Вчені мають намір відновити вимерлі види тварин – як функціонує технологія Colossal.

Вчені розробили штучну заміну пташиному яйцю (фото: Colossal)

Американська дослідницька компанія Colossal представила новаторську систему штучного вирощування пташиних ембріонів, яка вирішує ключову проблему сучасної біології розвитку. Вчені вважають, що це відкриває шлях до відродження гігантських вимерлих птахів – додо та моа.

Яку наукову задачу вирішує штучна оболонка?

Протягом десятиліть біологи використовували курячі яйця для вивчення розвитку хребетних тварин. Щоб спостерігати за формуванням органів, дослідники обережно пробивали отвір у шкаралупі, проводили маніпуляції з ДНК або тканинами, а потім заклеювали його скотчем.

Проте такий підхід надавав обмежену інформацію, адже дослідники могли бачити лише початок і кінець експерименту, пропускаючи сам динамічний процес руху клітин.

Спроби виростити ембріон птаха без шкаралупи в лабораторному посуді раніше зазнавали невдачі з двох причин:

Втрата натягу оболонки: без округлої форми природного яйця жовток розтікався, мембрана провисала, а зародок перетворювався на “неорганізовану масу”.

Порушення кровообігу: судинна система зародка, яка проникає глибоко в жовток, руйнувалася, позбавляючи ембріон крові та кисню.

Інженери Colossal змогли точно розрахувати кривизну стінок свого контейнера, щоб зберегти необхідне природне натягування всіх внутрішніх оболонок яєчного жовтка.

Яке пристрій штучного яйця від Colossal

Нова система життєзабезпечення ембріонів складається з кількох високотехнологічних елементів:

3D-друкована основа: міцний каркас, форма якого ідеально імітує внутрішню геометрію пташиного яйця.

Дихаюча мембрана: внутрішня підкладка контейнера забезпечує ефективний газообмін з навколишнім середовищем. Попередні розробки вимагали штучного насичення киснем, що пошкоджувало ДНК зародка. Нова мембрана дозволяє пташці дихати звичайним повітрям кімнатної температури з контролем вологості.

Додавання мінералів: єдине, що вченим потрібно вводити вручну під час росту ембріона, – це кальцій, який у природі зародок зазвичай отримує з внутрішньої сторони справжньої шкаралупи.

Завдяки різниці щільності жовток у контейнері природно спливає вгору, а сам зародок повертається обличчям до дослідника.

Нижню частину пристрою зробили прозорою для розсіювання світла – це дозволяє вченим ставити контейнер під мікроскоп і вперше в історії безперервно знімати на відео весь процес зародження життя.

Курячий ембріон розвивається всередині одного з нових пристроїв, розроблених компанією Colossal (фото: Colossal)

Головна мета

Хоча технологія, безсумнівно, справить революцію в академічній науці, Colossal створила її для цілей деекстинкції (відродження вимерлих видів). Основна проблема екологів полягає в тому, що найближчі живі родичі вимерлих птахів додо (дронта) та гігантського моа значно менші за своїх предків.

“Неможливо взяти маленьке яйце сучасної птиці і виростити в ньому ембріон величезного моа – йому просто не вистачить місця та поживних речовин. Штучне яйце вирішує цю проблему: біотехнологи зможуть поступово додавати поживні речовини в жовток без ризику розриву мембрани”, – пояснюють дослідники.

Попереду у компанії існують два серйозних бар’єри.

По-перше, початковий етап розвитку ембріона птиці відбувається всередині тіла матері ще до відкладання яйця, тому вченим доведеться навчитися відтворювати цей період в пробірці.

По-друге, необхідно розробити метод запліднення яєць безпосередньо після їх перенесення в штучний контейнер.

За словами засновника стартапу Бена Ламма, комерціалізувати винахід для науки компанія не планує і передасть розробку дослідникам безкоштовно.