 |
|
Дисциплина «Биотехнология животных»
3. Метод клонирования с помощью пересадки ядер
В 1981г. впервые получили клонов мышей, идентичных донору. Донор - эмбриональные клетки мышей, взятые на стадии бластоцисты. Изначально повторить эксперимент не могли, но затем получили, если трансплантировали ядра эмбрионов на стадии не позднее 2 бластомеров. Было показано, что ядра 8-клеточных зародышей и клеток внутренней клеточной массы бластоцисты не обеспечивают развитие in vitro реконструированных яйцеклеток даже до садии морулы, которая предшествует стадии бластоцисты. Небольшая часть (5%) ядер 4-клеточных зародышей дает возможность развиваться только до стадии морулы. Эти и многие другие данные показывают, что в эмбриогенезе у мышей клеточные ядра рано теряют тотипотентность. У других млекопитающих (кролики, овцы, КРС) активация первой группы генов в эмбриогенезе происходит позднее, на 8-16-клеточной стадии.В 1985 г. Б.В. Конюховым и Е.С. Платоновым разработан метод менее травматического переноса ядер - микроманипуляция. Он протекает в два этапа: 1.тонкой микропипеткой прокалывают зоны пеллюцида и плазматической мембраны и извлекают пронуклеусы; 2. другой пипеткой, большего диаметра (12 мкм) в то же отверстие вводят диплоидное ядро донора. В этом случае меньше травмируется цитоплазма зиготы и транспортируемое ядро донора. Трансплантация ядер может осуществляться с использованием цитохалазинов (веществ, синтезируемых грибами). Цитохалазин В разрушает структуру микрофиламентов и способствует уникальному расположению ядра. Ядро остается соединенным с клеткой тоненьким стебельком цитоплазмы. При центрифугировании этот мостик разрывается, образуются безъядерные клетки (цитопласты) и кариопласты, представляющие собой ядра, окруженные тонким слоем цитоплазмы и цитоплазматической мембраной. Цитопласты отделяют от интактных клеток в градиенте плотности. Они сохраняют способность прикрепляться к поверхности культурального сосуда и могут быть использованы для слияния с кариопластами других клеток с целью получения жизнеспособной клетки.Методы выделения кариопластов несколько сложнее и включают в себя ряд операции по центрифугированию, разделению в градиенте плотности и т.д.
10. Искусственное оплодотворение и трансплантация эмбрионов
Эмбриогенетическая инженерия - активная перестройка генома животных путем вмешательства в их развитие на самых ранних стадиях онтогенеза.Если гибридную ДНК ввести в оплодотворенное яйцеклетку, могут быть получены трансгенные организмы, экспрессирующие мутантный ген и передающие его потомками. Генетическая трансформация животных позволяет установить роль отдельных генов и их белковых продуктов как в регуляции активности других генов, так и при различных патологических процессах. С помощью генетической инженерии созданы линии животных, устойчивых к вирусным заболеваниям, а также породы животных с полезными для человека признаками. Например, микроинъекция рекомбинантной ДНК, содержавшей ген соматотропина быка в зиготу кролика позволила получить трансгенное животное с гиперпродукцией этого гормона. Полученные животные обладали ярко выраженной акромегалией. Эмбриотрансплантация - это метод биотехнологии в животноводстве, направленный на изыскание путей и возможностей извлечения физиологического ресурса из репродуктивной системы животных и основанный на применении метода трансплантации эмбрионов с целью ускоренного размножения ценных генотипов. Трансплантация эмбрионов - это метод переноса эмбриона от самки-донора в самку - реципиент. Цель трансплантации в животноводстве - это использование генетического резерва высокопродуктивных самок животных. Благодаря методу трансплантации эмбрионов расширились биологические возможности воспроизводства самок, т.к. в их яичниках содержится огромный запас яйцеклеток. Для более полного использования этого огромного генетического потенциала проведены исследования, направленные на реализацию возможности трансплантации ранних эмбрионов от выдающихся матерей в матку самок с нормальным воспроизводительным циклом, но с низкой генетической ценностью. Данная технология позволяет: 1) резко увеличить число потомков от одной высокопродуктивной самки; 2) осуществлять транспортировку и длительное хранение организмов в виде гамет и эмбрионов; 3) путем отбора гамет и эмбрионов получать потомков желательного пола и с желательными физиолого-биохимическими свойствами.
Для осуществления всех перечисленных технологий необходимо использовать комплекс мероприятий, конечной целью которых является трансплантация эмбрионов.
В целом, вся технология по воспроизводству включает в себя следующие этапы работ: отбор доноров, производителей и реципиентов; суперовуляция доноров и синхронизация охоты между половыми циклами донора и реципиентов; осеменение доноров (естественная случка, искусственное осеменение); вымывание эмбрионов; оценка качества извлеченных эмбрионов; пересадка эмбрионов в гениталии реципиентов. Трансплантация эмбрионов крупного рогатого скота является новым биотехнологическим приемом в селекции, основной эффект которого в увеличении количества потомков по материнской линии. Метод трансплантации эмбрионов включает следующие приемы: вызывание полиовуляции у доноров, извлечение эмбрионов, их сохранение и пересадка реципиентам. В медицине трансплантация принимает широкое применение в связи с использованием трансплантации эмбрионов в полость матки суррогатных матерей. Порой это бывает последней надеждой у женщин с различными проблемами невынашиваемостью плода. Кроме того, изучение физиологии размножения сельскохозяйственных животных имеет первостепенное значение в фундаментальных исследованиях, что дает полную картину особенности воспроизводства с/х животных и дальнейшее использование полученных результатов в прикладной сфере, например трансплантация эмбрионов от самок доноров к рецепиентам, ускорив воспроизводство скота. В комплексе, методы эмбриоинженерии, эмбриокультуры и эмбриотрансплантации в животноводстве обеспечивают раскрытие селекционного, т.е. генетического резерва животных.