34. Оплодотворение яйцеклеток вне организма животного (in vitro). Капацитация сперматозоидов

Капацитация сперматозоидов. Важным этапом в разработке метода оплодотворения у млекопитающих было открытие явления капацитации спермиев. В 1951 г. М.К. Чанг и одновременно с ним Г.Р. Аустин установили, что оплодотворение у млекопитающих наступает только в том случае, если спермин в течение нескольких часов до овуляции находятся в яйцеводе животного. Основываясь на наблюдениях по изучению проникновения спермиев яйцеклетки крысы в различные сроки после спаривания Аустин ввел термин капацитации. Он означает, что в спермин должны произойти некоторые физиологические изменения до того, как сперматозоид приобретет способность к оплодотворению.

Разработано несколько методов капацитации эякулированных спермиев домашних животных. Для удаления белков с поверхности спермиев, которые, по-видимому, тормозят капацитацию спермиев, была использована среда с высокой ионной силой.

Однако наибольшее признание получил способ капацитации сперматозоидов с использованием гепарина (Дж. Парриш и др., 1985). Пайеты с замороженным семенем быка оттаивают в водяной бане при 39°С в течение 30—40 с. Примерно 250 мкл оттаянного семени подслаивают под 1 мл среды для капацитации. Среда для капацитации состоит из модифицированной среды Тиройда, без ионов кальция. После инкубации в течение одного часа верхний слой среды объемом 0,5—0,8 мл, содержащий большинство подвижных сперматозоидов, удаляют из пробирки и промывают дважды центрифугированием при 500 g в течение 7—10 мин. После 15 мин инкубации с гепарином (200 мкг/мл) суспензию разбавляют до концентрации 50 миллионов сперматозоидов в мл.

Оплодотворение in vitro и обеспечение ранних стадий развития эмбрионов. Оплодотворение яйцеклеток у млекопитающих осуществляется в яйцеводах. Это затрудняет доступ исследователя к изучению условий среды, в которой происходит процесс оплодотворения. Поэтому система оплодотворения in vitro была бы ценным аналитическим инструментом для изучения биохимических и физиологических факторов, включающихся в процесс успешного соединения гамет.

Применяют следующую схему оплодотворения in vitro и культивирования ранних эмбрионов крупного рогатого скота. Оплодотворение in vitro проводят в капле модифицированной среды Тироида. После созревания in vitro ооциты частично очищают от окружающих экспандированных кумулюсных клеток и переносят в микрокапле по пять ооцитов в каждой. Суспензия сперматозоидов объемом 2—5 мкл добавляется к среде с ооцитами, чтобы достичь концентрации сперматозоидов в каплях 1—1,5 млн/мл. Через 44—48 ч после осеменения определяют наличие дробления ооцитов. Затем эмбрионы помещают на монослой эпителиальных клеток для дальнейшего развития в течение 5 дней.

35. Использование новейших достижений биологической науки в биотехнике размножения животных

В настоящее время существуют исключительно благопри-ятные предпосылки для дальнейшего развития биотехники раз-

множения животных. Особенно большой прогресс достигнут вразработке и совершенствовании методов искусственного осе-менения и трансплантации эмбрионов. Это открыло большиеперспективы в управлении процессами размножения сельскохо-зяйственных животных:- использование биотехники создает богатейшие возмож-ности для селекционной работы (использование высокоценныхпроизводителей, животных с наиболее желательными селекци-онными признаками, индивидуальный подбор пар, использова-ние производителей-улучшате-лей, создание генетических бан-

ков, ускорение интервала между поколениями);- возможность получения гибридов;- предупреждение инфекций и инвазий;- увеличение рождения двоен;- использование животных для воспроизводства при неко-

торых формах бесплодия у них;- обмен генофондом между странами;- использование трансплантации эмбрионов для генной инженерии (получение трансгенных и химерных живот-ных и т.д.). Широкое применение биотехникиразмножения живот-ных ставит на новый, неизмеримо более высокий уровень се-лекционно-племенную работу, делает реальной задачу созда-ния уже в 2010-2015 гг. молочных стад с годовой продуктив-ностью 12000-15000 кг молока, получения 150-160 телят на ка-ждые 100 коров ежегодно.