Фундаментальные и практические аспекты: мини-обзоры. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья научная
К числу наиболее важных причин, по которым искусственное осеменение в овцеводстве распространено не столь широко, как при разведении крупного рогатого скота, относится то, что сперма барана очень чувствительна к повреждениям при замораживании, вследствие чего при цервикальном осеменении в сравнении с лапароскопическим не может быть достигнута оптимальная оплодотворяемость. В течение последних 60 лет проводились многочисленные исследования по поиску идеальной модели для замораживания спермы баранов, тестировались различные методы, прилагались большие усилия. Одно из направлений, которое в последние годы развивается особенно интенсивно, - поиск добавок к разбавителям спермы, используемым при ее криоконсервации, которые способны повысить устойчивость сперматозоидов барана к окислительному стрессу, сопровождающему замораживание и оттаивание. Мы обобщили сведения по этой проблеме, полученные в исследованиях последних 16 лет (2000-2016 годы), рассмотрев прежде всего те добавки, которые демонстрируют лучшие показатели по сравнению с остальными при криоконсервации спермы барана. В качестве потенциальных криопротекторов изучены в основном следующие секретируемые продукты и вещества, а также их синтезируемые аналоги: семенная жидкость и содержащиеся в ней протеины, тиоловые соединения, ферменты антиоксидантной системы, сахара, жирные кислоты и витамины. Однако краткий анализ этих исследований и полученных данных показывает, что необходимо продолжить разработку инновационных технологий, базирующихся на применении новых криозащитных компонентов и их комбинаций в разных дозах, чтобы установить идеальный стандартный протокол для процедуры криоконсервации семени баранов. Далее в производственных испытаниях потребуется подтвердить практическую применимость этих добавок, так как следует убедиться, что результаты научных опытов по введению в среду-разбавитель различных веществ, повышающих устойчивость сперматозоидов барана к образованию кристаллов льда при замораживании, могут быть масштабированы в пределах отрасли. Для этого нужно сравнить количество активных сперматозоидов в спермодозе при применении таких добавок, прогнозируемое на основании лабораторных тестов, с данными по частоте зачатий и ягнениям при искусственном осеменении такой спермой.
Бесплатно
Новые методы анализа спермы с использованием системы CASA (сomputer-assisted sperm analysis)
Статья научная
Анализ спермы составляет основу определения оплодотворяющей способности племенного производителя. Кроме того, число доз осеменения в одном эякуляте зависит от показателей спермы. Андрология стала одной из первых областей в медицине, где цифровые технологии анализа изображений нашли применение при оценке состояния половых путей и функции спермиев. Их совершенствование расширяет возможности применения разрабатываемых систем в медицинской практике или животноводстве. В системах ISAS®PBos («PROISER - Projectes i Serveis R+D S.L.», Испания) анализ семени включает определение количества, подвижности и морфологии спермиев. С учетом размеров спермиев, оптимальной скорости передачи и обработки изображений разрабатываются системы для двумерного анализа подвижности сперматозоидов у разных видов животных. Система ISAS®PBos подсчитывает процент морфологических аномалий на основании изображений, полученных для оценки подвижности, и позволяет определять оптимальное число спермодоз в эякуляте. Выявление морфологических различий спермиев у разных пород, а также наличия структурированных субполяций спермиев в эякуляте выводит исследования в области репродуктивной биологии на следующий уровень и открывает новые перспективы для практики разведения животных. При изучении спермиев на субпопуляционном уровне применяется многомерная статистика, которая базируется на анализе главных компонент. В статистическом оценивании и математическом моделировании предлагается использовать байесовский подход, на основании которого в ближайшее время будет разработан математический инструментарий для оценки качества спермы. Существенные недостатки распространенных ранее методов связаны с изменениями естественной подвижности клеток в счетных камерах и нативной формы и размеров сперматозоида в процессе подготовки препаратов (обезвоживание, фиксация, мечение и монтаж). Эти проблемы снимаются при работе с новыми системами - ISAS® 3DTrack и Trumorph® для определения соответственно подвижности и морфологии сперматозоидов. ISAS® 3DTrack (лазерный микроскоп без линз) с глубиной резкости около 100 мкм позволяет получать трехмерное изображение треков движения клеток, что является большой инновацией. По технологии Trumorph® при негативном фазовом контрастировании можно получать изображения с высоким разрешением и выявлять особенности морфологии спермиев у многих видов животных. Комплект ISAS® 3Fun с набором для окрашивания ISAS® 3Fun kit и соответствующим программным обеспечением позволяет четко различать спермии с неповрежденной клеточной оболочкой и акросомой, что имеет важнейшее функциональное значение.
Бесплатно
Статья научная
Качество овоцита определяется его способностью трансформироваться в полноценную яйцеклетку, которая после оплодотворения разовьется в жизнеспособный эмбрион. Адекватная и быстрая оценка качества ооцита имеет решающее значение для успеха репродуктивных биотехнологий сельскохозяйственных животных. Миниатюризация омиксных технологий сделали возможным применение транскриптомики, протеомики и липидомики для анализа индивидуальных овоцитов и использование этих методов для поиска молекулярных маркеров качества яйцеклеток. Качество ооцита в значительной степени определяется его фолликулярной средой, которая влияет на пул РНК, белков и липидов яйцеклетки. Перед оплодотворением яйцеклетка должна пройти через этап созревания, имеющий решающее значение для приобретения ею компетенции к эмбриональному развитию. В настоящем обзоре даны примеры транскриптомного, протеомного и липидомного анализа, выполненного на индивидуальных яйцеклетках коров и клетках кумулюса, в которых сравнивались овоциты с различной компетенцией к созреванию и эмбриональному развитию до стадии бластоцисты in vitro. Особое внимание уделяется оригинальным технологиям протеомики и липидомики на основе масс-спектрометрии, в частности фенотипированию клеток и идентификации молекулярных биомаркеров.
Бесплатно
