Чтение онлайн

В течение последнего десятилетия многое сделано для того, чтобы добиться длительного сохранения зигот посредством их замораживания при сверхнизких температурах (путем перевода их в состояние анабиоза) или, иначе говоря, обеспечить своего рода «замороженную жизнь». Однако в отличие от спермы, в которой при замораживании сохраняется свыше 10 млн. сперматозоидов в каждой дозе, зародыш представляет собой значительно более сложную структуру. Его клетки содержат 90 % воды, в связи с чем существует опасность образования кристалликов льда. Вот почему ученые сконцентрировали свои усилия на использовании криопротекторов, которые после размораживания зародышей можно удалить. Перед использованием для трансплантации замороженные зародыши снова подвергаются тщательной проверке.

В начале 70-х годов специалистами из Национальной лаборатории в Оук Ридже (США) удалось впервые заморозить зародыши лабораторных мышей при температуре — 196 °C, не повредив их. Эти зародыши после размораживания были пересажены в матку самок мышей, продолжили развитие, и родились вполне нормальные мышата. Но для того чтобы добиться этого успеха, пришлось заморозить при различных низких температурах свыше 2500 зародышей на различных стадиях их развития (от одной клетки до многоклеточных). Например, 1 тыс. зародышей заморозили при температуре -196 °C. После размораживания большинство из них оказались вполне жизнеспособными. Когда их пересадили в организмы самок мышей, они нормально развивались до взрослых животных, способных продолжать род.

Успех опыта объясняется тем, что замораживание и размораживание производились исключительно медленно и с применением специальных веществ, предотвращающих образование кристалликов льда. Задача заключалась в том, чтобы вода при замораживании не переходила в кристаллическое состояние, а постепенно диффундировала из зародышей. Опыты давали положительные результаты, если температуру понижали со скоростью от 0,3 до 2 °C в минуту. Когда же процесс замораживания ускоряли до 7 °C и более в минуту, все зародыши погибали.

В 1973 г. ученым из Кембриджа (Англия) сопутствовал успех в новом опыте: родился теленок из замороженного зародыша, ранее законсервированного при температуре — 196 °C. Корова, у которой извлекли этот зародыш, не стала матерью животного. После оплодотворения путем искусственного осеменения зиготы извлекли из организма коровы-матери и пересадили другой корове, которая вынашивала теленка в течение 9 месяцев.

Благодаря этому методу можно сохранять зародыши некоторых ценных пород буквально десятилетиями, т. е. даже и после того, как сами производители умрут. Взятые у них зародыши можно заморозить и сохранить.

В 1979 г. советскими учеными была успешно осуществлена пересадка замороженного, а затем размороженного зародыша. Советские ученые испробовали пересадку зародышей различного «возраста», замороженных и незамороженных, на разных стадиях полового цикла коровы — «приемной матери».

Как уже было сказано, метод замораживания дает возможность транспортировать зародыши даже через границы. Так, например, летом 1979 г. в Научно-исследовательском центре животноводства около города Ростока (ГДР) родился «экспериментальный» теленок. Необычным в этом случае было то, что он развился из яйцеклетки, оплодотворенной в Зоотехническом институте польского города Белица. Вскоре после оплодотворения зиготу заморозили при температуре -196 °C, перевезли в ГДР и сохраняли в жидком азоте более 3 месяцев. Затем зиготу извлекли из азота, постепенно разморозили и пересадили в матку телки местной породы. Через определенное время родился здоровый теленок весом 67 кг.

Методом глубокого замораживания зародышей стало возможно консервировать чистые линии лабораторных мышей, сохраняя замороженные зародыши, вместо того чтобы непрерывно содержать и разводить животных для сохранения нужной линии. Этот метод предлагает и способ сохранения редко используемых мутантов и вариантов, что более выгодно с точки зрения экономической, чем поддерживать их живыми. Безусловно, этот метод представляется надежным средством против потерь вследствие какого-нибудь несчастного случая или опасного заболевания.

Хотя большую часть исследований до сих пор проводили на лабораторных мышах, в последнее время получены результаты и при замораживании зародышей крыс и кроликов. Уже ряд лабораторий в Европе, Америке, Японии и Австралии создал «банки замороженных зародышей», в которых надежно сохраняются ценные линии лабораторных животных. Обсуждается даже возможность с помощью этих «банков зародышей» из различных стран создать «международную коллекцию замороженных культур лабораторных животных». Подобные замороженные зародыши при необходимости можно быстро транспортировать через границы [22] .

Французские ученые из Центра научных исследований «Жуан-Жозас», стремясь установить, не оказывает ли замораживание отрицательного влияния на зародыши, занялись изучением морфологических изменений замороженных зародышей крупного рогатого скота. С помощью сканирующего электронного микроскопа они исследовали структуру изменения на поверхности зародышей и установили, что после замораживания и размораживания заметных нарушений не наблюдалось.

Почти целое десятилетие ученые изучают проблемы долговременного консервирования зародышей путем замораживания (в состоянии анабиоза). Из размороженных зародышей уже получено несколько тысяч животных различных видов. Многие специалисты склонны считать, что подобная процедура со временем станет такой же обычной, каким ныне стало искусственное осеменение.

В последнее время стало возможным распознавать пол зародыша путем анализа хромосом клеток наружного слоя зародышевого пузыря, однако при этом снижается вероятность того, что зародыш уцелеет. Пол можно определить, прибегнув к некоторым иммунным реакциям, связанным с Y-хромосомой, или выявив половой хроматин в ядрах клетки из околоплодной жидкости, которую извлекают с помощью пункции через влагалище или перитонеум в количестве около 10 мл в течение первой половины беременности. При наличии полового хроматина, находящегося на внутренней поверхности ядерной мембраны, можно с полной уверенностью установить, что плод — женского пола. В некоторых странах (Канаде и др.) уже получены телята желаемого пола. В комбинации с техникой замораживания этот метод предоставляет возможность выбирать между мужским и женским приплодом.

Новая техника раскрывает огромные возможности перед селекционерами, занимающимися созданием новых пород. Наследственность любого высокопродуктивного животного может быть сохранена в течение длительного срока путем замораживания зародышей, так что даже преждевременная смерть производителя не приведет к неотвратимым последствиям и полной потере породы.

Для увеличения приплода сельскохозяйственных животных во многих лабораториях проводится ряд интересных и перспективных опытов. Так, например, оказалось, что если между 6-м и 7-м днем развития зародышей произвести с ними некоторые требующие особенной осторожности и точности манипуляции, в результате рождаются ягнята-близнецы и телята-близнецы.

Ныне усилия ученых направлены на получение зародышей путем оплодотворения яйцеклетки in vitro (вне организма) — так называемых животных из пробирок [23] . Таким способом можно получить много зародышей от животных с исключительно ценными продуктивными качествами. В этом отношении уже достигнуты заметные успехи. Так, в 1981 г. сообщалось, что на ветеринарном факультете Пенсильванского университета родился первый в мире теленок из пробирки. Точнее, оплодотворение было произведено не в пробирке, а в небольшом стеклянном сосуде для выращивания культур. Руководитель группы, осуществивший этот эксперимент, сообщил, что беременность продолжалась 280 дней, теленок родился здоровым и вполне нормальным во всех отношениях. Неоплодотворенную зрелую яйцеклетку взяли у породистой коровы и после оплодотворения размороженными сперматозоидами поместили ее в специальные инкубационные условия. Позже зародыш пересадили в матку другой коровы, которая нормально его выносила. Это достижение раскрывает перед животноводством богатые перспективы. Специалисты надеются, что эти исследования помогут решить и некоторые проблемы бесплодия у человека.