Недавно прошел пресс-тур в «SPF-виварии» – Центре коллективного пользования СО РАН.
Люди давно научились сохранять разные виды растений на сотни лет вперёд. Для этого семена замораживают и хранят в криобанках в больших подземных хранилищах. Таким образом, будущим поколениям людей будет доступно всё или почти всё многообразие флоры доставшейся нам как великое чудо природы. Известно, что из высших животных некоторые рептилии могут переносить сезонные замораживания.
А как быть с млекопитающими, как передать на сотни лет вперёд уникальный генофонд?
Варианты различных версий криоконсервации теплокровных организмов давно расписали в своих книгах писатели-фантасты. А вот сегодня новосибирские учёные из Института цитологии и генетики первыми в мире вывели здоровое потомство из замороженного мышиного эмбриона. Но следует добавить, что эмбрион находился в периоде диапаузы.
Заведующий сектором криоконсервации и репродуктивных технологий ФИЦ ИЦиГ СО РАН доктор биологических наук Сергей Яковлевич Амстиславский рассказал корреспондентам СМИ, участвующим в пресс-туре:
– Диапауза – это такое состояние, когда развитие приостанавливается, а успешность определяется тем, что мы заложили в криобанк определённое число бластоцист в стадии диапаузы у мышей. И потом извлекли из криобанка, покультивировали их. Дали им возможность отойти от этого состояния. Потом пересадили их к самкам – к реципиентным мышам – приёмным матерям. И они успешно выносили потомство.
Но всё, что просто произносится, не всегда так просто происходит.
При диапаузе обмен веществ замедляется, а экспрессия большинства генов снижается. Но это не для всех млекопитающих одинаково, у мышей – десять дней, у горностая – девять месяцев.
Эксперимент с мышами длился примерно год. Успех достигнут. Можно писать статьи в научные журналы о новой научной сенсации. Но учёные не останавливаются на достигнутом, и команда научных сотрудников и аспирантов продолжает исследования. Прибывшим на научную экскурсию журналистам показывают все стадии работы с биологическими объектами и сложными препаратами.
Лабораторные мыши – главные обитатели «SPF-вивария». Здесь ещё живут и крысы и хомяки. Английская аббревиатура «SPF» (SpecificPathogenFree) обозначает, что в виварии содержатся животные, свободные от патогенов – микроорганизмов, способных вызвать какие-либо заболевания. И это именно о «свободе» от патогенов, ведь вообще без микроорганизмов ни одно существо в мире не живёт.
Путь мыши
А теперь давайте проследим путь мышки в криолаборатории от момента зачатия до благополучного рождения.
В ходе проведённого эксперимента удалось получить потомство из 19 эмбрионов. Новые мыши родились здоровыми и уже участвуют в проведении следующих экспериментов.
Весь объём экспериментальных работ проводится в лаборатории сектора криоконсервации и репродуктивных технологий. Эмбрионы, полученные от мышек-доноров, с помощью микроскопа в период диапаузы делят на жизнеспособные и нежизнеспособные. Потом их культивируют в инкубаторе, готовят к заморозке, а после и к последующей трансплантации.
В ламинарном шкафу проводят основные операции. Здесь проверяется качество биоматериала после разморозки. Наблюдая во флюоресцентный микроскоп, выявляют и подсчитывают количество разрушенных клеток. Здоровые, словно в колыбель, помещают в инкубатор в чашке Петри.
Младший научный сотрудник сектора криоконсервации и репродуктивных технологий ФИЦ ИЦиГ СО РАН Тамара Александровна Рахманова пояснила ход происходящего:
– Мы помещаем эмбрионы в инкубатор, чтобы из одной стадии они перешли в другую или, наоборот, после размораживания полностью «пришли в себя». После этого проводится повторная оценка эмбрионов: снова смотрим, какие из них жизнеспособные, а какие погибли. Затем проводим работу с помощью флуоресцентного микроскопа: окрашиваем эмбрионы, чтобы посчитать количество клеток, посмотреть, как идет активность. После этого можно сделать вывод, в какой стадии находится эмбрион: в спящей или, наоборот, вышел из диапаузы и начал развиваться.
Космический холод
Криохранилище – это две цилиндрические ёмкости, наполненные жидким азотом, словно большой термос. Внутри рабочего пространства температура достигает почти минус двухсот градусов Цельсия. Здесь могут находиться эмбрионы крыс и мышей и даже кошачьих.
Погружать эмбрионы млекопитающих в анабиоз сибирские учёные начали 15 лет назад. Сейчас сотни зародышей находятся в криобанке в глубокой заморозке. Для них жизнь на какое-то время остановилась. И в состоянии этого сна организмы могут храниться долгие годы, пока в хранилище есть азот, без ущерба для репродуктивных функций. В результате всех произведённых действий в секторе вивария родились девятнадцать мышек.
Во имя будущих поколений
Сегодня в мире насчитывается около 130 видов животных, которые проходят состояние диапаузы. Значит, их эмбрионы можно хранить в глубокой заморозке для последующего размножения. Такими свойствами обладают организмы куницеобразных и медведей, в том числе панд, и крупного рогатого скота.
Научный сотрудник сектора криоконсервации и репродуктивных технологий ИЦиГ СО РАН кандидат биологических наук Евгений Юрьевич Брусенцев прокомментировал задачи лаборатории:
– Поскольку диапауза характерна для большинства видов млекопитающих, особенно редких и исчезающих видов, то применение криоконсервации по отношению к этим видам очень важно. И разработка новых протоколов также является важной и имеет высокую эффективность для сохранения, для разнообразия.
А вот для лошадей такой способ рождения пока не подходит.
Видео с экскурсии можно посмотреть, набрав в браузере название ролика: «Экскурсия в «SPF-виварий» – Центр коллективного пользования СО РАН».
Евгений Игошев
Фото и видео Татьяны Марковой
Обратная связь