Kort før påske 2018 drog næsehornet Sudan sit sidste suk.
Sudan var den allersidste han af de nordlige hvide næsehorn, men inden han døde, var nødplanen iværksat: Biologer tog prøver fra næsehornet og sendte dem til San Diego i det sydlige Californien, hvor de blev lagt i en enorm zoologisk dybfryser.
Frozen Zoo i San Diego er blot et af zoologernes frosne lagre, der er fyldt med sæd, æg, hud og andre celler fra skildpadder, pingviner og mange andre truede dyrearter.
Fryseren fungerer dermed som Noas nedkølede ark, som forskere vil bruge til at genoplive en række truede dyrearter.
Forskerne vil få dyr til at genopstå fra petriskåle i laboratoriet ved at manipulere celler med nye teknikker.
Hvis det lykkes, kan de samme teknikker en dag også komme mennesker til gode og kurere sygdomme, som i dag er uhelbredelige.
Sudan, den sidste han af arten nordligt hvidt næsehorn, døde i 2018. Hans dna er gemt i zoologiske frysere, og forskere vil bruge prøverne til at genoplive en ny bestand af arten.
Liv uddør i rekordtempo
Vi er midt i en periode, som forskere kalder den sjette masseuddøen.
Dyre- og plantearter uddør så hurtigt, at vi skal 66 millioner år tilbage for at finde noget lignende.
Dengang ramte en asteroide Jorden, og dinosaurerne uddøde, men i dag er menneskers landbrug, forurening og krybskytteri samlet set en lige så stor trussel.
Hver eneste dag forsvinder 5-55 dyre- og plantearter, og tempoet er så højt, at flere forskere estimerer, at halvdelen af klodens arter kan være væk i år 2050.
Den almindeligste måde at bevare en truet dyreart på er at beskytte leveområdet.
Mange truede arter, for eksempel javanæsehornet i Indonesien og verdens mindste marsvin i Den Mexicanske Golf, bor derfor i dag i naturarvsområder.
Derudover bliver der også arbejdet på at sætte flere krybskytter bag lås og slå, bremse ulovlig skovhugst og reducere CO2-udledning.
Nogle arter er dog så hårdt ramt, at ingen af disse tiltag er nok – for eksempel det nordlige hvide næsehorn. Der er simpelthen ikke nok dyr tilbage til at føre arten videre.
Og her kommer forskernes frosne zoologiske haver ind i billedet.
Dna-puslespil skal redde truede dyrearter
Forskere på det såkaldte Earth BioGenome Project vil undersøge dna-koderne i alle dyr og planter på Jorden.
Her ses, hvor langt biologerne er nået med kortlægningen af arvemassen inden for fem overordnede grupper - Encellede organismer, svampe, brunalger, planter og dyr.
Kortlægningen af dyrs dna-koder giver bedre muligheder for at genoplive eller genopbygge en bestand, fordi man fx kan bruge genetisk matchende arter som rugemødre samt undgå indavlsproblemer.
Fx har forskere fra Oakland i USA kortlagt dna for tre udrydningstruede papegøjearter. Med dén viden genopbygger de nu en bestand med en sund genetisk variation.
Forskerne bag Earth BioGenome Project mener, at det vil tage ti år at samle dna-oplysninger om alle dyre- og plantearterne i en database.
Næsehorn skal laves i petriskåle
I fryserne i San Diegos Frozen Zoo ligger vævsprøver fra 1000 dyrearter.
Ud over det nordlige hvide næsehorn rummer fryseren blandt andet prøver fra skildpadden Ensomme George, der døde i 2012, og forskerne håber at genoplive arterne med det kolde dna.
Frosne dyreprøver har allerede bevist deres værd. I 1980’erne var der kun 18 sortfodede ildere tilbage i verden.
I 2008 inseminerede forskere så en hun med sæd, der havde ligget nedfrosset siden 1980’erne, og det blev startskuddet til et nyt liv for arten.
Nu lever der omkring 300 sortfodede ildere i naturen.
I dag kan forskerne ved de frosne zooer endda befrugte æg uden for livmoderen. Hunner får et hormon, som stimulerer ægproduktionen.
Når æggene er modne, fjernes de med en hul nål, placeres i en petriskål og blandes med optøede sædceller.
Når ægcellerne er befrugtede, sætter biologer det tidlige foster ind i en rugemor.
Selvom kunstig befrugtning med frossen sæd er mulig, er hver dyreart en ny udfordring, hvor forskerne skal kortlægge arvemassen og tilpasse teknikker til artens forplantning.
Biologer har længe kæmpet med disse udfordringer med det nordlige hvide næsehorn.
Og der er flere problemer for den næsten uddøde art: De sidste to levende hunner er barn og barnebarn af Sudan, som var den sidste han, så forskerne skal også undgå indavlsproblemer.
I år befrugtede forskere for første gang æg taget fra de to hunner med frossen sæd fra Saut og Suni, der døde i 2006 og 2014.
Men der er ikke nok æg og frossen sæd til at genoplive en sund bestand med variation i generne, så der ikke opstår indavlsproblemer.
Derfor udvikler forskere nye stamcelleteknikker, så de for eksempel kan forvandle frosne hudceller til nye æg- og sædceller.
Dermed kan forskerne fremstille æg og sæd med celler taget fra væsentlig flere hvide nordlige næsehorn.
Uddøde dyr genopstår med stamceller
Virus omprogrammerer hudceller til stamceller
Forskere tilsætter en såkaldt retrovirus til hudceller. Virussen indeholder gener fra stamceller, der findes i æg og kan udvikle sig til alle kroppens celler.
Virussen erstatter gener i hudcellerne med egne gener, så hudcellerne ændrer sig til de såkaldte pluripotente stamceller.
Stamceller bliver til ægceller med væv fra æggestokke
Med en blanding af bl.a. proteiner og hormoner udvikler stamcellerne sig til primordiale kønsceller.
Derefter tilsætter forskere væv fra et næsehorns æggestokke, hvilket sætter gang i processen meiose, hvor kønscellerne deler sig og bliver til ægceller, som kan befrugtes.
Æg befrugtes og sættes i rugemor med robotarm
Æggene befrugtes med sæd, enten optøet eller lavet vha. stamceller og kønsvæv som æggene.
En robotarm navigerer via livmoderhalsens snævre gange og “skyder” igennem armens hule indre et foster ind i livmoderen på en rugemor af det nært beslægtede sydlige hvide næsehorn.
Musehale bliver til museunge
Forskere har allerede haft succes med at “omprogrammere” celler.
I 2009 lavede kinesiske forskere hudceller fra en musehale om til såkaldte pluripotente stamceller.
De adskiller sig fra vævsspecifikke stamceller, som kun kan udvikle sig til specifikke opgaver, ved at de kan blive til alle celletyper i kroppen.
Forvandlingen fra hudceller til pluripotente stamceller sker typisk ved, at forskere tilsætter en såkaldt retrovirus til hudcellerne.
Retrovirussen erstatter gener i hudcellerne med kopier af sine egne gener. På den måde nulstilles hudcellerne og kan herefter udvikle sig til alle typer celler.
De kinesiske forskere fik de pluripotente stamceller til at udvikle sig til fosterstamceller i et foster.
Herefter satte de fosteret op i en rugemor, som til sidst fødte musen Tiny – det første dyr nogensinde skabt ved hjælp af pluripotente stamceller.
Musen Tiny er født vha. celler fra en musehale. Forskere lavede halecellerne om til fosterceller, som udviklede sig i et foster, der blev sat op i en rugemor.
Nu er turen altså kommet til det nordlige hvide næsehorn, hvor nedfrosne hudceller er afgørende for at genoplive arten.
Forskerne vil omdanne hudcellerne til pluripotente stamceller og tilsætte gener fra æggestokke og sæd, hvilket skal få cellerne til at udvikle sig til kønsceller og herefter gennemgå processen meiose, hvor de deler sig i fire og halverer deres antal af kromosomer fra 46 til 23.
Når en ægcelle bliver befrugtet af en sædcelle, har de nemlig hver først 23 kromosomer, som så kombineres til de 46, som findes i resten af kroppens celler.
Forskerne udvikler hele tiden denne teknik. Det seneste gennembrud kom i 2018, hvor kønsceller udviklede sig til oogonier, et forstadie til æg.
Biologer har kortlagt arvemassen for de nordlige og sydlige hvide næsehorn og ved derfor, at sydlige hvide næsehorn kan agere rugemødre for deres nordlige slægtninge, når det måske snart lykkes at udvikle ægceller, som kan befrugtes og blive til fostre.
Stamceller kan behandle diabetes
Forskningen ved de frosne zooer kan ikke blot komme tusindvis af dyrearter til gode, men måske også hjælpe os mennesker.
Omprogrammering af celler kan føre til nye behandlinger, idet flere uhelbredelige sygdomme hos mennesker skyldes svigtende celler.
Det gælder for eksempel diabetes, hvor insulinproducerende celler ikke virker.
Hvis læger kan instruere pluripotente stamceller til at opføre sig som insulinproducerende celler, vil lægerne i fremtiden potentielt kunne transplantere sådanne celler ind i diabetespatienter og helbrede sygdommen.
Artiklen blev første gang udgivet i 2019.