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Colossal Biosciences用3D打印人造蛋壳成功孵化26只小鸡半透性硅基膜模拟天然蛋壳气体交换,透明窗口实现无损观察胚胎发育

总部位于达拉斯的生物科学、基因工程及"物种复活"公司Colossal Biosciences,利用一套基于3D打印塑料杯构建的合成孵化系统,成功孵化了26只健康的小鸡。这一成果标志着3D打印技术在胚胎体外培育领域取得了新的突破,同时为其最终目标——复活毛里求斯渡渡鸟和新西兰南岛巨型恐鸟——提供了关键的概念验证。


该公司将这一装置描述为"全人造鸡蛋",核心结构由椭圆形打印晶格构成,内部涂覆有一层半透性硅基膜。该膜能够模拟天然蛋壳的气体交换功能,允许氧气被动通过,同时保持水分并阻挡污染物。结构顶部的透明窗口还使研究人员能够在不干扰内部环境的情况下观察胚胎发育的整个过程。虽然Colossal尚未公开具体的制造数据,但近期YouTube公告显示该装置是在拓竹(Bambu Lab)3D打印机上制造的。成品采用双组件设计:一个半透性硅胶膜嵌入刚性3D打印六边形支撑杯内。




该膜经过工程设计,可模拟天然蛋壳的气体交换功能。据Colossal首席生物学官Andrew Pask称,该膜的气体交换速率与生物蛋壳相当。他还表示:"看到它们都在人造蛋壳里动来动去,简直令人难以置信。你真的感觉可以在子宫外培育生命。"科学家此前也曾在不使用原始蛋壳的情况下孵化雏鸡,但大多数无壳孵化系统在后期发育阶段需要大量补充浓缩氧气,这有可能对发育中胚胎的DNA造成损伤。据罗斯林研究所胚胎学家、Colossal鸟类干细胞科学顾问Mike McGrew介绍,研究人员曾尝试使用塑料杯、保鲜膜及其他人工容器,但成功率较低。而Colossal的蛋通过硅胶膜的被动氧气扩散(而非主动补充)解决了氧气问题。


为了产出这26只小鸡,Colossal团队在鸡蛋产下后的24至48小时内,检查了真实母鸡产下的受精蛋。随后,他们小心打开蛋壳,选择他们认为最可能孵化的蛋,并将蛋壳内容物转移至这3D打印的人造蛋壳中,胚胎在此继续发育。Colossal报告称,他们还添加了研磨钙粉,以补偿天然蛋壳原本会提供的矿物质成分。他们未对这些鸡进行任何基因改造——只是将胚胎转移到了人工蛋中。




Colossal表示,这种3D打印杯体可以生产出远超任何现存鸟类尺寸的规格——这是未来涉及南岛巨型恐鸟应用所必需的条件,也是该公司正在进行的物种复活项目之一。该设计可放大或缩小尺寸:可用于制造适合蜂鸟的蛋,或者曾经站立高度接近12英尺的巨型恐鸟那足球大小的蛋。


在复活灭绝物种的应用场景中,人工蛋旨在作为后期孵化容器。要制造出类似渡渡鸟或巨型恐鸟的鸟类,Colossal的科学家需要在更早的细胞阶段引入物种特异性的基因编辑。据密歇根州立大学分子遗传学家、前美国农业部农业研究服务局科学家Hans Cheng介绍,一旦蛋被产下,胚胎已包含约5万个细胞,以当前技术无法对如此大量的细胞进行生物工程改造。Colossal透露,其团队将使用原始生殖细胞(干细胞前体,可发育为精子和卵细胞)来解决这一挑战。去年秋季,该公司已成功从与尼科巴鸽基因相似的家鸽中培养出原始生殖细胞。他们认为尼科巴鸽可能是渡渡鸟项目的合适代孕体。团队尚未为巨型恐鸟选定代孕体,但正在考虑鸸鹋和䳍。不过,鉴于恐鸟的巨大体型,它们最终会超出任何代孕蛋的大小,使人工蛋系统变得至关重要。




Colossal Biosciences在2024年因三只恐狼幼崽由灰狼代孕母体出生而登上头条——这得益于该公司利用古代保存DNA进行的基因工程。该公司的复活物种组合还包括猛犸象、袋狼,以及渡渡鸟和南岛巨型恐鸟。Colossal由CEO Ben Lamm和哈佛大学遗传学家George Church于2021年创立,据称已筹集超过6亿美元资金,估值超过100亿美元。


那么,人工蛋技术还有哪些其他用途?其一,蛋结构的透明观察窗可能对发育生物学研究很有价值。布法罗大学进化生物学家Vincent Lynch指出,能够直接观察早期器官和血管形成,将有益于研究复杂胚胎过程的进化生物学家。




如果您想了解更多关于该项目的信息,请访问Colossal网站,并观看上方视频。到目前为止,Colossal尚未发布与人工蛋结果相关的同行评审论文或公开数据集。您如何看待Colossal利用3D打印制造人工蛋的做法?请在下方评论区告诉我们!

05-20 22:51 转载自:voxelmatters,如对内容有疑问,请联系我们:yihanzhong@amedao.com
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