Människor sparar pengar i banker, i händelse av en nödsituation. Genetiska banker tjänar ett liknande syfte för bönder och forskare som arbetar för att bevara sällsynta växter och djur. Forskare eller bönder kan ta ut prover från dessa “gen”-banker för att hjälpa till att återuppbygga populationer av sällsynta växtsorter och djurraser eller för att öka den genetiska mångfalden inom arter.
Genbanker bevarar också celler eller organismer som är värd för ovanliga genvarianter – gener med speciella egenskaper. Dessa gener kan senare visa sig användbara när någon sjukdomsepidemi slår till, när klimatet förändras eller när andra faktorer hotar växters eller djurs överlevnad. Jordbrukare skulle kunna använda banktillgångarna – lagrade celler eller vävnader – för att återställa genetisk mångfald eller för att introducera egenskaper från andra raser eller sorter.
Smithsonian och SVF Biodiversity Preservation Project i USA fryser sperma och embryon från sällsynta raser av husdjur. US Department of Agriculture's Agricultural Research Service (ARS) har ett ännu större program. Den har nästan en miljon prover av sperma, blod och embryon från både vanliga och sällsynta raser. Sådana samlingar tjänar “som en backup till USA:s boskapsindustri”, förklarar Harvey Blackburn. Han är en djurgenetiker. Han leder också National Animal Germplasm Preservation Program vid ett ARS-labb i Fort Collins, Colo.
Genbanker använder låga temperaturer för att stoppa kemisk och biologisk aktivitet som kan bryta ner celler. Vissa banker fryser material i flytande kväve vid –196° Celsius (-320,8° Fahrenheit). Denna frysprocess ersätter vatten i cellerna med en annan vätska, såsom glycerol. Den vätskan minimerar utvecklingen av iskristaller. Sådana kristaller kan skada cellväggarna. Senare, under upptining, kommer biologer att ta bort glycerol eller någon annan vätska och återföra vatten till cellerna.
Frysning och upptining av celler måste göras snabbt och noggrant så att materialet fortfarande är livsdugligt efter att det har värmts upp igen. Men en del material kräver extra vård.
Spermierna från till exempel kycklingar och andra fjäderfän överlever inte frysnings- och upptiningscykeln lika bra som spermier från kor och andra däggdjur. Fågelbiologi förklarar delvis varför, säger Julie Long. Som fysiolog studerar hon djurs reproduktion vid ett ARS-labb i Beltsville, Md. Till skillnad från däggdjur av honkön lagrar höns spermier i flera veckor efter en enda parning. Sedan använder de dessa spermier över tiden för att befrukta ägg. Så tinade spermier måste vara väldigt tåliga för att hålla sig så länge i honfågelns fortplantningsorgan, förklarar hon.
Formen på det frusna materialet kan också påverka hur väl det överlever frysning. Fågelspermier ser ut som ett snöre. Den formen gör den ömtåligare än spermier från de flesta däggdjur, som innehåller ett runt huvud och en smal svans. Iskristaller kan snabbare skada DNA i en fågels spermier.
Men Long och andra forskare arbetar för att göra fåglarnas spermier mer motståndskraftiga. “Fågelspermier tycks reagera bättre på en mycket snabb frysning”, som ett fall på 200 °C på en minut, konstaterar Long. Det är mer än tre gånger så snabbt som den fryshastighet som krävs för att bevara spermier från däggdjur.
Vätskan i vilken materialet lagras är också viktig. Till exempel tar frysning bort vissa kemikalier från membranet som omger spermiecellerna från fjäderfä. Dessa föreningar hade varit viktiga. De hjälpte spermien att känna igen ett ägg. Att lägga till vissa sockerarter och lipider till lösningen där fågelspermier lagras kan ersätta de förlorade kemikalierna, säger Long. Att ändra den skyddande vätskan och fryslösningen kan också förbättra en spermiecells överlevnad – och fertilitet. Longs team rapporterade lovande forskning med kalkonspermier i december 2013 och igen i juni 2014 i tidskriften Cryobiology.
En genbank kan innehålla många olika typer av material. Det kan finnas frön som kommer att växa till hela växter, eller ägg och spermier som kan förenas för att skapa ett djur. Eller så kan det finnas djurembryon, som kan implanteras i surrogatmödrar. Vissa genbanker lagrar stamceller, som forskare en dag kan använda för att producera ägg och spermier. Banker kan till och med lagra reproduktionsorgan, såsom äggstockar och testiklar. Efter upptining kan dessa organ gå in i djur av andra raser eller till och med andra arter. Senare, när de är mogna, kommer dessa organ att producera spermier eller ägg med generna från djuret som de skördats från.
Genbanker är en backup för framtiden, men de har redan visat sig användbara. 2004 tog SVF till exempel några frysta embryon från en sällsynt ras, Tennessee fainting goat, och implanterade dem i en mer vanlig nubisk get. Det arbetet producerade Chip, känd som “chokladchip” vid födseln. Chip bevisade att processen kunde fungera, och nu är han ett tecken på hopp för sällsynta raser.
Kraftord
amfibier En grupp djur som inkluderar grodor, salamander och caecilianer. Amfibier har ryggrad och kan andas genom huden. Till skillnad från reptiler, fåglar och däggdjur utvecklas inte ofödda eller okläckta amfibier i en speciell skyddssäck som kallas fostersäck.
konstgjord insemination Process för att sätta sperma i ett hondjur för att göra henne dräktig. Övningen gör det möjligt för djuren att föröka sig sexuellt utan att behöva vara närvarande på samma plats samtidigt.ras (substantiv) Djur inom samma art som är så genetiskt lika att de producerar pålitliga och karakteristiska egenskaper. Schäfer och tax, till exempel, är exempel på hundraser. (verb) Att producera avkomma genom reproduktion.
klimatförändring Långsiktig, betydande förändring av jordens klimat. Det kan hända naturligt eller som svar på mänskliga aktiviteter, inklusive förbränning av fossila bränslen och röjning av skog.conservation Handlingen att bevara eller skydda det naturliga miljö.
cryo- Ett prefix som betyder att något är riktigt kallt.
embryo De tidiga stadierna av ett utvecklande ryggradsdjur, eller djur med ryggrad, bestående av endast en eller ett eller några få celler. Som ett adjektiv skulle termen vara embryonal.utrotningshotad Ett adjektiv som används för att beskriva arter som riskerar att dö ut.
gen (adj. genetisk) Ett DNA-segment som kodar eller innehåller instruktioner, för att producera ett protein. Avkommor ärver gener från sina föräldrar. Gener påverkar hur en organism ser ut och beter sig.
genetisk mångfald Variabilitet av gener inom en population.
genetisk Har att göra med kromosomer, DNA och generna i DNA. Det vetenskapsområde som behandlar dessa biologiska instruktioner är känt som genetik. Människor som arbetar inom detta område är genetiker.germplasm En organisms genetiska resurser.
glycerol En färglös, luktfri, klibbig sirap som kan användas som frostskyddsmedel.
däggdjur Ett varmblodigt djur som kännetecknas av innehav av hår eller päls, sekretet mjölk från honor för att mata ungarna och (vanligtvis) bärande av levande ungar.
äggstock Den kvinnliga reproduktionskörteln som gör äggceller.fysiologi Den gren av biologi som behandlar levande organismers vardagliga funktioner och hur deras delar funktion.
population En grupp individer från samma art som lever i samma område.
reptil Kallblodiga ryggradsdjur, vars hud är täckt med fjäll eller kåta plattor. Ormar, sköldpaddor, ödlor och alligatorer är alla reptiler.
sperma Producerad av manliga testiklar hos djur, det är en vitaktig vätska som innehåller spermier , som är de reproduktionsceller som befruktar ägg.art En grupp liknande organismer som kan producera avkomma som kan överleva och föröka sig.
spermier Hos djur, de manliga reproduktionscellerna som kan smälta samman med ett ägg av dess art att skapa en ny organism.
surrogat Ett substitut; något som står i eller ersätter en annan.
testis (plural: testiklar) Det organ hos hanarna hos många djurarter som gör spermier, de fortplantningsceller som befruktar ägg. Detta organ är också den primära platsen som gör testosteron, det primära manliga könshormonet.
egenskap Inom genetik, en egenskap eller egenskap som kan ärvas.variant En version av något som kan komma i olika former. (i biologi) Medlemmar av en art som har någon egenskap (till exempel storlek, färg eller livslängd) som gör dem distinkta. (inom genetik) En gen som har en liten mutation som kan ha lämnat sin värdart något bättre anpassad för sin miljö.
livskraftig Levande och kan överleva.
Leave a Reply