アレクサンダートラヴィスの研究室でのぞっとするようなイップ子犬は、医学の驚異のようには見えません。 しかし、これらの毛皮のような不思議は、体外受精を使用して生まれた最初の犬であり、犬のために開発するのに30年以上かかるプロセスです。
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体外受精（IVF）は、実験室で卵子に精子を受精させるプロセスです。 1970年代以来、私たちは人間や他のいくつかの動物でうまくやっていますが、科学者はそれが犬にどのように作用するかを理解するのに苦労していました。 この技術は、絶滅の危機にcanしているイヌの種を野生で保存するのに役立ち、遺伝子編集技術と組み合わせて、国内品種をより健康にするのに役立つことさえあります。
「IVFが発明されて以来、人々はこれに取り組んできました」とコーネル大学の生殖生物学者、トラビスは言います。 「犬の体外受精で誰も進歩したことがありません。これが最初の成功です。」
問題は、生物学者が不完全な科学に基づいて実験を行っていたこと、特に、マグネシウムが精子の速度を低下させることを示唆した雑誌Gamete Researchで1978年に発表された論文にあったためです。
犬の精子は人間の精子に似ていますが、人間のバージョンとは異なり、犬の精子はすぐに卵子を受精させる準備ができていません。 それは、犬の精子の頭部を覆うコレステロールのコーティングがあり、DNA情報が保存されているためです。 精子が雌犬の子宮を通過すると、マグネシウムを含む化学物質がそのコーティングを分解します。 コーティングがそのまま残っている場合、精子のDNAは卵を受精させることができません。
同じ化学物質の浴槽は、精子に尾を揺らし、プロペラのように振る舞い、卵に穴を掘ってDNAを沈着させるように指示します。 マグネシウムを使用すると、精子はより速く泳ぎ、より簡単に卵に浸透できます。
体外受精中、精子は子宮ではなく試験管内にあるため、科学者は犬の体内に化学浴を作り直す必要がありました。 しかし、1978年の論文のためにマグネシウムを含むと考えた科学者は他にいませんでした。 それがなければ、犬の精子を卵の隣に置くことができ、何も起こりません。
「なぜマグネシウムではないのでしょうか。誰もがこの媒体を疑問なく使用しており、1970年代に発明されました。」持続可能な生物学研究所と持続可能な未来のためのコーネルのアトキンソンセンター。
「私たちは戻って見ました」と長島は言う。 「これは間違いなく人生の教訓です。今、私はすべてに疑問を投げかけています。」
7匹の子犬のうち、2匹はビーグルの母親とコッカースパニエルの父親から、5匹はビーグルの父親と母親のペアからのものです。 （マイクキャロル、コーネル大学獣医学部） 以前の研究者も犬のIVFプロセスに依存して犬のプロセスを設計していましたが、生殖システムには考慮されていない顕著な違いがいくつかあります。 人間は月に約1回排卵します。つまり、卵巣は受精の準備ができた卵を放出します。 しかし、犬は年に1回か2回排卵するだけであり、彼らの卵はすぐに実行可能ではありません。
人体のタイムラインに頼って犬と仕事をすることにより、科学者はメスの犬から卵を早すぎる段階で除去していました。 代わりに、チームは、IVFの準備が整う前に、犬の卵子が卵管（人間の卵管）内にしばらく座っている必要があることを発見しました。
長島と彼女の同僚が排卵直後に卵を取り出したとき、卵はどれも受精しなかった。 しかし、彼らが4日間待ったとき、卵の80％が受精したとチームは今週PLOS ONEで報告しています。
犬の子宮から卵を取り出した後、科学者たちは卵子を精子と一緒に培養し、混合物が新しい細胞を作るのを約48時間待ちました。つまり、犬の胎児になる途中でした。 次に、これらの細胞をペトリ皿から取り出し、凍結し、後に代理犬に移植しました。
19個の受精胚のうち、7匹の小さなビーグルミックスの子犬が、数十年の研究の末、7月10日に生まれました。
「あなたはそれらの最初の叫び声を聞きます、そしてそれはかなり良い感じです」とトラビスは言います。 次のステップは、大手術をせずに犬の卵を取り除く方法を学ぶことです。
ミネソタ大学の小動物繁殖専門家であるマーガレット・ルート・クスリッツは、犬のIVF技術を進歩させることで、絶滅危ed種のイヌの個体数を増やすことができると述べています。 絶滅の危機にcanしている、または通常の方法で繁殖できないイヌは、卵子提供者として役立ち、それによって彼らの貴重な遺伝子が次の世代に続くことを保証します。
IVFは飼い犬の病気を減らすためにも使用できます。 今日の多くの純血種は、IVFおよび最新の遺伝子編集ツールを使用して除去できる遺伝的障害に苦しんでいます。 そのような研究は、人間の病気の理解を助けるかもしれません。 チンパンジーは遺伝的に私たちに近いですが、他の種の2倍である350以上の病気の特徴を犬と共有しています。
「それは非常に前向きな一歩です」とルートクーリッツは言います。 「通常の生殖生物学をよりよく理解するのに役立つすべての研究は、動物や人間を助けるためにその知識をどのように使用できるかを考えるのに役立ちます。」
スミソニアン保護生物学研究所のヌカリン・ソンセン（左）とジェニファー・ナガシマは、3頭のIVF子犬を散歩に連れて行きます。 （ジェフェリーマクミラン）
