これらの不妊マウスはラットの精子を作るために改造されている

生物学者は、異なる種の精子を生産する動物の遺伝子操作に成功しました。これにより、動物の DNA のみを使用する動物の繁殖に研究室が一歩近づきました。絶滅危惧種の個体数を回復したり、絶滅した種を復活させたりできる可能性はありますが、心配しないでください。ジュラシック パークはおそらくフィクションのままでしょう。

本日Stem Cell Reportsに掲載された新しい研究は、不妊のハイブリッド マウスでラットの精子を生成できることを実証しました。この技術はまだ微調整が必​​要ですが、研究著者らは、ある種の人工幹細胞を別の種の胚に追加するという、胚盤胞補完と呼ばれる手法は、絶滅危惧種を増やせる可能性があると述べています。絶滅危惧種の個体数が健全な状態を維持できない場合、研究室で卵子と精子を生成することは、個体数を増やすための新しいツールとして使用できる可能性があります。

研究チームのプロセスでは幹細胞、特に多能性幹細胞が使用されました。幹細胞はあらゆる種類の細胞を作る原料ですが、多能性幹細胞は最も多くの種類の細胞を生成できます。これらの幹細胞は自然には胚でのみ発生しますが、通常の組織サンプルなどの他の種類の細胞が多能性幹細胞に変換される可能性もあります。そのため、科学者は研究室でこれらの幹細胞を醸造するためのより入手しやすいソースを手に入れることができます。それらを別の生きた動物の不妊胚に加えると、最終的にこれらの幹細胞は精子や卵子などの生殖細胞に変換されます。

これまでの研究で、多能性幹細胞を使えばマウスの体内でラットの精子を作ることができることがすでに示されていたと、スイス連邦工科大学チューリッヒ校の生物学者で、この研究の共著者でもあるオリ・バーヌール氏は言う。そのプロセスにはキメラの作成が含まれる。キメラとは、複数の動物（この場合はマウスとラット）の人工的な遺伝子交雑種である。しかし、ラットとマウスのキメラを使った過去の実験では、ラットに加えてマウスの精子も生成されたため、区別、分離、使用が困難な混合物となっていた。こうした過去の実験とは異なり、バーヌール氏と彼のチームは遺伝的に不妊のマウスを使用した。ラットの多能性幹細胞を不妊のマウスの胚の特定の発達段階（この場合は胚盤胞段階）に加えると、結果として生じたラットとマウスのキメラではラットの精子だけが形成される。

「特にこのプロセスが他の種にも適用できるのであれば、ハードルが一つ取り除かれることになる」と、この研究には関わっていないロックフェラー大学の博士研究員で幹細胞生物学者のケビン・ゴンザレス氏は言う。

しかし、この新しいシステムは完璧に成功したわけではない。キメラが作り出した精子はネズミの卵子を受精させることができたが、その割合は比較的低く、その結果生じた胚は生きた子孫に成長しなかった。バー・ヌール氏と彼のチームはその理由はよくわかっていないが、細胞が凍結・解凍されたため生存率が低下することが原因ではないかと示唆している。「これはまだ追求する必要があり、取り組んでいるところです」とバー・ヌール氏は言う。

それでもゴンザレス氏は、異なる種の精子だけを生産するキメラを作製するチームの能力は、保全活動における幹細胞増殖の将来にとって有望な進歩を示していると述べている。この研究路線を継続することで、数が減っている絶滅危惧種（または絶滅種）を再繁殖させる可能性がある。個体数が少ないと遺伝的多様性が欠如し、絶滅のリスクが高まる。「絶滅が深刻に危惧されている種について考えると、精子を入手することはおそらく不可能でしょう」とバー・ヌール氏は説明する。「しかし、組織サンプルは入手できるかもしれません。それを多能性幹細胞に変換して進化的に近い種を見つけることができれば、最終的にはその種を再繁殖させる可能性があります。」

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この技術が実用化されるまでには、まだいくつかの段階が残っている。まず、生物学者は、この特定のタイプの幹細胞増殖、つまり胚盤胞補完法で作られた精子を持つ生物を実際に開発できていない。さらに、この方法で女性の卵子を生成できた人はいない。しかし、バーナー氏とゴンザレス氏は、それが可能であると考える理由は十分にあると述べている。

ゴンザレス氏は、このアプリの将来的な利用は、多能性幹細胞の保有または作成にかかっていると指摘する。絶滅危惧種の組織のサンプルは収集・保存されており、研究室はそれにアクセスできるようになるだろうと同氏は言う。しかし、細胞を多能性幹細胞に変えるために必要な遺伝子の鍵の具体的なセットは、種によって異なる。たとえば、研究室のマウスの DNA 配列は比較的よく知られているが、希少なトラの配列はそうではないかもしれない。

哺乳類の生殖システムにはもう一つの障壁がある。生存可能な胚を運ぶ宿主が必要になるのだ、とゴンザレスは言う。精子と卵子がうまく作られ結合したとしても、その胚が別の種、たとえ近縁種であっても、子宮内で健康に成長できるかどうかは不明だ。

細胞サンプルを使って絶滅した種を蘇らせる、あるいは絶滅寸前の種を蘇らせるというのは、まるで『ジュラシック・パーク』のようだが、この技術を実用化するには、研究者たちがまだ乗り越えなければならないハードルがいくつかある。