В Сибири создан криобанк генетических ресурсов млекопитающих

Первый в России криобанк генетических ресурсов млекопитающих, состоящий из замороженных эмбрионов и семени животных, создан в Институте цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН. В него уже включено более 4 тысяч эмбрионов мышей и крыс, необходимых для исследований, сообщил заведующий сектором криоконсервации и репродуктивных технологий отдела генофондов экспериментальных животных ИЦиГ, доктор биологических наук Сергей Амстиславский.

Сибирский ковчег

"Сибирский ковчег" с виду не столь внушителен, как у библейского Ноя. Он расположился в специально приспособленном помещении SPF-вивария ИЦиГ СО РАН и похож на огромный белый бидон, в котором находится жидкий азот. Там при температуре минус 196 градусов будут "спать" более 4 тысяч эмбрионов мышей и крыс до той поры, пока их не разморозят для трансплантации в самку-реципиента.

"Сегодня в нашем криобанке сохраняются генетические ресурсы более трех десятков линий мышей и крыс, некоторые из которых больше нигде в мире не представлены. Также в нашем хранилище впервые в мировой практике успешно заморожены эмбрионы экзотических мохноногих хомячков - джунгарского и Кэмпбелла", - пояснил ученый.

По словам Амстиславского, зародыши могут находиться в таком состоянии сколько угодно. "Во всяком случае, первые успешно замороженные в Великобритании в начале 70-х годов прошлого века эмбрионы мышей до сих пор жизнеспособны", - добавил он.

Лабораторные грызуны и гипертония

Среди прочих хранятся в криобанке и эмбрионы "крыс-гипертоников", селекция которых была начата в ИЦиГ еще в 70-х годах прошлого века. В сотрудничестве с генетиками из лаборатории профессора Аркадия Маркеля, в которой была создана эта модель для изучения гипертонии, ученые группы Амстиславского изучают связь вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), при которых зародыши на некоторых этапах развиваются вне организма будущей матери, с некоторыми болезнями.

По словам Амстиславского, человеческий зародыш по темпам развития до того, как он имплантируется в матку, очень напоминает мышиный и крысиный. "Короткая беременность крыс позволила нам изучить влияние на развитие их потомков такой распространенной комбинации ВРТ, как криоконсервация (замораживание) с трансплантацией, а также положительные эффекты добавления в этот комплекс третьего этапа - длительного культивирования эмбрионов в искусственных условиях. Именно этот комплекс ВРТ часто применяют для преодоления бесплодия на людях", - пояснил ученый.

Гипертония становится все более распространенным заболеванием - сейчас в мире каждый седьмой человек в той или иной мере испытывал гипертензивные состояния. "Поэтому возможность повлиять на ее проявления у детей, которые рождены от пришедших в клинику родителей, генетически предрасположенных к повышенному артериальному давлению, - заманчивая альтернатива применению лекарств. Эксперименты на гипертензивных линиях крыс помогут в развитии превентивной медицины, а возможно, приведут к созданию ее нового направления - преимплантационной" медицины", - добавил ученый.

Амстиславский считает, что при помощи этого же подхода ученые смогут лучше понять механизмы старения животных. "Этому посвящен один из наших научных проектов", - уточнил он.

Кошки из пробирки

На Земле обитает 5-5,5 тыс. видов млекопитающих, причем пятая их часть находится под угрозой исчезновения. Наиболее яркий пример - семейство кошачьих. Помещение семени, а в будущем яйцеклеток и эмбрионов в криобанк, помогло бы остановить губительный процесс сокращения биоразнообразия диких кошек. Над созданием такой коллекции работает сейчас лаборатория Амстиславского.

Сперматозоиды трех видов кошек уже заняли свое место в "сибирском ковчеге". В этом направлении новосибирские генетики сотрудничают с немецкими учеными из берлинского института исследований в дикой природе и зоопарках, которые создали банк редких видов животных, а также с группой Сергея Найденко из Института проблем экологии и эволюции им. А.Н.Северцова (РАН, Москва), на экспериментальной станции которого содержат в неволе и изучают несколько видов диких кошачьих.

Возможности и перспективы

"Поместить в криобанк эмбрионы или семя того или иного вида - это далеко не все. Превратить замороженные эмбрионы мышей или крыс в живое существо достаточно просто: их размораживают и трансплантируют самкам того же самого вида. С зародышами редкого, а тем более исчезающего вида - это проблема. Возникает главный вопрос - какой суррогатной матери их подсадить?" - отметил ученый.

Он пояснил, что межвидовая трансплантация крайне неэффективна. А вот межвидовые гибриды с успехом могут стать суррогатными матерями. Эта гипотеза экспериментально была недавно подтверждена на экзотических мохноногих хомячках. Впервые в мировой практике шесть эмбрионов джунгарского хомячка были заморожены, затем разморожены, и после того, как была подтверждена их жизнеспособность путем развития "ин витро", пересажены гибридной самке-реципиенту (гибрид хомячка Кэмпбелла и джунгарского), которая в нужное время произвела потомство.

Как утверждают в ИЦиГ, возможности криотехнологий велики, а при их стремительном развитии почти фантастические: с их помощью успешно борются с бесплодием, создают банк редких животных и элитных сельскохозяйственных пород. В мире сейчас работают над криоконсервацией яйцеклеток - это одно из перспективных направлений, однако из-за повышенной чувствительности к охлаждению женских гамет, сами криотехнологии необходимо совершенствовать, что требует фундаментального исследования криобиологических процессов.

Ученые из лаборатории Амстиславского сотрудничают с физиками из лаборатории спектроскопии конденсированных сред Института автоматики и электрометрии СО РАН, возглавляемой доктором физико-математических наук Николаем Суровцевым. "Благодаря тому, что нам удалось объединить в совместном проекте биологические и физические методы исследования, у нас появились новые уникальные возможности понять биофизические механизмы, лежащие в основе процессов глубокого охлаждения биологических объектов, что очень важно для развития криобиологии", - считает ученый.