Сохранить редкие виды животных поможет заморозка эмбрионов

Ученые ФИЦ «Институт цитологии и генетики СОРАН» (ИЦиГ) развивают методы криоконсервации живых организмов. Они ищут способы сохранения генетического разнообразия диких видов семейства кошачьих. 

Исследования ведут в секторе криоконсервации и репродуктивных технологий, рассказывают в пресс-службе ИЦиГ. Задача – найти криопротекторы и способы охлаждения, которые обеспечивали бы возможность без вреда замораживать семя дальневосточного лесного кота, а также рыжей и евразийской рыси с целью сохранения генетических ресурсов этих диких видов кошек.

Совместно с коллегами из Института автоматики и электрометрии СО РАН (ИАиЭ) исследователи из ФИЦ изучали механизмы криоконсервации эмбрионов и гамет на более глубоком уровне.

– На эмпирическом уровне давно известно, что эмбрионы, содержащие большое количество липидов (жировых гранул внутри цитоплазмы), хуже переносят процесс охлаждения, – отметил заведующий сектором д.б.н. Сергей Амстиславский. – Наблюдая само явление, наука никак не могла объяснить причины его возникновения. А это важно, поскольку многие виды сельскохозяйственных животных, прежде всего свиньи, а также все представители отряда хищных имеют богатые липидами эмбрионы и яйцеклетки, что существенно усложняет процесс их криоконсервации.

Вспомогательные репродуктивные технологии востребованы в животноводстве, а также при сохранении диких и исчезающих видов млекопитающих. Отсюда – запрос на разработку безопасных методов криоконсервации именно этих видов животных, обладающих «жирными» яйцеклетками и эмбрионами. Нужного результата пробовали добиться, снижая содержание липидов у эмбрионов свиней непосредственно перед их замораживанием. Но это ведет к проблемам в дальнейшем развитии эмбриона уже после его оттаивания.

Нужно было выяснить, что происходит с липидами во время охлаждения эмбрионов и ооцитов (яйцеклеток). Домашняя кошка оказалась подходящей экспериментальной моделью. 

Специалисты объединили свои компетенции, что помогло добиться результата. У сотрудникой ИЦиГ есть опыт получения жизнеспособных эмбрионов путем ЭКО, что само по себе непростая задача, и общее понимание того, какие биологические процессы происходят при криоконсервации организмов. А их коллеги из ИАиЭ создали оборудование, позволяющее буквально «заглянуть внутрь» живых клеток в процессе их охлаждения с использованием метода комбинационного рассеяния света. Это позволило наблюдать за происходящим в режиме реального времени, а также изучать биофизические процессы во внутриклеточных липидных гранулах.

– В ходе наблюдений удалось зафиксировать переход липидов внутри эмбриона и внутри ооцита домашней кошки из одного фазового состояния в другое, и мы смогли определить важные параметры этого процесса, – рассказал Сергей Амстиславский.

Полученные данные, по словам ученых, имеют как фундаментальное значение для криобиологии, так и прикладную практическую ценность. С прикладной точки зрения детальное изучение процесса поможет сделать криоконсервацию более управляемой и повысит процент жизнеспособных эмбрионов и яйцеклеток после размораживания у тех видов домашних и диких животных, которые этому сложно поддавались.

Фундаментальная значимость этих исследований в том, что будут обозначены теоретические основы процессов криоконсервации. Изучение роли внутриклеточных липидов особенно актуально в связи с «пандемией ожирения» у людей. Ученые намерены посмотреть, как у кошек будут развиваться зародыши после искусственного снижения уровня липидов.

Одновременно ученые намерены насытить липидами эмбрионы мыши (в обычных условиях они отличаются низким содержанием жировых соединений, и потому, к слову, переживают заморозку намного лучше). Получившаяся экспериментальная модель позволит изучить «зеркальную ситуацию», а именно – приведет ли насыщение липидами эмбрионов мыши к их большему повреждению в ходе замораживания. Такой двусторонний подход должен дать более объективную картину происходящего обмена веществ с участием липидов на ранних стадиях эмбрионального развития и поведения внутриклеточных липидных гранул в криогенных процессах, подчеркнули в пресс-службе ФИЦ» Институт цитологии и генетики СО РАН».

Фото Татьяны Осиповой

Добро пожаловать в наши группы в соцсетях ВКонтакте и Facebook. Заходите, смотрите и будьте всегда в курсе самых свежих новостей.