10 van de gekste experimenten ooit gedaan met dierlijke embryo's

Embryo's zijn al een beetje raar. In een bepaald stadium zijn ze bedekt met kleine noppen, die poten of vinnen of staarten of vleugels worden. Maar in een wetenschappelijk laboratorium kun je embryo's nog vreemder maken. Je kunt ze samen fuseren. Je kunt ze op de verkeerde plaatsen laten groeien. Je kunt zelfs stukken toevoegen die bij verschillende soorten horen.

10Quail-To-Chicken Hersentransplantaties

Met slechts een kleine hersenoperatie kun je een kip maken die zich als een kwartel gedraagt. In concept is het eenvoudig genoeg. Eerst knip je een stuk uit de hersenen van een kippenembryo en vervang je het door het gelijkwaardige stuk uit de hersenen van een kwartelembryo. Ten slotte verzegel je het ei en laat je de hersenstukken bij elkaar groeien.

Wanneer het ei uitkomt, heb je een nieuw wezen met een gemengde set van instincten: een deel kip en een deel kwartel. Hoe kwartelachtig dit rare wezentje is (en op welke manier) zal afhangen van welke delen van het brein je hebt overgebracht. In een reeks rapporten die in 13 jaar zijn gepubliceerd, hebben wetenschappers verschillende variëteiten gemaakt. Deze omvatten kippen die kwartelachtige geluiden maakten, kippen die hun hoofd afknepen als kwartels, en kippen die de geluiden van kwartels verkozen boven de geluiden van andere kippen.

Helaas zijn dit soort experimenten van korte duur. Quail-chicken-hersenen zijn onstabiel. Niet lang na het uitkomen begint het lichaam van de kip het kwartelweefsel als vreemd te herkennen en verwerpt het de transplantatie.

Het is ook heel moeilijk om het omgekeerde experiment uit te voeren. Kwartelkoppen zijn kleiner dan kippenhoofden. Als je stukjes kipbrein probeert in een kwartel te proppen, zal er gewoon geen plaats zijn en het dier zal het waarschijnlijk niet redden.

9 Panda-konijnembryo's in een kattebus

Als je een konijn probeert te klonen, heb je minimaal drie konijnen nodig. Het eerste konijn zal het DNA verschaffen, het tweede zal een ei verschaffen, en het derde zal als draagmoeder dienen en het gekloonde embryo in haar baarmoeder dragen. In werkelijkheid, omdat klonen zelden werkt bij de eerste poging, zult u waarschijnlijk veel meer konijnen nodig hebben.

Als je een bedreigde soort probeert te klonen, zoals de reuzenpanda, wordt het nog lastiger. Konijnen zijn goedkoop en beroemd genoeg. Als een paar van hen het niet redden, of als doden hen de gemakkelijkste manier lijkt om hun eieren te oogsten, zullen mensen waarschijnlijk niet op straat gaan rellen. Maar een bedreigde soort kan natuurlijk niet op dezelfde manier worden gewaagd. Om dit probleem te omzeilen, zou je kunnen overwegen om een ​​deel van het werk uit te besteden aan een niet-bedreigde soort. In dit nieuwe scenario zou de bedreigde soort alleen het DNA leveren. Ondertussen neemt de niet-bedreigde tweede soort het moeilijke, gevaarlijke werk op zich om eieren en baarmoeders te verstrekken.

Een onderzoeksartikel uit 2002 heeft precies deze benadering gevolgd. Wetenschappers verzamelden eieren van konijnen, verwijderden hun DNA en smolten ze vervolgens met cellen uit een panda. Deze nieuwe panda-konijnencellen begonnen zich te delen, zoals verwacht zou worden van een normaal panda-embryo. Tot nu toe, zo goed.

Toen begon het mis te gaan. Toen de wetenschappers probeerden de embryo's over te brengen op konijnen, hadden ze geen succes. Dus - en hier beginnen dingen ongewoon te worden - besloten ze om een ​​derde soort te rekruteren. Beginnend met 21 vrouwelijke katten, slaagden ze erin om er minstens één te impregneren met twee panda-konijn embryo's. Helaas stierf de kat enkele weken later aan longontsteking, lang voordat deze misschien was bevallen.

Op het einde waren er geen baby pandaklonen. De wetenschappers slaagden alleen in het creëren van een kortstondige mash-up: Panda-DNA, weggestopt in konijnencellen, verscholen in de baarmoeder van een kat.

8 De Siamese kikker-kikkervisje

In de natuur zijn Siamese tweelingen genetisch identiek. Maar in het laboratorium, met slechts een kleine operatie, kun je niet-identieke, aan elkaar gekoppelde dieren maken.

In een artikel uit 1979 fuseerden wetenschappers bijvoorbeeld twee kikkerembryo's van verschillende soorten. Ze sneden in de zijkanten van de embryo's, koppelden ze en lieten de wondplaatsen samen groeien. Voila: samengevoegde embryo's. Rana esculenta aan de rechterkant; Rana dalmatina aan de linkerzijde.

Een belangrijk verschil tussen R. esculenta en R. dalmatina is dat ze zich in verschillende snelheden ontwikkelen. meestal R. esculenta duurt twee keer zo lang. Maar met hun lichamen verbonden, veranderden hun ontwikkeltijden. R. esculenta versneld en R. dalmatina afgeremd. Ze ontmoetten elkaar bijna in het midden, maar niet helemaal. Wanneer de R. dalmatina de helft werd een kikker, R. esculenta bleef achter, nog steeds een kikkervisje. Dit vormde een serieus probleem. Kikkervisjes brengen al hun tijd door in water, maar kikkers moeten lucht inademen. Er was geen omgeving waarin beide helften van het samengevoegde paar konden overleven.

Uiteindelijk zijn enkele van de niet-overeenkomende paren op zichzelf gestorven. De kikker is voor de helft verdronken, of het kikkervisje is voor de helft gestorven door gebrek aan water. Toen het duidelijk was dat de situatie hopeloos was, werden de resterende paren geëuthanaseerd door de wetenschappers.

7De schildeendeneend

Je hebt misschien nooit nagedacht over het combineren van een schildpad en een eend, maar anderen wel. Sommigen hebben zelfs gesuggereerd dat het resultaat schattig zou zijn. Stel je een eend met vier poten voor, met een schildpad op zijn rug, peddel vrolijk door het water.

In werkelijkheid wordt deze combinatie als onwaarschijnlijk beschouwd, omdat schildpadden en eenden heel verschillend zijn. Hun laatste gemeenschappelijke voorouder leefde naar schatting 255 miljoen jaar geleden, zelfs vóór de eerste dinosaurussen. Je kunt ze dus duidelijk niet fokken.

Een redelijker idee (hoewel "redelijk" hier relatief is) is om hun embryo's te mengen en te hopen dat ze iets delen, schildpadden en eenden. Dat is de benadering die een onderzoekspaper uit 2013 hoe dan ook heeft genomen. De betrokken wetenschappers hebben twee soorten experimenten uitgevoerd. In de eerste namen ze cellen van vroege eendenembryo's en brachten ze over naar schildpad-embryo's.In de tweede namen ze cellen van vroege schildpadembryo's en brachten ze over naar eendenembryo's.

In het begin zagen de dingen er veelbelovend uit. Naarmate de embryo's groeiden, behielden veel cellen de tweede soort. Eendcellen konden worden waargenomen in de ontwikkelende ogen van de schildpadden en schildpadcellen konden worden waargenomen in de zich ontwikkelende harten van de eenden. Heel cool. Bij het uitkomen waren de resultaten echter minder indrukwekkend. Geen van de jongen was een voor de hand liggend mengsel - de babyschildpadjes leken precies op babyschildpadden en de babyeenden leken precies op babyeenden.

Maar bij nader inzien vonden de wetenschappers zeer kleine sporen van eenden in een paar van de schildpadden. Bijvoorbeeld, in de lever van een schildpad waren er ongeveer drie eendencellen voor elke 10.000 schildpadcellen. Ze vonden soortgelijke sporen in veel andere organen. Het was dus geen complete mislukking. De wetenschappers hebben wel een paar schildpaddeneenden gemaakt, zij het dat ze meer dan 99,9 procent schildpad en minder dan 0,1 procent eend hebben. Oké, ze zagen er niet het minste beetje speciaal uit en niemand zou geïnteresseerd zijn om veel voor hen te betalen in een dierenwinkel. Maar misschien is het een begin?

6 Schapenembryo's opslaan bij konijnen

Schapen zijn een gedoe om te vervoeren. Dus, als je alleen maar een schapenembryo tussen continenten probeert te verplaatsen, zou je liever zijn moeder achterlaten. In een ideaal scenario zou je het embryo overbrengen naar een goedkope, hanteerbare zeecontainer en het in een vliegtuig plaatsen. Geen geblaat, geen gedoe. Tegenwoordig kunnen we dit probleem oplossen door het embryo te bevriezen en koud te verzenden. Maar in de jaren zestig hadden wetenschappers die truc nog niet helemaal onder de knie.

Daarom stelde een papier uit 1962 een veel vreemdere oplossing voor: het gebruik van konijnen als opslagcontainers. In de studie werden schapenembryo's verwijderd van hun moeders en vervolgens overgebracht naar de eileiders van konijnen. Daarna, tegen de lage kosten van slechts £ 8 per hoofd, werden de plotseling zwanger wordende konijnen vanuit Engeland naar Zuid-Afrika gevlogen.

Uiteindelijk, na meer dan 100 uur in de konijnen doorgebracht te hebben, werden de embryo's verwijderd en overgebracht naar een tweede set schapen, die als surrogaatmoeders dienden. Maanden later werden verschillende lammeren geboren. Helaas eindigde het slecht met de konijnen (meestal doen ze dat). Vlak voordat de embryo's werden verwijderd, werden de surrogaten gedood. Vervolgens werden hun lichamen als voorwaarde van hun Zuid-Afrikaanse invoervergunning verbrand.

5A Mouse-Chicken (met tanden)

Er zijn veel verschillen tussen muizen en kippen. Om te beginnen hebben muizen tanden en kippen niet. Om deze tanden te vormen, heeft het muizenembryo twee weefsels nodig. Weefsel 1 zendt een "Vormtanden!" -Signaal uit, terwijl weefsel 2 gehoorzaamt en de tanden bouwt.

Kippen hebben ook weefsels 1 en 2. Maar ze verloren verschillende tandvormende genen in de loop van hun evolutie. Dientengevolge kan kippenweefsel 1 nog steeds het signaal "Vormtanden!" Uitzenden, maar kippenvlees 2 kan het niet langer gehoorzamen.

Mix-en-match-experimenten hielpen dit te bewijzen. In een document uit 1980 legden wetenschappers kipweefsel 1 en muizenweefsel 2 samen in de ogen van muizen. In een paper uit 2003 voegde ze muizenweefsel 2 toe aan kippenembryo's. In beide gevallen vormden deze muizen-kipcombinaties tanden. Kippenweefsel 1 zond de bestelling uit en muisweefsel 2 gehoorzaamde het.

Voor kippenvlees 1 moeten deze experimenten een welkome verandering van tempo zijn geweest. Miljoenen jaren lang had het tevergeefs het signaal "Vormtanden!" In elk kippenembryo ooit uitgestuurd. Om eindelijk te werken met een weefsel dat zijn bevelen opvolgde, moet een vreugde zijn geweest.

4Goat-Ibex "Twins"

In de natuur groeit een steenbokkenembryo in de baarmoeder van zijn moeder. Na ongeveer 160 dagen is het geboren. Als het steenbokkenembryo in een nieuwe omgeving wordt geplaatst, zoals een geitenunus, werkt het arrangement minder goed. Waarom is onduidelijk? Misschien voelt de baarmoeder van de geit dat iets een beetje afwijkt van de steenbok. Of misschien heeft de steenbok moeite om zich te vestigen. Hoe dan ook, de steenbok is afgebroken.

In een document uit 1999 vonden wetenschappers een oplossing door een geit te gebruiken die al zwanger was. Ten eerste laten ze de vrouwelijke geit op de natuurlijke manier een baby verwekken, door met een mannelijke geit te paren. Vervolgens introduceerden ze het steenbokkenembryo. Deze keer overleefde de steenbok, zich verder ontwikkelend in de baarmoeder van de geit, naast zijn kleine geiten-tweeling.

Waarom maakte het geitembryo een verschil? Misschien stelde het de baarmoeder van de geit gerust, waardoor het waarschijnlijker werd een embryo te accepteren dat geen geit was. Of misschien maakte het de steenbok comfortabeler, als bewijs dat de baarmoeder van de geit embryo-vriendelijk was. Hoe dan ook, het werkte. Ja soort van. Aan het einde van de zwangerschap was er nog een probleem. Geiten ontwikkelen zich sneller dan steenbokken, dus toen de geitendubbel geboren werd, werd ook de steenbokken-tweeling voortijdig uitgeschakeld. Als gevolg hiervan had het moeite met ademhalen en had het speciale hulp nodig om te overleven.

3Growing A Rat Pancreas In A Mouse-Rat

Elk jaar sterven duizenden patiënten terwijl ze wachten op organen. Een oplossing zou kunnen zijn om menselijke organen bij andere soorten te laten groeien. Om te bestuderen hoe dit kan worden gedaan, probeerden wetenschappers de alvleesklier van een rat in een muis te laten groeien.

Om te beginnen kweekten ze een speciale stam van mutante muizen, waarbij ze het gen missen dat nodig is om een ​​alvleesklier te vormen. Normaal zouden deze muizen snel na de geboorte sterven. Van de mutanten namen de wetenschappers vroege embryo's die nog geen organen hadden gevormd. Aan deze embryo's hebben ze cellen van een normale rat toegevoegd. Naarmate de embryo's groeiden, bouwden de rattencellen een volledig functionele alvleesklier, volledig gemaakt uit rattencellen.

Met andere woorden, het was een succes! Helaas was het geen erg schoon succes. Naast de alvleesklier hielpen de cellen van de rat veel andere delen van het lichaam te bouwen. De resulterende dieren konden eigenlijk niet meer muizen worden genoemd. In plaats daarvan waren het muisratten met zwarte muizenvacht die werd omzoomd door witte rattenvacht.Hun binnenkanten waren ook patchworks, met enkele delen afkomstig van muizen en andere van ratten.

Stel je voor dat je hetzelfde proces probeert met menselijke cellen en, bijvoorbeeld, varkensembryo's. De resulterende wezens zouden niet alleen één specifiek menselijk orgaan bevatten. Ze kunnen ook stukjes menselijke huid, menselijke ogen of zelfs delen van een menselijk brein hebben. Dat zou behoorlijk ethisch uitdagend zijn. Dus, wetenschap is er nog niet, maar ze werken eraan.

2A Plantachtige vis

Het vissen met vissen kan lonend zijn. Maar het voeren ervan is vervelend. Als vissen een beetje meer op kamerplanten lijken, dan zouden we hun tanks eenvoudig in zonnige hoeken kunnen plaatsen en ze kunnen zien zwemmen. Licht en koolstofdioxide zouden het water binnendringen en dienen in plaats van voedsel. Het is een bizarre maar heerlijke droom. Een manier om dit te bereiken is om chloroplasten in viscellen te introduceren. Chloroplasten zijn kleine krachtpatsers, aanwezig in planten en algen. Ze voeren een gespecialiseerd proces genaamd fotosynthese uit, waarbij met lichtenergie suiker wordt gemaakt.

Een experiment met betrekking tot dit doel werd beschreven in een artikel uit 2011. Daarin injecteerden wetenschappers bevruchte zebravisseieren met een soort bacterie genaamd Synechococcus elongatus. Zoals chloroplasten, S. elongatus cellen voeren fotosynthese uit, en alles ging redelijk goed gedurende 12 dagen. Het zebravisembryo stierf niet en veel van de bacteriën stierven niet. Zoals het zebravisembryo is verdeeld, S. elongatus werd opgenomen in vele delen van zijn lichaam, inclusief de hersenen en de lens van het oog.

Gedurende deze periode was het lichaam van het embryo transparant, waardoor S. elongatus om het licht te krijgen dat het nodig had. Toen, na 12 dagen, begon het embryo huidpigmenten te produceren, die het licht zouden hebben geblokkeerd, waardoor het experiment tot een einde kwam. Het resultaat is helaas dat er nog veel meer werk te doen is voordat we onze zon-aangedreven vissen krijgen. Maar in ieder geval hebben wetenschappers een begin gemaakt.

1Embryo's in een muisoog

Op het eerste gezicht hebben het oog en de baarmoeder niets gemeen. Het oog neemt licht waar, terwijl de baarmoeder een ruimte is waar embryo's worden ingebracht. Maar het blijkt dat het oog ook embryo's kan huisvesten, althans voor een korte tijd. Dit vreemde feit werd voor het eerst gepubliceerd in een document uit 1947 dat erop gericht was na te gaan of de baarmoeder echt speciaal was: had het embryo het echt nodig of zou een andere warme ruimte even goed werken?

Om deze vraag te testen, plaatsten onderzoekers vroege muizenembryo's in de ogen van muizen. En sommige van de embryo's bleven groeien. Sommigen van hen graven zelfs in de iris in plaats van de baarmoederwand. Omdat het oog een beter kijkscherm maakt dan de baarmoeder (vooral omdat de muizen albino's waren zonder oogpigment), kon de auteur van de studie de embryo's in realtime bekijken.

Natuurlijk, toen de embryo's groter werden, stopte de hele regeling met werken. Bij één uitkomst barstte het oog open. In de andere begon het embryo te krimpen, waardoor een litteken achterbleef.

Nog een vreemd feit: het geslacht van de muis deed er niet toe. De embryo's groeiden in de ogen van mannelijke muizen en in de ogen van vrouwelijke muizen. Of hetzelfde geldt voor mensen is niet duidelijk, maar de boodschap is potentieel hartverwarmend - mannen kunnen zwanger worden. Hoewel er een goede kans is dat hun ogen zullen exploderen.