya keragaman genetik yang berbahaya, yang meningkatkan risiko kepunahan. “Jika Anda memikirkan spesies yang terancam punah, Anda mungkin tidak akan memiliki akses ke spermatozoa,” jelas Bar-Nur. “Tetapi Anda mungkin memiliki sampel jaringan, dan jika kami dapat mengubahnya menjadi sel induk berpotensi majemuk dan menemukan spesies yang dekat secara evolusi, kami berpotensi, pada akhirnya, mengisi kembali spesies tersebut.”

[Related: Airborne animal DNA could help biologists track endangered species]

Ada beberapa langkah yang tersisa sebelum teknologi ini dapat digunakan secara praktis. Pertama, para ahli biologi belum benar-benar mengembangkan makhluk hidup dengan sperma yang dibuat dari perbanyakan sel induk jenis ini, komplementasi blastokista. Selain itu, belum ada yang bisa menghasilkan telur betina dengan metode ini. Namun, baik Bar-Nur dan Gonzales mengatakan ada banyak alasan untuk berpikir itu mungkin.

See also  Terbuat dari apakah lendir? Sekilas tentang evolusi slime.

Gonzales menunjukkan bahwa penggunaan aplikasi di masa depan akan tergantung pada memiliki atau membuat sel induk berpotensi majemuk. Sampel jaringan spesies yang terancam punah sedang dikumpulkan dan diawetkan, sehingga laboratorium bisa mendapatkan akses, katanya. Namun, set kunci genetik spesifik yang diperlukan untuk mengubah sel menjadi sel induk berpotensi majemuk bervariasi dari satu spesies ke spesies lainnya. Urutan DNA tikus laboratorium, misalnya, relatif dikenal, tetapi harimau langka mungkin tidak.

Sistem reproduksi spesies mamalia menghadirkan penghalang lain: mereka akan membutuhkan inang untuk membawa embrio yang layak, kata Gonzales. Bahkan jika sperma dan sel telur berhasil dibuat dan digabungkan, tidak diketahui apakah embrio dapat berkembang secara sehat di dalam rahim spesies yang berbeda, bahkan yang berkerabat dekat.

Begitu pula Taman jurassic-seperti kedengarannya menggunakan sampel sel untuk menghidupkan kembali spesies yang punah—atau bahkan spesies yang hampir punah kembali dari tepi jurang—para peneliti masih memiliki beberapa rintangan yang harus diatasi sebelum teknologi tersebut dapat dipraktikkan.