Delen:
10 vreemde experimenten die samen katten en muizen fijnstampen
Katten en muizen liepen zo'n 95 miljoen jaar geleden uiteen. In de natuur is een mash-up van kattenmuizen gewoon niet mogelijk (behalve wanneer een kat een muis met zijn tanden fijnmaakt, wat al vaak genoeg is).
In het lab kunnen de regels een beetje gebogen zijn. Soms is het vervagen van de kat-muisgrens vanuit wetenschappelijk oogpunt logisch, hoewel het vanuit ethisch oogpunt controversieel kan zijn.
10 hybride embryo's
Een hybride kat-muis kan een conflicterend dier zijn. Misschien zou het zijn eigen lichaam aanvallen, met de bedoeling het te doden. Of leef in een constante staat van angst, afgeschrikt door zijn eigen geur.
We weten het niet omdat kat-muis hybriden het niet halen. Niet eens in de buurt. Wetenschappers hebben echter in beide richtingen een begin kunnen maken met dergelijke dieren door een kattenei te combineren met muissperma en een muizenei met kattensperma. Na de conceptie delen veel van deze hybriden in twee cellen. Enkelen bereiken zelfs een meer gevorderd stadium dat de blastocyst wordt genoemd.
In de natuur kunnen hybriden het nog niet halen. Kattenmuis seks zou een hachelijke zaak zijn, al was het maar vanwege het verschil in grootte. Zelfs als ze in staat waren om seks te hebben, zouden het ei en het sperma nog steeds niet kunnen fuseren. Eieren worden omgeven door een beschermende laag genaamd de zona pellucida, die het sperma van niet-verwante dieren blokkeert.
In het laboratorium kunnen wetenschappers deze problemen omzeilen en het sperma rechtstreeks in het ei injecteren. Het werkt ook als ze de spermastaarten afsnijden en alleen de zaadcellen gebruiken. Met behulp van deze methode konden wetenschappers andere combinaties proberen naast kat en muis. Ze hebben bijvoorbeeld sperma van hamsters in katteneieren geïnjecteerd. Ze hebben ook twee sperma in hetzelfde muizenei geïnjecteerd: één kattensperma plus één muissperma.
Deze combinaties hebben het ook niet ver gebracht.
9 muizen delen een kattenkanker
In de natuur doden katten muizen met hun tanden en klauwen. In een onderzoek van 1985 kreeg een kat echter de kans om op een veel vreemdere manier schade toe te brengen. Wetenschappers begonnen met het oogsten van tumoren van 30 katten, allemaal slachtoffers van borstkanker. Sommige katten, waarvoor de hoop bleef bestaan, ondergingen een eenvoudige operatie. Anderen werden geëuthanaseerd.
Toen injecteerden de wetenschappers een speciale muizenstam met cellen van één tumor. Deze muizen misten twee belangrijke eigenschappen. Eerst hadden ze geen haar, wat hen de naam 'naakte muizen' opleverde. Ten tweede had geen van deze katten een thymus, een immuunorgaan in de borst. Zonder dit orgaan konden de muizen geen T-cellen maken.
Bij gebrek aan T-cellen konden de naakte muizen de getransplanteerde kanker niet afwijzen. De cellen van de kat namen wortel en werden herhaaldelijk verdeeld om nieuwe tumoren te maken. Gegeven genoeg tijd zouden deze tumoren de muizen waarschijnlijk hebben gedood. In dit experiment hebben de wetenschappers de muizen zelf gedood.
Wanneer ze uit lichamen worden gehaald, kunnen kankercellen soms lange tijd in laboratoria leven. Dit gold zeker voor de kanker van deze kat, die verscheen in een ander artikel dat 28 jaar later werd gepubliceerd.
Volgens de krant van 2013 injecteerden wetenschappers de cellen van de kat in twee nieuwe plaatsen. De eerste was SCID-muizen, een nieuwe stam die ook geen T-cellen miste. De tweede was kippeneieren, specifiek op membranen buiten het embryo. In beide soorten groeiden de cellen uit tot tumoren.
Het is niet duidelijk wat er met de kat is gebeurd. Het stierf waarschijnlijk in de jaren 1980 als gevolg van zijn kanker. Er is echter een kans buiten dat het herstelde en zelfs een paar decennia langer leefde. Toen de publicatie van 2013 verscheen, was de kat bijna zeker dood.
Maar dat is het verbazingwekkende aan celkweek. Lang nadat de jachtdagen van de kat voorbij waren, leefde een deel van het dier voort. Passend genoeg bleef dat deel zich gedragen als een kat door ravage aan te richten bij muizen en babyvogels.
8 Muiscellen helpen Catch A Cat Virus
HIV infecteert mensen. FIV, een gerelateerd virus, infecteert katten. In beide soorten kunnen geïnfecteerde cellen fuseren met niet-geïnfecteerde cellen om meercellige blobs genaamd syncytia te creëren, hoewel deze fusie afhangt van de aanwezigheid van de juiste eiwitten.
Zoals uiteengezet in een paper uit 1998, is één belangrijk eiwit CXCR4. Wetenschappers hebben FIV-geïnfecteerde kattencellen om syncytia te vormen met cellen van een muis, een hamster en een nerts. De kunst was om eerst CXCR4 in hen uit te drukken.
Wetenschappers probeerden verschillende soorten CXCR4, waaronder een uit een mens en een uit een kat. Enigszins verrassend werkte de menselijke CXCR4 het best. Door deze experimenten hebben de wetenschappers verschillende multispecies mash-ups gecreëerd. In één combinatie gluren muizencellen die een menselijk gen bevatten door naar de cellen van de kat om een grote door FIV-geïnfecteerde blob te maken.
7 Cat DNA verlicht een muishart
In een document uit 2002 voegden wetenschappers twee stukjes DNA bij die behoorden tot in de verte verwante dieren, een vuurvlieg en een kat. Het vuurvlieg-DNA codeerde voor het luciferasegen, waardoor de vuurvlieg 's nachts kon flitsen. Het DNA van de kat was ooit gehecht aan een gen genaamd NCX1 en bevatte instructies voor het uitdrukken van NCX1 in het hart.
Om dit DNA te testen, injecteerden wetenschappers het in de eieren van een laboratoriummuis. In sommige eieren kon dit DNA zich een weg banen in het muizengenoom en zich daar permanent vestigen. Vijf van deze genetisch gemodificeerde eieren ontwikkelden zich tot muizen. Twee kregen baby's die ook het vuurvlieg-katten-DNA bevatten.
Het katten-DNA begon orders uit te geven in de harten van deze muizen. In zijn oorspronkelijke omgeving zou dit DNA de cellen hebben bevolen om NCX1 te maken. Omdat dat gen was uitgewisseld, bestelde het katten-DNA de cellen om in plaats daarvan luciferase te maken.
Toen de hartcellen gehoorzaamden, vulden de harten van deze muizen zich met luciferase, vergelijkbaar met wat er gebeurt in vuurvliegjes.Om ervoor te zorgen dat de hartcellen echt gloeiden, verwijderden wetenschappers ze van de lichamen van de dieren, braken ze ze open en voegden ze een speciaal molecuul toe, luciferine genaamd. Daarna was er licht.
6 Een kattengen blokkeert een muizenvirus
Net zoals muisvirussen in muiscellen groeien, groeien kattenvirussen in de cellen van de kat. In een document uit 1976 maakten wetenschappers samen een geïnfecteerde cel van elk van deze dieren. In deze nieuwe kat-muiscel waren beide virussen veel minder actief. Iets uit de cel van elk dier - waarschijnlijk een gen - leek het virus van het andere dier te blokkeren.
Zowel het genoom van de kat als dat van de muis is echter groot, wat het moeilijk maakte om een van beide genen te lokaliseren of zelfs de boosdoener te beperken. Gelukkig waren deze mash-up-cellen onstabiel. Voor het grootste deel hielden ze hun muischromosomen vast, wat betekende dat het muizengen niet in kaart kon worden gebracht. Veel van de hybriden hadden echter de neiging om kattenchromosomen te verliezen.
Met enkele chemische trucjes konden wetenschappers kiezen voor hybriden die het X-chromosoom van de kat verloren hadden. In deze hybriden werd het muizenvirus weer actief. Vanaf daar konden de wetenschappers aantonen dat het kattengen dat het muizenvirus blokkeerde ergens op het X-chromosoom zat.
5 sneeuwluipaardcellen geconverteerd naar een muiskanker
In een vroeg embryo zijn de cellen "pluripotent", wat betekent dat ze zich kunnen ontwikkelen tot elk deel van het lichaam. Naarmate het embryo ouder wordt, verdwijnt dit vermogen. Levercellen werken alleen in de lever en hersencellen werken alleen in de hersenen.
Het is lastig om de klok terug te draaien om pluripotentie naar een volwassen cel terug te brengen, maar de wetenschap kan dit doen door de cel te transformeren met nieuwe kopieën van verschillende genen. Na deze overdracht wordt de cel beschreven als een geïnduceerde pluripotente stamcel (iPSC). Deze cellen hebben vele mogelijke toepassingen. Sommige zijn medisch, terwijl andere bedreigde soorten helpen.
Met uitzondering van de huiskat worstelen veel katachtige soorten. Als we cellen die gemakkelijk te verkrijgen zijn, zoals huidcellen, in iPSC's kunnen veranderen, kunnen we ze misschien ook veranderen in cellen die moeilijk te verkrijgen zijn, zoals eieren. Met eieren kunnen we embryo's maken die kunnen worden geïmplanteerd in draagmoeders.
Als eerste stap begonnen wetenschappers te werken met oorcellen van een sneeuwluipaard. Om deze cellen om te zetten naar iPSC's ontwikkelden wetenschappers een speciaal virus met vijf menselijke genen die een belangrijke rol speelden bij het helpen van embryo's als embryo's.
Toen het virus de sneeuwluipaardcellen infecteerde, bracht het de menselijke genen over. Om te bevestigen dat deze overdracht had gewerkt, injecteerden de wetenschappers de sneeuwluipaardcellen in een levende muis, waar de sneeuwluipaard iPSCs een speciale tumor vormden, een teratoom genaamd. In deze tumor waren er drie categorieën weefsels zoals die gevonden in vroege embryo's: ectoderm, mesoderm en endoderm.
Dit was klassiek iPSC-gedrag en het bevestigde dat de overdracht van de wetenschappers had gewerkt. De wetenschappers hebben deze kattenmuis-mash-up 10 weken lang onderhouden. Toen doodden ze de muis en verwijderden de sneeuwluipaardtumor.
4 Cat Cells gefuseerd met een muis kanker
Om infecties te bestrijden, maken veel dieren verschillende vormen van gespecialiseerde eiwitten, antilichamen genaamd, die binden aan de indringer en die markeren voor vernietiging. Elke vorm wordt geproduceerd door een ander soort B-cel en bindt zich op een iets andere manier aan de indringer. Deze aandoening wordt polyklonaal genoemd.
In het lab werken wetenschappers echter vaak met monoklonale antilichamen, die in slechts één vorm voorkomen. Om deze monoklonale antilichamen te maken, fuseren wetenschappers B-cellen met cellen van een bloedkanker genaamd myeloom. Deze fusies produceren nieuwe cellen die hybridoma's worden genoemd.
Elke hybridoma produceert slechts één antilichaam (zoals de ouder van de B-cel) en maakt veel kopieën van zichzelf (zoals de ouder van het myeloma). Het resultaat is een eindeloze bron van monoklonale antilichamen die in een laboschaal worden geplaatst.
Wanneer wetenschappers geen myeloomlijn hebben voor een bepaalde soort, lenen zij een myeloom van een tweede soort zoals de laboratoriummuis. Koemat-, nertsmuis- en geitenmuisfusies zijn allemaal met succes gebruikt om antilichamen aan te maken.
Met behulp van deze benadering probeerden de auteurs van een paper uit 1993 kattenantistoffen te maken door cellen uit de milten van zeven katten te extraheren en te fuseren met twee verschillende muizenmyelomen. Deze fusies produceerden veel hybride cellen van katten en muizen. Elk bevatte een mengsel van chromosomen, en vele waren groter dan hun oudercellen. Uiteindelijk produceerde echter geen van de cellen antilichamen.
Om een positieve draai te geven aan dit falen, stelden de wetenschappers voor dat het mogelijk zou kunnen zijn om deze hybriden te fuseren met een andere kattencel en een muizenkattencel te maken. Mogelijk maakten deze cellen antilichamen omdat hetzelfde al was gedaan in muizen- en menselijke cellen om muizen-mens-mens-hybridoma's te maken.
3 Lynx-testikels overgedragen op muizen
Als u een testikeltransplantatie tussen soorten wilt uitvoeren, is de muis een populaire ontvanger. Stukjes van de testikels van schapen, honden en buffels - om er maar een paar te noemen - zijn allemaal onder de huid op hun rug in muizen getransplanteerd. In sommige gevallen kan functioneel sperma worden geoogst van deze transplantaten en worden gebruikt om baby dieren te maken.
Volgens een document uit 2004 verwijderden wetenschappers de testikels van jonge huiskittens, sneden ze in kleine stukjes en entten ze onder de huid van muizen. Sommige van deze transplantaten hebben meer dan een jaar overleefd en sommige produceerden volwassen sperma.
In een paper uit 2014 legden wetenschappers uit hoe ze deze techniek uitbreidden naar de Iberische lynx, een bedreigde kattensoort. Ze geoogst testikels van zes jonge dieren die in leeftijd varieerden van een foetus van zes weken tot een subversie van twee jaar oud.
Testikelstukken van een zes maanden oude lynxwelp werkten het best.Nadat deze stukjes in muizen waren getransplanteerd, startten sommigen van hen met het maken van sperma, maar konden ze het niet voltooien binnen het tijdsbestek van het experiment. Ze maakten slechts enkele primitieve mannelijke kiemcellen, spermatogonia genaamd, maar geen volwassen lynx-sperma.
2 leeuweneieren die zijn overgebracht naar een muis
Eierstokken kunnen ook worden getransplanteerd in laboratoriummuizen. Veel verschillende soorten - waaronder koeien, olifanten en wallaby's - hebben als eierstokdonors gediend. Dus huiskatten.
Bij deze eierstokoverdrachten van kat naar muis zijn verschillende soorten muizen gebruikt, waaronder vrouwelijke muizen waarvan de eigen eierstokken zijn verwijderd en mannelijke muizen die zijn gecastreerd. De niercapsule, net onder de muizennier, dient als een populaire transplantatiesite.
Volgens een paper uit 2014 verzamelden wetenschappers eierstokken van dierentuinleeuwen, sneden ze in stukjes met behulp van een perforator en transplanteerden verschillende stukken onder de achterhuid van een laboratoriummuis. De eierstokken van de leeuwen werden gedurende vier weken in de muis gehouden. Gedurende die tijd bleven delen van de eierstok zich ontwikkelen, maar niet genoeg om volwassen leeuweneieren te maken.
1 Een muis met het immuunsysteem van een kat
Het immuunsysteem bestaat uit verschillende cellen en organen verspreid over het lichaam, waardoor transplantatie een complex proces wordt met vele stappen.
Volgens een document uit 1994 hebben wetenschappers het immuunsysteem van een kat getransplanteerd in muizen. Ze begonnen met het ontleden van eendagskoude kittens van een moeder zonder infecties. Van elke kitten verwijderden ze een aantal verschillende lichaamsdelen, waarvan elk een belangrijke rol speelde in het immuunsysteem.
Vervolgens voerden de wetenschappers verschillende transplantatiepraktijken uit waarbij een speciale muizenstam als ontvanger werd gebruikt. Het immuunsysteem van deze muizen was al uitgeschakeld.
In de rechterhelft van elke muis transplanteerden de wetenschappers delen van de thymussen van de kittens. In de linkerhelft transplanteerden ze delen van de lymfeklieren van de kittens. Daarna injecteerden ze de muizen met milt- en beenmergcellen van de kittens.
Zodra de operaties en injecties voorbij waren, waren deze muizen door verschillende maatregelen katachtig. Hun bloed bevatte katten-DNA. Ze begonnen een kattenimmuunproteïne te produceren, IgG genaamd. En tot slot, zoals beschreven in een document uit 1995, waren de wetenschappers in staat om deze kattenachtigen te infecteren met FIV, het kattenvirus.