Биотехнология приплода.
Трудно поверить, но советская биология в середине прошлого века стояла у истоков ИО и трансплантации эмбрионов (ТЭ) (И.И. Иванов, В.К. Милованов, И.И. Соколовская, И.В. Смирнов и А.В. Квасницкий). Трудно поверить, потому что на современных фермах стран бывшего Союза не найти ни спермопродукции от отечественных быков, ни эмбрионов от отечественных коров-рекордисток, ни отечественных инструментов для ИО и ТЭ. Сегодня, на зарубежных биотехнологов наши скотоводы смотрят как на пришельцев с чужой планеты, хотя советская наука всего 50–60 лет назад дала этим исследованиям ход.
Мы не случайно в начале статьи привели опыты с искусственным получением спермы немецких и бразильских биотехнологов. В рубрикаторе статей по этой теме почти нет фамилий российских или украинских ученых. Как можно было так быстро и бездарно растерять научный потенциал советской науки? Один такой пример (как идея академика В.К. Милованова по транспортировке спермопродукции превратилась в конкретную французскую технологию фасовки спермы в соломины и завоевала весь мир), автор приводит в журнале «Ефективне тваринництво», 2010 (в печати). Предприимчивый француз Роберт Кассу, вскоре после визита к автору открытия способа криоконсервации спермы, завоевал весь мир французской технологией ИО.
Кажется удивительным, что всего полвека назад доярки причиной появления кашля у телят считали замороженную сперму, с помощью которой эти телята были получены. А еще плюс 20 лет назад зоотехники старой закалки возмущались опытами И.И. Иванова по искусственному осеменению (ИО) домашних животных и проклинали это самое ИО как метод, способный погубить племенное дело.
Следующий период советской биологии (с 30-х по 70-е годы) был отмечен тем, что отечественные ученые-генетики словами Ю. Полякова были вынуждены писать в своих научных статьях и отчетах всевозможную «социалистическую хрень» по особому «мичуринско-лысенковскому» пути пролетарского разведения скота. Горе от «лысенковского ума» продолжается и сегодня – некоторые осколки «лысенковской» биологической школы скатились до уровня примитивных фальсификаций и распространения ложной информации о мнимых успехах биотехнологов Украины. Сегодня у некоторых ведущих биотехнологов УААН в головах еще присутствует «лысенковская» хрень, а на словах — политика «фигового биотехнологического листка», которым прикрывают отсутствие реальных исследований. Всем же известно, что денег на биотехнологию в стране нет, так зачем обманывать общество несуществующими клонированными телятами и «генномодифицированными» успехами в растениеводстве, продукты которого население есть не хочет.
Неудивительно, что правительство страны, в свою очередь, финансировать биотехнологическую «химию» не хочет. Вот почему сегодня основные новости по биотехнологии размножения идут из-за рубежа. Как же современному фермеру-скотоводу разобраться в потоке биотехнологических новостей?
Но ведь что-то есть?
Чем же располагает современная биотехнология воспроизводства крупного рогатого скота и чем она может быть полезна для скотоводов Украины сегодня?
Еще двадцать лет назад для своей книги (Мадисон В.В., Мадисон В.Л., 1988) авторами был составлен список достижений мировой ТЭ, которые могут в скором времени оказаться полезным для производства. Исследования были размещены в порядке их «полезности» скотоводам на то время: красным – стадия научных исследований (◙); желтым – практическое освоение научных разработок (◙); зеленым – использование в практике разведения (◙).
Если эту таблицу воспроизвести сегодня — красного цвета в ТЭ и ИО – уж не осталось. Позволено и по силам – все!
Помедленей пожалуйста, я записываю/
Чтобы иметь представление о размерах, с которыми приходиться работать эмбриологу, приведем красочную картинку оплодотворения ооцита (яйца), с точки зрения художника. Сама яйцеклетка коровы не такая уж маленькая ≈ 60–100 микрон (у человека ≈ 145 мкм), а это — десятая часть миллиметра. Для сравнения – размер головки сперматозоида, которую некоторые техники ИО пытаются разглядеть под микроскопом – всего 3 микрона, а размер вириона HIV (возбудителя СПИДа) -0, 1 мкм (в 30 раз меньше).
После оплодотворения ядра яйцеклетка начинает активно делиться на 2, 4, 8, 16, 32 и т. д. частей (бластомеров), каждая из которых способна дать жизнь новому организму. Открывается поле деятельности для эмбриолога.
В «походных» условиях биотехнологи пользуются импортными или советскими стереоскопическими микроскопами с 40–100 кратным увеличением. Для манипуляций на зародыше используют более мощную и дорогую оптику.
Пересадка ядер (в таблице №1) предполагает вылущивание ядра из бластомеров (см. фото бластомеров ниже) раннего эмбриона племенного донора, которые затем переносятся в энуклеированные (пустые) яйцеклетки беспородного реципиента (суррогатную мать). Этот метод, после активации ооцитов электротоком, позволил Дж. Роблу и его сотрудники в 1987 провести первую работы по пересадке ядер крупного рогатого скота, итогом корой явилось рождение живых телят-клонов. А Чесне с коллегами в 1993 из 32-клеточной морулы получил клон из 5 бычков-близнецов.
Ужас! Советскую власть можно еще раз склонировать.
Овца Долли совершила настоящий переворот в соматическом (из клеток тела) клонировании парнокопытных (2). О значимости этого открытия в 2006 гроду популярно написал А. Чубенко (http://www.cbio.ru/modules/news/article.php?storyid=1774): «Если собрать вместе всех домашних животных, которых клонировали со времени появления на свет незабвенной Долли, их хватит на большую ферму. Со стадами в десятки голов коров, коз, овец и свиней. С одной (пока) лошадью и одной (тоже пока) собакой. С прудом, в котором плавают клонированные рыбы десятка видов и квакают клонированные лягушки. И с амбаром, полным клонированных мышей, которых ловят клонированные кошки. А рядом будет небольшой – вольеров на 10–15 – зоопарк с клонированными дикими животными».
Авторы этой статьи еще бы добавил к этой современной ферме амбар с ГМО-зерном для прокорма этой гвардии; грядки и сады с ГМО-овощами и фруктами, которых не берет ни один вредитель и пастухов-клонов, управляющих этим стадом. Над всем этим пролетают тучки с кислотными дождями, которые поливают грядки немногочисленных фермеров с органическим выращиванием овощей и животных.
Одно мешает включить этому кошмару зеленый свет (см. таблицу) для производства мяса и молока. Все клонированные овцы, а также свиньи и прочая опытная клонированная скотина страдали уродствами, болели и скоропостижно заканчивали свою опытную жизнь. После рождения животных-клонов включался неведомый пока механизм апоптоза (самопроизвольной гибели клеток), напоминающий внезапную гибель нейронов головного мозга при болезни Альцгеймера. «Старческий» фактор, описанный для этой болезни, присутствует также и при соматическом клонировании. Дело в том, что для воспроизводства клонов используют генетический ресурс уже немолодых клеток тела, в которых «старинные часы жизни уже идут». Что же говорить о клетках ископаемых и замороженных животных, клонирование которых пока рассматривается теоретически. Так и до мавзолея Ленина можно добраться!? Только теоретический рожденный Ильич будет 54-летним старичком в пеленках и вряд ли успеет объединить пролетариев всех стран для новой революции.
Итак, соматическое клонирование пока (может к счастью?) не привело к 100% успеху. Еще неизвестно чем может обернуться такой генетический беспорядок, который провоцируют бесшабашные генетики на вновь созданных организмах. Природа, охраняя свой миропорядок, как всегда, оказывается умнее и пока выходит победителем в подобных опытах.
Непорочным методом — только девочки.
В разделе «биотехнологической химии» гораздо привлекательнее выглядят работы по партеногенезу (3) — попыткам заставить делиться яйцеклетку коровы без оплодотворения. Все – таки такой способ однополого размножения встречается в природе позвоночных (0, 1%) и недавно осуществлен у макак (J.Cibelli et al., Science, 2002). То, что в результате партеногенеза рождаются исключительно «девочки», является немаловажным преимуществом для фермеров, обычно неравнодушных к появлению «женского пола» в своих стадах.
Один медицинский источник сообщает (http://trimedadus.ru/kaleydoskop/partenogenez.php), что всего в мире известно 16 случаев непорочного зачатия у людей, произошедших в Африке и странах Европы. Но это скорее недоработка родителей, чем проявление партеногенеза. Всепроникающее воздействие сперматозоидов и их удивительная живучесть (даже после заморозки при -196ºС и бомбардировке ультразвуком) хорошо известна. Лет тридцать назад в ВИЖе даже пытались высушивать сперму быков и хранить неограниченное время для дальнейшего воспроизводства.
Можно верить только одному документу о непорочном зачатии девы Марии — Библии, хотя неверующие считают эту историю красивой легендой. Основная нестыковка библейского описания непорочного зачатия («благоговения»), по которой его нельзя отнести к партеногенезу состоит в том, что младенец Марии оказался мужского пола. Ученые допускают возможность начала самопроизвольного деления зрелой яйцеклетки под влиянием тряски, бани, неустанных молитв и медитации, но в обычных условиях такая яйцеклетка в состоянии партеногенеза – гибнеи на ранних стадиях, а изменить свой пол она может только под воздействием извне.
Тотипотентность – слово неудобное, но очень живучее.
И напротив, исследования биотехнологов по раннему эмбриогенезу (4) тотипотеннтных клеток (способных дать жизнь новому организму) сулит для воспроизводства рекордисток большие возможности. Эти исследования быстро подхватили медики, для которых появилась возможность получать из тотипотентных зародышевых клеток стволовые клетки для выращивания органов. Эмбрион коровы (человека и других млекопитающих) на ранних стадиях состоит из таких тотипотентных 16–72 клеток – бластомеров, которые находятся в состоянии постоянного деления.
На фото под 40–100 кратным увеличением они выглядят как гроздь темного винограда. Пока не образовалась полость и морула не превратилась в бластоцисту (эмбрион с полостью), каждый бластомер теоретически способен дать жизнь новому зародышу или новому органу (в качестве стволовой клетки), остается его только растащить на тотипотентные зародышевые клетки и научиться их выращивать до взрослого состояния (фото).
К 8-му дню развития в эмбрионе коровы образуется полость (бластула), происходит заметная дифференциация клеток на трофобласт (плодные оболочки — питание плода) и эмбриобласт (сам зародыш теленка). После этого срока эмбриональные клетки утрачивают свою тотипотентность и растут по заданной программе.
По вышеперечисленным проблемам биотехнологии воспроизводства (№1, 2,3, 4) примерно четверть века трудятся в Америке и Канаде наши земляки из ВИЖа (РФ) Николай Стрельченко и Валерий Кузнецов из НИИ разведения и генетики (В. Александровка, Киевской обл). Пожелаем им удачи!
Автору неизвестно, почему схожие исследования некому (или недосуг?) организовать на Украине или в РФ. Почему у приличных с виду стран нет средств для десятка микроскопов и организации крольчатника или мышатника на родине ИО и ТЭ? Собрать под одной крышей межгосударственного биоцентра биотехнологов-энтузиастов из разных стран бывшего Союза. Послевоенные 40-годы были для СССР не менее тяжелыми, чем сегодня и именно в эти годы были заложены открытия, перевернувшие мировое ИО и ТЭ.
Зарождение жизни таит в себе огромный и непознанный до сих пор механизм генетического копирования. Например, еще будучи в подмосковном госплемзаводе автор наблюдал под микроскопом удивительную картину, самопроизвольное клонирование 7-дневного зародыша коровы: на взрослой моруле вдруг образовался перехват или перетяжка, через час эмбрион превратился в гантелю и морула разошлась на две близнецовые части (фото). Что вдруг заставило природный «шарик» из 32–64 клеток поделиться надвое? И как его заставить «поклонироваться» вновь без механической резки?
Если удастся познать механизм такого природного самопроизвольного клонирования близнецов у коров (а это в природе пока около 1–2% рожденных двоен) нобелевская премия стране будет обеспечена.
Получение генетических мозаиков (5) – хорошо отработанная технология, имеющая один недостаток: химера, несущая в себе генотип 4-х родителей (две мамы + два папы) не способна передавать эту наследственность потомкам. Например, теленок-химера от 2-х родителей красной породы и 2-х родителей черной породы, унаследует генотип только одной пары родителей.
Такие генетические мозаики легко «лепятся» под микроскопом из наследственного материала (бластомеров) разных животных, но потомкам их химерность не передается. При попытках дальнейшего воспроизводства бычок или телочка наследуют только один парный набор хромосом родителей. Химеризм исчезает. Поэтому химеризм приплода имеет чисто познавательный и конструкторский (как в «лего») интерес. Если интересно проследить фенотипическое проявление разных генотипов, объединенных в одном временном организме.
Если вернуться в реальную жизнь, то идея принимать верительные грамоты от зарубежных послов в доме с химерами (г. Киев) не лучшая находка бывшего президента Украины.
Этот дом следует оставить для организаций, роль и значение которых в реальной жизни ничтожно, для общества бесполезно и в природе не встречается. Например – разместить штаб оранжевой и прочих революций, проводить встречи честных политиков или кружок счастливых фермеров. Эти словосочетания в современном обществе не встречаются и живут только поодиночке.
Для практической жизни химеры интереса не представляют.
Парадоксальное сексирование.\
Больше всего научно-практический мир за последние два десятилетия удивили открывшееся возможности разделения спермы, а значит и планирование зародышей по полу (6). До этого кариотипирование (обследование) хромосом зародыша на наличие мужской Y-хромосомы было возможно только после биопсии (отщепления) клеточной массы, которая нарушала его целостность и снижала выживаемость эмбриона. Теперь, используя для осеменения коров-доноров однополую сперму можно планировать получение соответственно однополых эмбрионов с вероятностью 80–90%.
По поводу открывшейся возможности сортировать по полу спермии с X и Y хромосомой мы писали 5 лет назад: «Метод поточной лазерной цитометрии для разделения спермопродукции по полу, на мужские и женские гаметы, который предлагает английская компания Cogent, сложен и пока остается дорогим удовольствием. Решить эту проблему на родине великого открытия (криоконсервации спермопродукции) — дело чести российской биотехнологической науки. Нужно только желание правительства и немного патриотизма, чтобы профинансировать исследования. В век конструирования генов можно, наверное, изыскать и более простой способ разделения X и Y гамет, чтобы получать приплод и эмбрионы нужного пола» («Животноводство России», 2005, №10). Не откажусь от этих слов и сегодня — надо искать более «человечный» способ «растаскивания» половых гамет разной половой ориентации: химический (включая половые феромоны), механический (включая тряску), электрический, магнитный и еще неизвестно какой.
А пока практикам не стоит сильно обольщаться первыми успехами половой дифференциации генетической продукции. Да и цена сексированной спермопродукции – пока кусается.
Как известно сексированная сперма после ультразвукового сканирования и сортировки имеет пониженную оплодотворяющую способность и низкую концентрацию. Средний результат оплодотворения при обычном применении сексированной спермопродукции около 30%. Можно этот процент повысить до 50–60%, за счет ее использования только на виргинных (девственных) телочках-девочках и только один, первый раз.
В подтверждение этому приведем новогоднее сообщение из ПСП «Плешкані» Золотоношского р-на, Черкасской обл. Главный зоотехник Березовский Ю.А. (на фото) приводит неплохую статистику результативности осеменения стада интактных (девственных) телок в возрасте 15–17 мес сексированной спермой голштинского быка Парадокс red, линия Чифа из США (ABS Global):
• проведено однократное ИО — 197 телочек;
• стало стельными -102 головы (51, 8%);
• на 29.12.09 родилось 40 телят, из них 37 (92, 5%) телочек +3 быка.
Можно только поздравить директора ПСП Лысуна Д.Д. и техника ИО Гразион И.А. с таким успехом. Новогодний сюрприз от быка Парадокса состоял еще и в том, что из 40 телят, отцом которых был сексированный по полу красный голштин 17 телочек имели черную масть (?!). До этого времени (2007–2008 гг) в хозяйстве ИО долгое время проводили обычным, неразделенным по полу семенем быка Парадокса и все телята рождались красной масти, в отца (см. фото).
Все это лишний раз свидетельствует, что биотехнология приплода далеко не изучена и таит еще много подобных сюрпризов. Можно только предположить, что в результате лазерной атаки у части сексированных X-спермиев была утрачена доминантность гена, отвечающего за красную окраску приплода. Окраска приплода стала рецессивной и вновь сможет проявить себя лишь в последующих поколениях. Эти предположения можно подтвердить или опровергнуть только при тщательном генетическом или иммуногенетическом (групп крови) анализе приплода и отца.
Все эти сюрпризы, парадоксы и неприятности могут происходить от лазерного шока, который получает живая сперма при поточной лазерной цитометрии. Следом за лазерным облучением следует холодовой стресс криоконсервации и только затем сексированая сперма попадает к потребителю.
Авторы с коллегами из полтавского «племсервиса» планируют в новом году получить сексированные по полу эмбрионы, после ИО коров-доноров сексированной спермопродукцией. Вероятно, этот «упадок сил» после шокового воздействия лазера и холода может быть передан через сперму и сексированному по полу эмбриону. Но это лишь предположение.
Во всяком случае автору пока не известны бодрые репортажи об успешной приживляемости сексированных по полу эмбрионов. Скорее всего, их жизнеспособность будет на уровне эмбрионов, прошедших технологию выращивания и оплодотворения in vitro, то есть на уровне 30–40% в лучшем случае. К тому же они тоже не дешевы (см таблицу ниже).
Вместо заключения. Кто будет заниматься этим и другими «парадоксами» современного животноводства на Украине в отсутствии единого биотехнологического центра? Именно на острие таких и подобных загадок зарождения жизни лежат будущие приоритет биотехнологии размножения. И как, в связи с этим, не попасть в биотехнологическую петлю нерациональных государственных затрат?
Петля Гольдмана.
Над получением трансгенных коз (7) сегодня трудятся на российско-белорусском предприятии по совместной программе «БелРосТрансген». Ученые и специалисты в г. Жодино (Минская обл.) вот уже 7 лет пытаются вживить в ДНК козы человеческий ген (подробнее на http://www.transgen.ru/). После пересадки такого генномодифицированного зародыша ожидают появления коз, которые будут способны вырабатывать вместе с молоком, полезные для человека биологически активные вещества – например лактоферрин, так необходимый для искусственного вскармливания младенцев. Авторы проекта рассчитывают, что молоко трансгенных коз заменит людям молоко матерей и кормилиц, воспетых еще Пушкиным. К этому есть предпосылки и реальные примеры.
На ферме в Чарлтоне (шт. Массачусетс, США) 30 генетически модифицированных коз с 2006 года дают молоко с человеческим белком антитромбином, который способен разжижать кровь, и на его основе получено первое лекартсво ATryn. За рубежом уже доят коз для получения человеческого лизоцима (1998 г.) и коров для производства лактоферрина (2002 г.). Вообще лактоферрин грудного молока продолжает удивлять фармакологов — недавно в нем обнаружена выраженная противоопухолевая активность (http://www.cbio.ru/modules/news/article.php?storyid=2486), так что молоко матери (несмотря на успехи трансгенеза) пока остается превосходным и незаменимым лекарством от множества болезней, в том числе и онкологических. Вопрос лишь в том, будет ли добавка порошка лактоферина (если его все-таки удастся получить в Жодино) в смеси для грудного скармливания полноценной заменой материнского молока?
Необходимо заметить, что работы по получению трансгенных животных являются достаточно дорогостоящими и обходятся, по оценкам 1999 года: мышь – $100, свинья – $25000, коза – $90000, корова – $550000. Остается только ждать, когда эти работы станут дешевле и выйдут из стадии ученых разработок.
В Жодино появление таких коз ожидают уже десять лет (первые трансгенные козы были обещаны еще в 2006 году).
Автор проекта трансгенных коз Игорь Гольдман, еще в ВИЖе пытался накинуть на эмбрион кролика петлю из сверхпрочной микронити, чтобы вызвать нетравматическое деление эмбриона на части (мы об этом способе деления зародышей писали выше). Сама идея лет 30 назад вызвала большой интерес, как способ клонирования эмбрионов млекопитающих и этот прием даже получил название «петля Гольдмана». Правда дальше лабораторных кроликов «петля» не пошла.
Спустя 20 лет активный биотехнолог попадает на прием к секретарю Союзного государства Россия-Белоруссия Бородину. Пал Палыч, судя по всему, попал в эту «петлю Гольдмана» и выделил 50 млн. рублей из фонда союзного государства на начало разработок. Эта история размещена на www.trasgen и показывает бездомное и пока безнадежное состояние отечественной биотехнологии на современном этапе.
Автор пишет об этом подробно с той лишь целью, чтобы читатель знал, что не следует всякие достижение биотехнологических фантазеров принимать на веру, тем более — отечественных. В Южной Корее биотехнолог Хван У Сук, который «намудрил» с человеческими стволовыми клетками за свои фальсификации чуть не угодил в тюрьму на 4 года (дали условно). А всякая безнаказанность будет порождать новых «биоклоунов».
Схожая история, с авторством якобы клонированных впервые в мире на Украине харьковскими телятами попала даже на TV экраны десять лет назад. Страна праздновала рождение первых в мире клонированных на Украине телят. Правда, ни обнаружить клоны телят тогда, ни повторить «удачный» эксперимент сегодня естествоиспытатели из Харького не берутся. Вот почему сегодня мы не желаем скорейшего возвращения наших талантливых сограждан — биотехнологов из-за рубежа. Там они принесут больше пользы, смогут реализовать себя без постыдных фальсификаций и обмана.
Да и нет сегодня в стране денег на биотехнологию. Убогость приоритетов – определяет сознание нации. Сегодня нация хочет хлеба и зрелищ: нам бы только «помайданить», «Евровидение» провести, да «еврофутбол» продержаться…
ЭКО невидаль – дитя из пробирки.
Большие и не оправдавшиеся в полной мере надежды возлагались на культивирование и оплодотворение яйцеклеток in vitro (8). Казалось заманчивым отбирать большое количество зачаточных ооцитов из яичника высокопродуктивных коров на мясокомбинате или у живых животных методом аспирации фолликулов из яичников и доводить их «до ума» вне организма. Число таких «неиспользуемых» в репродукции самки ооцитов достигает 100–200 тысяч. Так хотелось пустить «в дело» этот неиспользуемый генетический материал матери. Но природа, пока, не хочет полностью открыть тайну зарождения жизни.
Зародыш после экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО) утрачивает жизненную силу гораздо быстрее эмбриона, полученного после оплодотворения в матке. Яйцеклетки, прошедшие стадию зарождения жизни «на стекле», не получают всего комплекса «ощущения беременности», который они могли бы иметь при оплодотворении в половых путях in vivo. Чего-то не хватает. То же самое относиться и к сперме. Сперматозоиды, не прошедшие по половым путям матки (не капацитированные) перед слиянием с яйцеклеткой, не приобретают требуемых изменений для полноценного зарождения новой жизни. После оплодотворения и выращенная «на стекле», эмбрион остается ослабленным для дальнейшего воспроизводства, плохо выдерживает криоконсервацию, слабо приживляется после ТЭ.
Причины такого комплекса «неполноценности» науке пока не совсем ясны. Выход качественных эмбрионов у коров-доноров после ЭКО составляет лишь 5, 4% от общего числа яйцеклеток, а приживляемость эмбрионов падает до 20–30%. Это касается и людской ТЭ, где результат приживляемости эмбриона зачатого вне организма и составляющий 25–30% достигается за счет одновременной пересадки трех зародышей («правило трех») и считается замечательным.
Надо сказать, что эти проблемы с ЭКО-зародышами никак не влияют на здоровье и генетический аппарат животных и человека, полученных таким необычным методом. Приплод и дети «из пробирки» (а их уже более миллиона) рождаются вполне здоровые и уже имеют собственное потомство. Первая в мире девочка «из пробирки» (1978) Луиза Браун уже благополучно и без проблем обзавелась сыном. Примечательно, что первый ребенок в СССР (1986) и опять девочка Лена, в настоящее время живет в Крыму, и судя по фотографии выглядит прекрасно. В отличие от соматического клонирования природа не собирается «мстить» своим биотехнологичечским детям полученным из половых клеток
.
Ближе к телу, как говорил Мопассан.
И все-таки прогресс в ЭКО есть. Двадцать лет назад оплодотворение яйцеклеток скота in vitro проводилось в лабораториях НИИ и рождение телят от зародышей ЭКО, гарантировало стельность не более 15–20%. Сегодня, благодаря усилиям ученых, метод выходит на фермы. На рынке ТЭ появились эмбрионы, оплодотворенные in vitro с 30% стельностью реципиентов и фирмы предлагающие их по цене $80–100. Правда их пока немного (≈10%) и ажиотажного спроса на них нет.
Но из-за того, что ооциты получены почти «даром» (с убойного и «попутного» материала доноров), их себестоимость может быть вполовину меньше полноценных зародышей, полученных традиционным способом in vivo.
Сегодня, только в Европе методом обычной ТЭ (13) производят и пересаживают более 100 тысяч эмбрионов в год (в США и Канаде – 200 тысяч) и только 9 тысяч (9%) проходят оплодотворение и доращивание «на стекле» с использованием технологий ЭКО (8).
Из этой небольшой таблицы следует важный вывод – дешевые эмбрионы бывают только в мышеловке для жадного клиента. Если они получены ЭКО или клонированные (но не в Харькове) – могут возникнуть проблемы с результативностью их пересадки. Гарантии стельности может дать только фирма производитель и эти гарантии должны быть прописаны в договоре купли-продажи биотехнологического материала. Но гарантий добиться будет трудно, их на положительный результат не дают даже медицинские фирмы вспомогательных репродуктивных технологий у людей, где попытка трансплантации ЭКО эмбрионов стоит пациенткам несколько тысяч долларов.
Было бы желание и финансирование.
Другие биотехнологические возможности ТЭ (9–13) хорошо отработаны и используются обществом по мере необходимости или правильнее сказать — по мере его благосостояния. Так, финансирование по зарубежным грантам позволяет новосибирским ученым (Амстиславский С.Я. и др.) работать над сохранением (9) и размножением норки в неволе («Химия и жизнь», 2007, №9).
Очень актуально в год Тигра звучит сообщение (http://lenta.ru/news/2009/01/15/tigers/) о возможности восстановить популяцию вымерших каспийских тигров за счет реконструкции их генетического материала и его трансплантации их амурским собратьям. Мы неоднократно писали о возможности оздоравливать (10) молочные стада высокопродуктивных коров от лейкоза («Животноводство России», 2006, №8; «Farmer», 2009, №?) и других заболеваний с использованием ТЭ.
Деление эмбрионов на части (11) с помощью специального микроманипулятора или обычным бритвенным лезвием дает возможность опытному эмбриологу получать однояйцовых близнецов. Эта работа, которую можно назвать – примитивное клонирование, требует усидчивости, острого зрения и большого терпения. Из каждой половинки после рождения получается близнец — точная копия первоначального зародыша.
Недостатком метода является то, что при разъединении половинок под лезвием ножа гибнет до 30–40% бластомеров (клеточного вещества эмбриона), поэтому каждая половинка приживается несколько хуже (на ≈ 10–15%) целого зародыша, но общий урожай рукотворных клонов может превысить стельность от первоначальных (целых) эмбрионов более чем на 100%.
Подсадки эмбрионов (12) осемененным реципиентам или трансплантацию двух эмбрионов иногда используют в мясном скотоводстве для увеличения выхода телят на 100 маток. Этот метод скоро может войти в обычную практику при появлении на рынке дешевых эмбрионов от ЭКО. Двойневые отелы в мясном скотоводстве — весьма выгодное и прибыльное дело.
Классика – не значит устаревшее.
Классическая ТЭ (13) примерно с середины 70-х годов стала обычным приемом размножения особо ценных матерей в странах с развитым скотоводством. В СССР становлении классической ТЭ происходило методом «внедрения», в процесс которого оказались втянуты и авторы этого материала. В отличие от других стран, где ТЭ стимулируется долларом и налоговыми льготами для фермерства в нашей удивительной стране это пролетарское внедрение научных разработок происходило грубо, в приказном порядке и неестественным способом.
«Лысенковское» ученое наследие не позволяло отечественной зоотехнии использовать преимущества ТЭ более 25 лет (до начала 80-х), пока сам М.С. Горбачев в поездке по США не поинтересовался, что это такое и почему ТЭ нет на племенных фермах СССР (подробнее в «Химия и жизнь– XXI век», 2008, №10).
В итоге, по приказу министра Гоасгропрома СССР В.К. Месяца №45 от 15.03.84 г. в госплемзаводе «Заря коммунизма» Московской области была организована первая в СССР производственная лаборатория ТЭ. Расчеты скептиков, что: «ТЭ – дело не одного Месяца», не оправдались. Партия прикажет биотехнологи ответят – есть. В течение полугода лаборатории ТЭ были созданы при крупнейших племзаводах и областных племпредприятиях страны.
Журнал «Животноводство» (1986, №6) писал: «За 1985 г. в стране использовано 1326 коров-доноров, произведено 2711 пересадок эмбрионов, заморожено 1071 эмбрион, получено 354 теленка, установлена стельность у 796 реципиентов». К этому времени в СССР уже функционировало 18 центров и 39 лабораторий ТЭ.
В 1987 году ими произведено 7, 4 тысячи ТЭ, получено 1589 телят-трансплантатов. Это уровень производства эмбрионов современной Чехией и Англией (5451 и 8480 эмбриона в 2008 г соответственно). Но значительно больше, чем в братской Польше, Румынии и Венгрии (72, 119 и 259 соотв.). Лидеры европейской ТЭ (Франция, Нидерланды, Германия и Италия) сегодня производят десятки тысяч ТЭ в год (31282, 22097, 16308 и 13144 соотв.) на коммерческой основе. Вот как выглядит настоящая генетика и битехнология в развитых европейских странах!
Стадо доноров госплемзавода «Заря коммунизма» было представлено полусотней канадских голштинов (с удоем > 7 тыс. кг) по разным причинам закончивших продуктивный период, но не утративших воспроизводительную функцию. В лабораторию ТЭ (на изолированную ферму) поступали и вируносители лейкоза, выявляемые в ходе регулярных проверок по РИДу. Далее эмбрионы замораживались, пересаживались телкам-реципиентам госплемзавода, высаживались в ближайших колхозах и разлетались на самолетах по всей стране, благо аэропорт был в часе езды от лаборатории ТЭ.
Украинский период практической ТЭ берет начало с 1991 года, когда правительством Украины (премьер-министр Витольд Фокин) для Головного селекционного центра (ГСЦУ) было закуплено более 2000 тысяч эмбрионов и 400 голов живого поголовья шести мясных и молочных пород (абердин-ангус, герефорд, симментал, лимузин, пьемонтез и голштин) которые были использованы как доноры эмбрионов.
Пересадки импортных и собственных эмбрионов в лаборатории ТЭ ГСЦУ за последующие десять лет превысило 5, 1 тыс. зародышей, которые привели к рождению 2500 телят-ТЭ в КСП 19 областей Украины. Другое дело, как этим племенным богатством распорядилась страна и куда подевался племенной скот из разграбленных КСП…
Но биотехнология здесь уже не при чем. Сегодня важно — в чьи руки попадают ее плоды и какую помощь может оказать минАПК фермеру в приобретении генетически ценных зародышей. У отечественной ТЭ, наконец, появились нормальные заказчики ее услуг, в роли которых ранее были директивы партии, правительства и Госагропрома.
«Честным» отношениям с нынешним минАПК современной ТЭ мешает то, что в отличие от импорта живого племенного скота по лизингу, с ТЭ трудно получить «откат». Замороженный эмбрион в карман не положишь. Заказчик платит за зародыши и — через месяц сосуд с эмбрионами у фермера на пункте ИО. Поэтому принятые минАПК программы по компенсации затрат скотовладельцев на импорт эмбрионов – буксуют и не действуют. Чтобы эмбрионы пошли на Украину, а еще лучше – стало выгодным их производить в стране от доноров, занесенных в племреестр, надо всего лишь возвращать фермерам от 50 до 70% их затрат на приобретение зародышей, а уж организовать ТЭ и оплатить услуги по их пересадкам заказчик сможет сам.
Недавно в журнале «Животноводство России» (2009, №9–10) автор задавал этот риторический вопрос на постсоветском пространстве – зачем возить из-за рубежа племенное мясо, если крошечный зародыш размером в 100 микрон даст тот же генетический эффект? Импорт живого скота процветает потому, что он выгоден посредникам-поставщикам племенного мяса.
«Автор уже 20 лет в своих публикациях призывает заказчиков племенного скота заменить живой импорт биотехнологическим. В наше время напряженной эпизоотической ситуации в мире закупать живой скот по меньшей мере рискованно. …С ролью инкубаторов для импортных эмбрионов гораздо успешнее могут справиться местные телки-реципиенты, у которых стараниями отечественных селекционеров отсутствие продуктивных наклонностей компенсировано прекрасной приспособляемостью к существованию в условиях российского и украинского села. Пролетарская селекция (спасибо ей) развела удивительно живучий в условиях бесхозяйственности крупный рогатый скот, который может стать «наседкой» для изнеженного зарубежного племенного материала. …К тому же торговля оплодотворенными «яйцами» в 3–5 раз дешевле, чем завоз племенного «мяса»». Этому есть недавний пример ТЭ в Челябинской области.
Отечественная генетика — в суррогатную мать ее!
Выдержка из сообщения агентства «АгроФакт» (20.03.2008): «Племенной материал из Канады приобрела агрофирма «Калининская», а вживлялись зародыши телкам симментальской породы брединского типа… На элитные эмбрионы герефордов животноводы возлагают большие надежды».
В работе по пересадке канадских эмбрионов в Брединском районе участвовали и украинские специалисты. Примечательно, что недавняя регистрация нового типа симментальской породы скота со странным названием брединский тип недавно подавалась аграрной наукой России как очередное достижение отечественной селекции. Челябинские животноводы из а/ф «Калининская» сразу нашли ей применение – в суррогатную мать ее!
Стоимость биотехнологического приплода на а/ф «Калининская» :
• эмбриона герефорда с оплатой услуг по пересадке = $400;
• стельности реципиента с накладными расходами ≈$850;
• импорт одной нетели мясной породы из Канады по «Росагролизингу» обошелся бы заказчику в ≈ $4–5 тыс.
Скажи-ка дядя, ведь не даром?
Чтобы нашим фермерам было легче ориентироваться в современных расценках на биотехнологическую продукцию приводим прайс лист на эмбрионы одной подмосковной фирмы, которая занимается импортом спермопродукции и эмбрионов из-за рубежа. Аналогичный прайс импортной биотехнологичной продукции на Украине можно найти на сайте автора.
№ п/п Порода Качественные характеристики эмбриона Страна Мин. партия, шт. Цена за единицу в $
1 Голштинская От коров с удоем >10000 л. Канада 300 420
2 Герефорды Племдокументы высылаются по запросу. Канада 300 450
3 Шаролезская Племдокументы высылаются по запросу. Канада 250 525
4 Герефорды Эмбрионы, разделенные по полу. Канада 250 650
5 Голштинская Разделенные от доноров > 10000 л Канада 250 625
Первое что нужно знать заказчику-ТЭ: себестоимость эмбриона, полученного по классической технологии суперовуляции и оплодотворения в организме матери-донора (in vivo) по разным данным составляет от $70 до 110. Вся остальная добавочная стоимость эмбриона, это благодарная плата зарубежным селекционерам за их успехи в выведении уникальных коров для производства молока и мяса. Стоимость эмбрионов от таких супер-мам (призеров выставок и прочих чемпионок) достигает нескольких тысяч долларов. Стельность теленка от них (особенно ждут бычков!) приравнивается к стоимости машины, а оцененный бык-производитель от ТЭ может стоить миллиона долларов.
Минимальная стоимость эмбрионов молочных пород начинается с $400, а мясных пород с $350. Действуют скидки обычно с партии в 100 и более эмбрионов.
Вот почему производство эмбрионов на Украине по себестоимости (≈ $100) от коров-доноров зарубежной селекции могло бы стать выгодным бизнесом, если бы у минАПК и правительства было бы желание поддерживать биотехнологические наклонности у своих фермеров. Одна лаборатория ТЭ при ГСЦУ в лучшие годы осуществляла до 1, 5 тысяч ТЭ! Это уровень современной Дании и Швеции.
Второе. Чтобы вычислить стоимость стельности реципиента после ТЭ следует иметь в виду, что современные стандарты стельности заморожено-оттаянных эмбрионов после пересадки составляют 45–50%, свежеполученных 50–55%. Приживляемость сексированных, клонированных и оплодотворенных in vitro эмбрионов – может быть в два раза ниже. (Но это только мнение автора и эту статистику надо уточнять. На наш запрос подмосковым коллегам, по этому поводу — разъяснений не последовало).
Из этого расчета следует, что стоимость зачатия племенного теленка-ТЭ можно получить, если «законтрактованную» стоимость одного эмбриона умножить на коэффициент 2 или лучше на 2, 2 (стельность 50 или 45%). Из приведенной прайса следует, что голштин доставленный из Канады в эмбрионах и рожденный через год после оплаты контракта обойдется украинскому фермеру в $840–924, плюс копейки на его подготовку к ТЭ, плюс командировочные, проезд и расходы на проживание специалиста по ТЭ. Грубо считая – без тысячи у.е. импортную скотину через ТЭ не заиметь.
Минус 50% — рождение голштинских бычков. Хотя с этим «минусом» автор готов поспорить: 40 кг рожденного племенного мяса, это уже не просто мясо и уже не минус. Если знать, что это потомок коров с удоем более 10000 кг и «сумасшедшим» для наших селекционеров селекционным индексом (CI>1000), наличие которых подтверждены племенными документами – остается только найти племпредприятие, которое может нуждаться в таких чудо-быках. За рубежом, как раз быки-ТЭ многократно перекрывают затраты на ТЭ. Со временем, когда будет реформирована украинская «совковая» племенная служба, к этим расценкам на быков-производителей придем и мы.
К примеру, сегодня полтавский ОАО «Племсервис» для получения быков от коров 8–10 тысячной продуктивности специально организовал лабораторию ТЭ. Такие и подобные племпредприятия могут приобретать быков-ТЭ, если будут уверены в надежности племенных документов. В крайнем случае, канадские быки-ТЭ могут найти применение в небольших молочных кооперативах для зачистки «достижений» отечественной селекции.
Для очень продвинутых заказчиков можно попытаться приобрести сексированные по полу эмбрионы (см. прайс, п.4–5) или зародыши оплодотворенные in vitro с учетом выше- и нижесказанных замечаний по гарантиям их приживляемости.
Гарантии.
Вообще гарантии — вещь особенная. Заготовителю эмбрионов не хочется их давать, исполнитель и заказчик ТЭ – хочет их иметь. В этой договоренности (как и у медиков) есть границы порядочности, которые в нормальном обществе преступать не следует. Например, гинекологи говорят бесплодной женщине – давайте попробуем ЭКО и ТЭ не потому, что хотят «срубить» с несчастной лишние пару тысяч долларов, а потому, что управлять процессами зарождения жизни на 100% современная наука пока не в состоянии, дай Бог осуществить хотя бы 10% шанс.
В нашей четвертьвековой практике ТЭ — разброс приживляемости оттаянных эмбрионов по разным хозяйствам составлял от 35 до 65%, но чаще стремился в 45–50% коридор стельности, установленной международной ассоциацией ТЭ (МОЭТ). Это, пока средний барьер жизнеспособности для зародыша, временно покинувшего матку, прошедшего через «жуткую» криоконсервацию и которому дан шанс (один из двух) – выжить.
Случаи постоянно низкой приживляемости эмбрионов одной серии, обычно становятся причиной разбирательства на фирме поставщика эмбрионов и если вдруг обнаружиться недобросовестность технолога по заготовкам эмбрионов (их не допускают к работе при результативности ниже 30%), это грозит фирме лишением экспортной лицензии и крупным скандалом. Серьезные поставщики в этом случае готовы идти на компенсации утраченных стельностей новыми эмбрионами, и для их пересадки фирма привлекает уже своего специалиста фирмы.
Чаще огрехи в результатах стельности бывают по причине заказчиков эмбрионов. Самая большая проблема – за короткое время подготовить для ТЭ значительную группу (50–100 голов) телок-реципиентов, чистых по болезням, массой 300–350 кг и возрастом – начиная с полутора лет. Причем желательно «девочек», не побывавших в руках техников ИО. Добросовестно синхронизировать у них охоту и создать условия для ТЭ.
Только при выполнении всех этих требований претензии к заморозке эмбрионов и их качеству можно предъявлять фирме-поставщику эмбрионов. Опытный техник ТЭ в этих условиях лишь инструмент в отношениях заказчик-поставщик и сам гарантировать результаты стельности не в состоянии, за исключением, когда он сам заготавливал эти зародыши на фирме-поставщика.
Необычайная приключения украинцев на родине В.С. Черномырдина.
8 января 2009 года, спутниковое телевидение «РТР-планета», передало новость в программа «Доброе утро Россия»: «Учеными Оренбургского НИИ в «НПО Южный Урал» были получены телята голштинской породы селекции Канады из эмбрионов прибывших с Украины». Так участники договора о поставках канадских эмбрионов в РФ с украинской стороны (г. Переяслав-Хмельницкий) узнали, как высоко оценен их труд на родине (тогда еще) посла РФ В.С. Черномырдина.
Для справки. В 2008 году специалистами ГСЦУ в НПО «Южный Урал» (г. Оренбург, РФ) пересажен 71 эмбрион канадской селекции, пролежавших в спермобанке племпредприятия 15 лет (!). Были сомнения в их выживаемости после столь длительного хранения при -196ºС, но после установления 38 стельных реципиентов (53, 5%), эти сомнения развеялись.
Калькуляция биотехнологического проекта:
• стоимость одного эмбриона с оплатой услуг по пересадке = $380;
• стельности реципиента ≈$800;
• импорт одной голштинской нетели из Канады обошелся бы заказчику ≈ $5–6 тыс.
После TV сообщения вспомнились 3-х дневные переезды в поезде Киев-Астана до Оренбурга, пограничные и таможенные формальности с импортом, памятник А.С. Пушкину, который посещал этот город пугачевских событий почти 200 лет назад и его напутствие гостям с Украины.
«Когда помилует нас бог,
Когда не буду я повешен,
То буду я у ваших ног
В тени украинских черешен»
А.С. Пушкин, 1820
За двумя мясными зайцами.
На фото ниже — пример пересадки красным степным реципиентам заказчика эмбрионов от сразу двух мясных пород: французского шароле и канадского абердин-ангуса (самых популярных мясных пород в Европе и Северной Америке). Подсос с реципиентами продолжался 6 меясяцев, без привязи. Зимовка — на соломенной подстилке со свободным доступом на ферму. Себестоимость производства племенного приплода составила ≈ $900 за голову. Это в трое-четверо дешевле импорта «живьем».
Успехов Вам
+38 067 238–23–93 Виктор Владимирович
Новость разместил: СПД Мадісон
