Dela med sig:
10 Oddities Of Reproductive Science
Kloning. IVF. Stamceller. Centra av att studera ägget, cellen och embryot har lett till fantastiska framsteg som gynnar mänskligheten. Genom reproduktionens vetenskap har människor uppnått ädla mål, som att övervinna infertilitet, såväl som vardagliga bekvämligheter, till exempel bättre nötkött.
Men vetenskapens framsteg har visat några bisarra varv och freakish resultat. Det har också väckt oroliga etiska frågor. Nedan är 10 av dessa odlingar av reproduktiv vetenskap.
10 Baby Hair Lassos och Salamanders
Forskaren Hans Spemann fann att hans standardverktyg inte fungerade bra på sina testämnen, mycket tidigt stadium salamanderembryon. De var bara för hala. Under sin nio månader gamla dotter hade Spemann en idé. Han snippade av ett lås av dotterns hår och återvände till labbet.
Med små knutar av babyhår som verktyg utförde han sina experiment. I ett tidigt experiment delade han upp embryonerna. Mot tidens typiska teorier var resultatet oberoende, fullbildade salamanders-artificiella tvillingar.
I ett senare experiment trängde han en cell i en hantelform och drev kärnan i en del av cellen. När barnhårsposen lossnades glidde kärnan tillbaka in i den tidigare kärnfria delen av cellen. Därefter delas den delen av cellen, vilket väsentligen gör en klon av den utvecklade sidan av embryot.
Resultaten varierade beroende på var han skar genom ägget och hur han trängde in det. Om näsan skär genom en del av ägget bildas identiska tvillingar. Men om han skar genom en annan del, utvecklade bara hälften av embryot ordentligt. Den andra hälften blev bara en klump av blod och tarmar.
Om han bara förträngde ägget bildade en tvåhöjd salamander. De två huvuden kämpade över mat för samma kropp, och han kallade dem "två egotismar i stället för en". Spemann behöll dessa monsteriga salamandrar i namnet på forskning.
9 urinkloner
Dolly fåren gjordes genom kärntransport. I denna teknik sätts kärnan från en vuxen fårs cell i en äggcell och överförs så småningom till ett får att utvecklas.
Kärnöverföring kan vara användbar vid bevarande av hotade däggdjur. Att ta donatorceller har viss risk för att det kan skada djuret av misstag. Forskare från University of Yamanashi föreslår ett enkelt sätt att samla en mängd olika donatorceller utan att skada djuret: Använd bara urin. Flera typer av celler kan hittas i urin, såsom celler från blåsan och njuren, och dessa celler kan odlas i labbet efter insamling.
Urin är vanligtvis inte bra för cellöverlevnad. För en sak är några av dess ingredienser giftiga. Av detta skäl ansågs att även om levande celler kunde tas från urin, skulle miljön påverka cellöverlevnaden och kärnintegriteten.
Men det var inte ett problem. Några av urinklonerna överlevde till ett tidigt embryonalt stadium och överfördes till surrogater för vidareutveckling. När dessa urinkloner mogit hade de fortfarande avkommor när de uppföddes med varandra. Forskarnas test på klonernas fertilitet antyder sålunda att celler från urin fortfarande är bra för kloning.
Ett problem kvarstår emellertid fortfarande. Det finns endast en begränsad förmåga att samla cellerna i urin från vilda djur, särskilt i rena förhållanden.
8 IVF i historia
Med in vitro fertilization (IVF), infertila par har en chans att komma runt sina kropps gränser och ha barn. I detta förfarande sätts gameterna in i en liten glasfat där de sammanfogar sig för att göra en zygote. Efter att zygoten har utvecklats till scenen av ett tidigt embryo sätts det tillbaka inuti en kvinnas kropp för att utvecklas. Idag är IVF ett rutinmässigt (om dyrt) förfarande och miljontals barn har gjorts med det.
För årtionden sedan ansågs det vara oetiskt och omöjligt och de forskare som ansvarar för den första IVF-barnen till och med anklagades för att "spela Gud". Säkerligen har processen blivit strömlinjeformad sedan dess.
Ursprungligen var IVF mycket mer krävande och hemlig. Hemmeligheten var nödvändig på grund av hur kontroversiell det var då. Kvinnor var tvungna att tillbringa två till tre veckor på kliniken som inpatienter, som bor i bärbara byggnader på grund av kliniken. De var tvungna att samla hela urinen under behandlingen, eftersom det var det enda sättet som läkare kunde övervaka hormonnivåer. Patienter var tvungna att ge prov var tredje timme, även på natten.
Vid en tidpunkt måste ägget samlas in genom en form av nyckelhåloperation där små snitt gjordes i kroppen. Nu finns det en nyare, säkrare teknik som bara behöver mild sedering. Med denna nya teknik kan ägg uppsamlas genom att suga ut dem med en nål under ultraljudsledning. Hela processen tar cirka 30 minuter.
7 Kloningavvikelser
Dolly fåren, känd som den första klonen hos ett vuxet däggdjur, är den enda framgången i en lång kedja av misslyckanden. Av de 277 klonerna som gjorts av forskarna som skapade henne överlevde bara Dolly till födseln.
Misslyckade graviditeter och dödsfall är en vanlig del av reproduktionen. Störningar och fosterskador kan hända oavsett hur ett djur görs. Kloning har därmed en lång historia av problem.
Några onormala foster utvecklas till termen, vilket resulterar i abnormiteter vid födseln. Den mest framträdande onormala fenotypen hos vissa kloner är "stort avkommans syndrom". Kalvar eller lamm med stort avkommans syndrom är 30-40 procent större än normalt, vilket leder till svåra födelser. Andra hälsoproblem är brister i organ, som hjärnan, hjärtat och leveren.
Kalv- och lammkloner som har abnormiteter vid födseln kan ha hälsoproblem under de första månaderna av deras liv.Men efter sex månader är de oskiljbara i utseende och blodmätningar från normalt uppfödda djur av samma ålder.
Kloning negativa effekter på djurs välbefinnande gjorde att Europaparlamentet slog förbud mot kloning av jordbruksdjur 2015. I USA fortsätter dock kloning av boskap hundratals.
6 Uppståndelse från en biff
Problemet med att klona kor för att göra det bästa nötköttet är att det är omöjligt att berätta om köttet är exceptionellt högkvalitativt utan att döda koen. Lyckligtvis finns det ett sätt att komma runt detta: Klon bara från stekarna.
Endast 3 av 10 000 kokroppar kvalificerar sig för den bästa formen av rib eye biff, som har gott om fett i sina muskelfibrer för smak men lite av det tunna lagret av bakfett som ingen vill ha. När en forskare i West Texas A & M University (WTAMU) såg två av dessa sällsynta ribbenögon, fortsatte han i nära följd, han kallade Dean Hawkins, chef för djurvetenskapliga avdelningen vid samma universitet.
Bara lite kött behövdes för att odla celler, ta
WTAMU uppfödde klonerna för att passera generna för utmärkt biff. Klonernas 13 kalvar var de första nötkreatursavkommorna framställda av två klonade slaktkroppar. Sju av dessa klonavkommor slaktades. I den utvärdering som följdes, skördades slaktkropparna kraftigt över branschgenomsnittet.
5 ET och kor
På 1970-talet började amerikanska ranchers bära tarmarna av naturens gränser med en teknik som kallas embryoöverföring (ET). Medan en ko normalt kan bära bara ett embryo åt gången, producerar kor som går genom ET-terapi typiskt sex eller sju användbara embryon. Vissa kan till och med göra så många som 80 till 90 embryon på en gång.
Dessa embryon tas ut med hjälp av tunna rör och läggs sedan i surrogatkor för dräktighet. Med ET kan bönder producera dussintals kalvar per år från genetiskt överlägsna kor utan att korna någonsin måste föda själva.
Med ET finns risk för inavel. Om bönder väljer att bara avkomma avkommor från en enda ko, som kan sänka besättningen genetiska mångfalden och göra den mer utsatt för sjukdom. Paradoxalt sett kan ET också hjälpa till med genetisk mångfald. USDA har ett lager av embryon från en mängd olika husraser i Fort Collins, Colorado.
4 Artificiell Twinning
På ett sätt är kloner väldigt naturliga. När ett enda befruktat ägg splittrar i två för att skapa två genetiskt identiska individer, är resultatet helt enkelt samma tvillingar. Det enklaste sättet att klona ett djur är att dela upp ett tidigt stadiumsfoster, vilket ger konstgjorda tvillingar. Processen med artificiell vänskapsarbete har gjorts i stor utsträckning hos kor och producerar tusentals kalvar.
Det första experimentet på artificiell vänskapsverksamhet utfördes av Hans Driesch 1885. Driesch skakade en behållare som innehöll ett tvåcells havsborre embryo som separerade de två cellerna. De två cellerna växte sedan till normala, friska havsborstlarver. 1902 gjorde Hans Spemann samma sak i ryggradsdjur med hjälp av en babyhårspets för att dela ett salamanderembryo.
År 2000 blev en rhesusapa som heter Tetra den första primaten klonad via artificiell vänskapsbildning. Tetra gjordes genom att dela ett åtta celler embryo i fyra tvåcellsdelar.
Trots att metoden var annorlunda var Tetra mycket som Dolly genom att det tog mycket försök att göra henne. Forskarna gjorde 368 embryon genom att dela 107 embryon i två eller fyra stycken. Inte alla embryon överlevde. Av alla surrogatmödrar hade endast Tetras surrogat en normal graviditet.
3 embryo screening
Preimplantatorisk genetisk diagnostik (PGD) är en typ av embryo screening som hjälper par som går igenom in vitro fertilisering (IVF) för att undvika att passera på mutationer som kan orsaka handikapp eller sjukdom hos sina barn. Generellt innebär PGD att man tar ett eller några celler från ett embryo gjord med IVF och testar dess gensekvenser och kromosomer. Vanligtvis är embryon som inte passerar dessa tester kasserade.
Fertilitetskliniker i Kina är enorma och växande. Den största kliniken registrerade 41 000 IVF-förfaranden 2016, vilket är ungefär en fjärdedel av det årliga antalet för hela USA. Med tillväxt av PGD-förfaranden som uppskattas till 60-70 procent per år förväntas det komma att höjas per capita under de närmaste åren.
Organiserade ansträngningar att bli av med genetiska störningar och funktionshinder ger upphov till etiska problem. Några oroar att det är svårt att dämpa livet för dem som redan har dem. Kostnaden för PGD väcker också oro för genetiska egenskaper som ytterligare förstärker klyftan mellan de rika och fattiga. I Kina är dock de flesta tankar fokuserade på fördelarna med förfarandet.
Även kliniker licensierade att göra PGD kan bara använda det för att förhindra allvarlig sjukdom eller hjälpa infertilitetsbehandlingar, vissa människor frågar efter mer. Enligt Sijia Lu, teknikchef på Yikon Genomics, vissa familjer be att sålla ut mutation som gör att många asiater inte behandla alkohol, vilket kan påverka förmågan att delta i ofta alkoholdrivna kinesiska affärsluncher. (Företaget säger nej.)
2 Artificiella embryon
Forskare vid University of Cambridge hävdade att de hade skapat ett artificiellt musembryo med två typer av stamceller. En typ var embryonala stamceller, medan den andra var en typ som normalt gör placentan.
Forskarna sätter blandningen av stamceller på en 3-D-ställning som efterliknade det naturliga cellstödsystemet och hjälpte till utvecklingen av växande celler. Fyra och en halv dag senare växte cellerna på ett sådant sätt att de liknade ett normalt musembryo.
Magdalena Zernicka-Goetz, ledande författare till studien, berättade för Reuters att processen kommer att tillåta människor att studera viktiga händelser i denna fas av mänsklig utveckling utan att egentligen behöva arbeta med embryon.Hon lade till att man vet hur utvecklingen utvecklas normalt gör det möjligt för människor att förstå varför det ofta går fel.
Förslaget väcker etiska frågor. För närvarande kan forskare bara använda kasserade mänskliga embryon och kan bara hålla dem levande i 14 dagar efter befruktning.
1 Prinsen av musprinsessan
År 2004 fullföljde forskare vid Tokyo University of Agriculture en sagolik omöjlighet: en mus gjord utan pappa.
Även om äggceller från däggdjur kan göras artificiellt att dela, dör det resulterande fostret alltid i livmodern. Forskare har länge misstänkt att detta hade något att göra med imprinting, en process där några gener slås på eller av under spelutveckling.
Forskare tog sig runt problemet genom att fusera en omogen äggcell, som ännu inte hade gått igenom imprinting, med en mogen. Det omogna ägget kom från en mus som genetiskt modifierades för att sakna vissa gener som trodde att spåra utvecklingen av obefruktade ägg i foster.
Denna lyckliga slut kom med sin andel av kamp. Av 457 äggfusioner överlevde endast 371 till ett tidigt blodkropps embryonalt stadium som skulle sättas in i surrogater. Bara 10 levande muspuppar föddes, och endast en överlevde till vuxen ålder. Den ensamma framgången namngavs Kaguya efter en japansk sagaprinsessan som en baby i en bambu-stubbe.
Enligt forskare är det för tidigt att tillämpa den här metoden på människor eftersom tekniken är mycket arbetsintensiv och har stor felfrekvens. Det skulle också innebära genetiskt modifierande mänskliga ägg, vilket allmänt anses vara etiskt oacceptabelt.