Approximately 100 species become extinct a day. Despite increasing interest in using cloning
to rescue endangered species, successful interspecies nuclear transfer has not been previously
described, and only a few reports of in vitro embryo formation exist. Here we show that interspecies
nuclear transfer can be used to clone an endangered species with normal karyotypic
and phenotypic development through implantation and the late stages of fetal growth. Somatic
cells from a gaur bull (Bos gaurus), a large wild ox on the verge of extinction, (Species
Survival Plan <100 animals) were electrofused with enucleated oocytes from domestic cows.
Twelve percent of the reconstructed oocytes developed to the blastocyst stage, and 18% of
these embryos developed to the fetal stage when transferred to surrogate mothers. Three of
the fetuses were electively removed at days 46 to 54 of gestation, and two continued gestation
longer than 180 (ongoing) and 200 days, respectively. Microsatellite marker and cytogenetic
analyses confirmed that the nuclear genome of the cloned animals was gaurus in origin.
The gaur nuclei were shown to direct normal fetal development, with differentiation into
complex tissue and organs, even though the mitochondrial DNA (mtDNA) within all the tissue
types evaluated was derived exclusively from the recipient bovine oocytes. These results
suggest that somatic cell cloning methods could be used to restore endangered, or even extinct,
species and populations.
Titre de l'article
Clonage d'une espèce en danger de disparition (Bos gaurus) grâce à la méthode de transfert nucléaire inter-espèces
Clonage d'une espèce en danger de disparition (Bos gaurus) grâce à la méthode de transfert nucléaire inter-espèces
Introduction à l'article
La méthode de transfert nucléaire est une méthode de clonage consistant à transférer le noyau d'une cellule somatique d'un individu dans un oocyte d'un autre individu. Cet oocyte peut ensuite être fécondé et l'embryon qui se développera portera le patrimoine génétique du premier individu. Cette méthode a récemment été proposée dans le cadre de la biologie de la conservation, puisqu'elle permet d'éviter la perte de diversité génétique et de supporter les programmes de reproduction en captivité d'espèces en danger.
Cependant l'un des principaux écueils à cette méthode est la disponibilité en oocytes et en mères porteuses, très faible chez les espèces en danger. Dans ce cas là, on utilise le transfert nucléaire inter-espèces, où l'oocyte utilisé provient d'une espèce différente de celle que l'on veut cloner. Toutefois, cette méthode n'est pas encore bien connue, le but de cet article est donc de savoir si elle peut être utilisée de manière efficace sur une espèce en voie de disparition.
La méthode de transfert nucléaire est une méthode de clonage consistant à transférer le noyau d'une cellule somatique d'un individu dans un oocyte d'un autre individu. Cet oocyte peut ensuite être fécondé et l'embryon qui se développera portera le patrimoine génétique du premier individu. Cette méthode a récemment été proposée dans le cadre de la biologie de la conservation, puisqu'elle permet d'éviter la perte de diversité génétique et de supporter les programmes de reproduction en captivité d'espèces en danger.
Cependant l'un des principaux écueils à cette méthode est la disponibilité en oocytes et en mères porteuses, très faible chez les espèces en danger. Dans ce cas là, on utilise le transfert nucléaire inter-espèces, où l'oocyte utilisé provient d'une espèce différente de celle que l'on veut cloner. Toutefois, cette méthode n'est pas encore bien connue, le but de cet article est donc de savoir si elle peut être utilisée de manière efficace sur une espèce en voie de disparition.
Expériences de l'article
Des fibroblastes ont été collectés post mortem sur un gaur (Bos gaurus), puis mis en culture en vue du transfert nucléaire.
Des oocytes de bovins (Bos taurus) ont été collectés et énucléés au stade de maturation 18-22h. Une suspension de cellules de gaur a ensuite été préparée, puis une cellule a été sélectionnée et transférée dans l'espace pré-vitellin de chaque oocyte énucléé. Enfin, l'oocyte et la cellule ont été fusionnés. Les oocytes ainsi obtenus ont ensuite été cultivés.
3 des embryons obtenus ont été sacrifiés afin de déterminer leur origine génomique et identifier d'éventuelles anomalies développementales. Le nombre de chromosomes de chaque lignée cellulaire a été observé, et un caryotype complet a été reconstruit. Enfin, l'ADN mitochondrial et nucléaire (via des microsatellites) des embryons ont été étudiés et comparés à ceux des bovins (Bos taurus).
Des fibroblastes ont été collectés post mortem sur un gaur (Bos gaurus), puis mis en culture en vue du transfert nucléaire.
Des oocytes de bovins (Bos taurus) ont été collectés et énucléés au stade de maturation 18-22h. Une suspension de cellules de gaur a ensuite été préparée, puis une cellule a été sélectionnée et transférée dans l'espace pré-vitellin de chaque oocyte énucléé. Enfin, l'oocyte et la cellule ont été fusionnés. Les oocytes ainsi obtenus ont ensuite été cultivés.
3 des embryons obtenus ont été sacrifiés afin de déterminer leur origine génomique et identifier d'éventuelles anomalies développementales. Le nombre de chromosomes de chaque lignée cellulaire a été observé, et un caryotype complet a été reconstruit. Enfin, l'ADN mitochondrial et nucléaire (via des microsatellites) des embryons ont été étudiés et comparés à ceux des bovins (Bos taurus).
Résultats de l'article
L'analyse du caryotype des embryons obtenus a révélé un nombre de chromosomes normal pour un gaur. Un total de 692 embryons a pu être reconstruit par transfert nucléaire. Après culture et transfert dans des mères porteuses, 8 embryons se sont développés. 3 foetus ont été sacrifiés pour être étudiés (2 étaient des jumeaux), laissant 6 mères porteuses enceintes, mais seulement une grossesse avancée a pu être obtenue (gestation encore en cours au moment de l'écriture de l'article).
L'étude morphologique des 3 foetus sacrifiés n'a pas révélé d'anomalie développementale. L'analyse des microsatellites a montré que les 3 embryons avaient un patrimoine nucléaire de gaur. Cependant tous les tissus analysés ne contenaient que de l'ADN mitochondrial de Bos taurus. Un autre foetus issus d'un avortement tardif (202 jours) a été étudié. Il présentait un développement morphologique normal, et les mêmes caractéristiques génétiques que les 3 autres foetus étudiés.
L'analyse du caryotype des embryons obtenus a révélé un nombre de chromosomes normal pour un gaur. Un total de 692 embryons a pu être reconstruit par transfert nucléaire. Après culture et transfert dans des mères porteuses, 8 embryons se sont développés. 3 foetus ont été sacrifiés pour être étudiés (2 étaient des jumeaux), laissant 6 mères porteuses enceintes, mais seulement une grossesse avancée a pu être obtenue (gestation encore en cours au moment de l'écriture de l'article).
L'étude morphologique des 3 foetus sacrifiés n'a pas révélé d'anomalie développementale. L'analyse des microsatellites a montré que les 3 embryons avaient un patrimoine nucléaire de gaur. Cependant tous les tissus analysés ne contenaient que de l'ADN mitochondrial de Bos taurus. Un autre foetus issus d'un avortement tardif (202 jours) a été étudié. Il présentait un développement morphologique normal, et les mêmes caractéristiques génétiques que les 3 autres foetus étudiés.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article apporte la preuve qu'il est possible d'obtenir des embryons de mammifères grâce à la méthode de transfert nucléaire inter-espèces. Cela permet d'envisager un nouvelle stratégie de conservation ou des individus seraient créés par clonage et relâchés dans le but de renforcer des populations en déclin et d'enrayer les pertes de diversité génétique. Cependant cette méthode présente encore de nombreux inconvénients. Tout d'abord le taux de succès est très faible, rendant la méthode très coûteuse. Ensuite, le développement post-natal n'a pas été étudié, il n'est donc pas exclu que les nouveaux nés ne survivent pas. De plus, les embryons obtenus ont l'ADN mitochondrial de l'espèce donneuse d'oocytes. Afin d'éviter les incompatibilités entre ADN mitochondrial et nucléaire, il faut que les deux espèces soient très proches phylogénétiquement, ce qui n'est pas toujours possible.
Cet article apporte la preuve qu'il est possible d'obtenir des embryons de mammifères grâce à la méthode de transfert nucléaire inter-espèces. Cela permet d'envisager un nouvelle stratégie de conservation ou des individus seraient créés par clonage et relâchés dans le but de renforcer des populations en déclin et d'enrayer les pertes de diversité génétique. Cependant cette méthode présente encore de nombreux inconvénients. Tout d'abord le taux de succès est très faible, rendant la méthode très coûteuse. Ensuite, le développement post-natal n'a pas été étudié, il n'est donc pas exclu que les nouveaux nés ne survivent pas. De plus, les embryons obtenus ont l'ADN mitochondrial de l'espèce donneuse d'oocytes. Afin d'éviter les incompatibilités entre ADN mitochondrial et nucléaire, il faut que les deux espèces soient très proches phylogénétiquement, ce qui n'est pas toujours possible.
Remarques sur l'article
L'expérience menée pour cet article est une première, il faudra donc qu'elle soit répétée pour pouvoir considérer le transfert nucléaire inter-espèces comme une méthode valide, et connaître ses limites d'application.
L'expérience menée pour cet article est une première, il faudra donc qu'elle soit répétée pour pouvoir considérer le transfert nucléaire inter-espèces comme une méthode valide, et connaître ses limites d'application.
Dernière modification il y a plus de 9 ans.