Биотехнология приплода - Журнал "Животноводство России"

ПЛЕМЕННОЕ ДЕЛО
АКТУАЛЬНО
Биотехнология приплода
(Окончание. Начало в № 4, 5)
Виктор МАДИСОН,
кандидат биологических наук
Головной селекционный центр Украины
Любовь МАДИСОН,
кандидат биологических наук
Национальный университет биоресурсов
и природопользования Украины
Генетическое копирование
Оздоровление племенных стад. Мы неоднократно писали
о возможности борьбы с вялотекущими инфекциями (лей
коз, ринотрахеит, хламидиоз, некробактериоз и др.) без по
головного истребления высокопродуктивных коров (с удо
ем более 9 тыс. кг). Этот путь пересадки от них зародышей
«чистым» телкамреципиентам позволяет продлить жизнь
не только инфицированным рекордисткам, но и здоровым
коровам, закончившим по разным причинам лактационный
период, но не утратившим воспроизводительной функции.
Деление эмбрионов на части. Опытный эмбриолог с помо
щью специального микроманипулятора или обычного ку
сочка лезвия для бритья может из одного зародыша получать
однояйцовых близнецов. Такая работа, своего рода прими
тивное клонирование, требует усидчивости, острого зрения
и большого терпения. Она достаточно трудоемкая, но в ре
зультате из каждой половинки эмбриона получают две точ
ные копии первоначального зародыша (фото 1). Деление эм
бриона на четыре и более частей теоретически увеличивает
выход генетических копий, но катастрофически снижает вы
живаемость каждой четвертинки зародыша после пересадки.
Это происходит изза того, что под лезвием ножа разру
шается и гибнет до 30–40% бластомеров (клеточное вещество
эмбриона), поэтому каждая половинка в отдельности прижи
вается примерно на 10–15% хуже целого зародыша. Тем не
менее общий «урожай» рукотворных клонов может превысить
стельность от целых эмбрионов более чем в два раза (до 100%
и выше).
В отчете СЕТА в 2008 г. сообщается о 296 поделенных и пе
ресаженных эмбрионах в Канаде.
Повторим, что зарождение жизни таит в себе огромный по
тенциал и не познанный до сих пор механизм генетическо
го копирования. Еще работая на подмосковном госплемза
воде, мы наблюдали в микроскоп удивительную картину
самопроизвольного клонирования семидневного зародыша
Фото 1. Из семидневного зародыша после деления
образовались два шарика — живые бластоцисты
коровы: на взрослой моруле вдруг образовался перехват, за
тем — перетяжка. Через два часа морула разошлась на две оди
наковые части — две бластоцисты (фото 2).
Что вдруг заставило морулу — природный «шарик» из
32–64 клеток — поделиться надвое? Разве не удивительно, что
изредка после пересадки реципиенту одного эмбриона вдруг
получали двух близнецов? И как заставить зародыш «на сте
кле» многократно клонироваться по желанию эмбриолога и
без механической резки ножом, как привести в действие ме
ханизм природной «близнецовости»?
Если удастся раскрыть тайну такого механизма у коров
(всего на фермах регистрируют около 1–2% рождения дво
ен), отпадет необходимость в биотехнологической «химии».
Достаточно будет дать команду на деление и собирать близ
нецовые клоны, а Нобелевская премия автору за такое откры
тие обеспечена.
Подсадку эмбрионов осемененным реципиентам или транс
плантацию двух зародышей иногда используют в мясном ско
товодстве для увеличения выхода телят на 100 маток. Этот ме
тод скоро может войти в обычную практику при появлении на
Фото 2. Самопроизвольное деление морулы (появление од
нояйцовых близнецов) изредка встречается в природе
рынке дешевых эмбрионов от IVFтехнологий. Подсаживают
эмбрионы от скота мясных пород на 7–8й день после искус
ственного осеменения или случки в рог матки, противополож
ный рогу с желтым телом в яичнике. Либо выполняют две
трансплантации эмбрионов (ТЭ) неосемененному реципиен
ту в рог, прилегающий к желтому телу и противоположный рог
матки. Отелы двойнями в мясном скотоводстве — весьма при
быльное дело, если стоимость эмбрионов будет ниже 50 долл.
Генетику живьем или на носителях?
Классическая ТЭ примерно с середины 1970х годов ста
ла обычным приемом размножения особо ценных матерей в
государствах с развитым скотоводством. В отличие от других
стран, где ТЭ стимулируется «звонкой монетой» и налоговы
ми льготами для фермеров, у нас внедрение биотехнологии
ТЭ происходило в приказном порядке.
«Лысенковское» наследие не позволяло отечественной зоо
технии использовать преимущества ТЭ более 25 лет (до на
чала 1980х), пока М. Горбачёв в поездке по США не заинте
ресовался, почему трансплантации эмбрионов нет на наших
племенных фермах. В итоге по приказу министра Гоасгропро
ма СССР В. Месяца на госплемзаводе «Заря коммунизма»
ЖИВОТНОВОДСТВО РОССИИ ИЮНЬ 2010
5
АКТУАЛЬНО
ПЛЕМЕННОЕ ДЕЛО
Московской области была организована первая производ
ственная лаборатория ТЭ. Расчеты скептиков, что «ТЭ — де
ло не одного Месяца», не оправдались. В течение полугода ана
логичные лаборатории были созданы при крупнейших плем
заводах и областных племпредприятиях страны.
В стадо доноров ГПЗ «Заря коммунизма» входило пример
но полсотни канадских голштинов с удоем более 7 тыс. кг, по
разным причинам закончивших продуктивный период. Все
го через руки биотехнологов прошли несколько сотен коров,
приплод от которых заказывал племотдел ГПЗ. В лабораторию
ТЭ на изолированной ферме «Акулинино» поступали и виру
соносители лейкоза, выявляемые в ходе регулярных проверок
по РИД. Эмбрионы от них, прошедшие санацию и специальную
антивирусную обработку, замораживали, пересаживали телкам
реципиентам племзавода, доставляли на самолетах в колхозы всей
страны, благо аэропорт «Домодедово» был в часе езды.
В 1987 г. в СССР уже функционировали 18 центров и 39 ла
бораторий ТЭ, ими выполнены 7400 ТЭ, получено 1589 телят.
Это уровень производства эмбрионов в современной Чехии
и Англии (соответственно 5451 и 8480 эмбрионов в 2008 г.).
Фото 3. Приплод от ТЭ двух мясных пород
в ООО «Супина» Харьковской области
Украинский период ТЭ берет начало с 1991 г., когда пра
вительством страны для Головного селекционного центра
(ГСЦУ) было закуплено более 2 тыс. эмбрионов и 400 голов
шести мясных и молочных пород (абердинангус, герефорд,
симментал, лимузин, пьемонтез и голштин). Завезенных жи
вотных использовали как доноров.
Пересадки импортных и отечественных зародышей в лабо
ратории ТЭ ГСЦУ за последующие 10 лет превысили 5,3 тыс.,
родилось более 2,5 тыс. ТЭтелят в 19 областях Украины. Дру
гое дело, как этим племенным богатством мирового уровня рас
порядилась страна и куда потом подевался племенной скот из
«реформированных» (правильнее — разграбленных) колхозов.
Но биотехнология здесь уже не при чем. Сегодня важно, в
чьи руки попадают ее плоды. У отечественной ТЭ появились
заказчики ее услуг. Но принятые на Украине программы по
компенсации затрат скотовладельцам на импорт эмбрионов
не действуют. Замороженный зародыш не нуждается ни в
«благословении» контрольных служб, ни в организации ка
рантина, ни в прививках, он застрахован от случайного транс
портного падежа. Заказчик платит за зародыши — и через
месяц сосуд с эмбрионами у него на пункте искусственного
оплодотворения. Достаточно проверить реципиентов на от
сутствие инфекции, чтобы через год племенной молодняк
импортного происхождения уже был в вольерах.
6
ЖИВОТНОВОДСТВО РОССИИ ИЮНЬ 2010
Лидеры европейской ТЭ сегодня — Франция, Нидерлан
ды, Германия и Италия, которые в 2008 г. отчитались за де
сятки тысяч собранных качественных эмбрионов и ТЭ, про
веденных на коммерческой основе.
Чтобы эмбрионы из этих стран начали поступать на Ук
раину и в РФ, а еще лучше, чтобы стало выгодным произво
дить их у себя, надо всего лишь возвращать хозяйствам от 50
до 70% их затрат на приобретение зародышей племенных
животных. А за скотовладельцем оставить организацию ТЭ,
затраты по ее проведению и выращиванию племенного мо
лодняка.
За двумя «мясными зайцами»
Как мы уже писали, пролетарская селекция (спасибо ей)
развела удивительно живучий в условиях бесхозяйственно
сти крупный рогатый скот, который может стать «наседкой»
для изнеженного зарубежного племенного материала. К то
му же торговля оплодотворенными «яйцами» в 3–5 раз дешев
ле, чем завоз племенного «мяса».
Сегодня позволим себе еще одно образное сравнение ТЭ
с переносом информации на ПК (персональный компьютер),
эмбриона — с носителями генетической информации, а ре
ципиентов — с системным блоком компьютера. Если есть воз
можность племенную генетическую информацию «записать»
на зародышахносителях размером в 100 мк и торговать эм
бриональными «флешками» и «компакт»зародышами, зачем
возить эту племенную информацию «библиотеками» живо
го скота, нанимать машины, самолеты и пароходы? Генети
ческую информацию проще воспроизводить с эмбрионовно
сителей на аборигенных реципиентахкомпьютерах.
После организации лаборатории ТЭ на собственной фер
ме владелец импортного скота сможет считывать эту инфор
мацию со своих коровдоноров, копировать ее в зародышах,
криоконсервировать их и продавать животноводам, мечтаю
щим разводить племенной скот.
На фото 3 — пример ТЭ «на носителях», выполненной на
ми в ООО «Супина» Харьковской области в 2000 г. На плем
предприятиях Канады и Белоруссии были закуплены носите
ли племенной информации скота — эмбрионы абердинангу
са и шароле. Причем для приобретения эмбрионов шароле мы
с коллегами из белорусского племзавода выменяли их по бар
теру на эмбрионы канадского абердинангуса один к одному.
После этого пересадили 24 эмбрионаносителя реципиен
там красной степной породы. Заказчика ТЭ вдохновила идея
разводить мясной скот в балках и на неудобьях, имея два
племенных ядра самых популярных в мире пород, причем
контрастной расцветки. В итоге мечта стала реальностью в
виде 12 родившихся пушистых «шариков» белой и черной ма
сти у красных реципиентов (фото 3).
Себестоимость производства племенного приплода для
заказчика составила 900 долл. за голову. В то время это бы
ло втроевчетверо дешевле импорта племенного поголовья.
Гарантии при ТЭ
В нашей практике ТЭ за четверть века разброс приживля
емости оттаянных эмбрионов в разных хозяйствах составлял
от 35 до 65%, но чаще — 45–55%. Пока это средний показа
тель жизнеспособности зародыша, временно покинувшего
матку, прошедшего через криоконсервацию и получившего
шанс (один из двух) выжить.
ПЛЕМЕННОЕ ДЕЛО
Случаи постоянной низкой приживляемости эмбрионов
одной серии обычно становятся причиной разбирательства
на фирме поставщика, и если вдруг обнаружится недобросо
вестность технолога по заготовкам эмбрионов, это грозит
фирме лишением экспортной лицензии и крупным сканда
лом. Серьезные поставщики в таком случае готовы компен
сировать затраты новыми эмбрионами, и для их пересадки
фирма привлекает своего специалиста.
Самая большая проблема — за короткое время подготовить
для ТЭ значительную группу (50–100 голов) телокреципи
ентов, чистых по болезням, массой 300–350 кг и в возрасте
не менее полутора лет. Причем желательно «девочек», не по
бывавших в руках техников искусственного осеменения.
Добросовестно синхронизировать у них охоту и создать усло
вия для ТЭ. Только при выполнении всех этих требований пре
тензии к заморозке эмбрионов и их качеству можно предъ
являть фирмепоставщику.
Скажи,ка, дядя, ведь не даром?..
Чтобы нашим фермерам легче было ориентироваться в
современных расценках на биотехнологическую продукцию,
приводим прайслист одной подмосковной фирмы — импор
тера эмбрионов (таблица).
Первое, что нужно знать потенциальному заказчику ТЭ: се
бестоимость эмбриона, полученного по классической техно
логии суперовуляции и оплодотворения в организме матери
донора (in vivo), по разным данным, составляет от 70 до 110 долл.
Вся остальная добавочная стоимость эмбриона — это плата за
рубежным селекционерам за их успехи в выведении уникаль
ных коров для производства молока и мяса. Стоимость эм
брионов от таких супермам (призеров выставок и прочих чем
пионок) достигает нескольких тысяч долларов. Приплод от
них (особенно ждут бычков) приравнивается по стоимости к
машине, а оцененный быкпроизводитель от ТЭ может стоить
1 млн долл. Эмбрионы дешевле 200 долл., как правило, низкой
племенной ценности или получены по технологиям in vitro.
Таким образом, минимальная стоимость эмбрионов ско
та молочных пород начинается с 350 долл., а мясных — с
300 долл. Скидки действуют обычно с партии в 100 и более
зародышей.
Вот почему производство эмбрионов на Украине и в Рос
сии по себестоимости (100 долл.) от коровдоноров зарубеж
ной селекции могло бы стать выгодным бизнесом, если бы
у правительств наших стран было желание поддерживать
биотехнологические разработки. Одна лаборатория ТЭ при
ГСЦУ осуществляла до 1 тыс. ТЭ в год. Такой объем, анало
гичный выполненному в современной Дании и Швеции,
вполне может быть осуществлен в любой из стран СНГ.
Чтобы вычислить стоимость стельности реципиента после
ТЭ, следует иметь в виду, что современные стандарты прижив
ляемости замороженнооттаянных эмбрионов после пере
садки составляют 45–55%, свежеполученных — 50–60%, сек
сированных, клонированных и оплодотворенных in vitro — в
два раза ниже (правда, эту статистику надо еще уточнять).
Очень «продвинутые» в биотехнологии заказчики могут по
пытаться приобрести сексированные по полу эмбрионы или
зародыши, оплодотворенные in vitro, заручившись гарантиями
их приживляемости.
Стоимость зачатия племенного ТЭтеленка можно под
считать, если «законтрактованную» цену одного эмбриона
АКТУАЛЬНО
умножить на коэффициент 2, точнее — на 2,2 (стельность 50
или 45%). Из приведенного прайса следует, что голштин, до
ставленный из Канады зародышем и рожденный через год по
сле оплаты контракта, обойдется в 840–924 долл. плюс рубли
на подготовку реципиента, затраты на проезд и проживание
специалиста по ТЭ, то есть приблизительно в 1 тыс. у. е.
Но и в этом случае заказчик племенной продукции выигры
вает 2–4 тыс. у. е. на голову приплода в сравнении с импор
том парнокопытных.
Есть и минус: 50% — рождение бычков (у мясных пород
бычок «минусом» не считается). С этим «минусом» мы гото
вы поспорить. Если известно, что это потомок коров с удо
ем более 10 тыс. кг и огромным селекционным индексом, под
твержденным племенными документами, остается только
найти племпредприятие, которое нуждается в таких чудо
быках. За рубежом как раз ТЭбыки многократно перекры
вают затраты на «компьютерное» воспроизводство всего ста
да. Со временем, когда будет реформирована украинская
племенная служба, эти расценки на быковпроизводителей
от супермам появятся и у нас.
Порода
Голштинская
Минималь Цена за
Качественные характе
Страна ная партия, единицу,
ристики эмбриона
шт.
долл.
От коров!доноров
с удоем >10 тыс. кг
Канада
300
420
Племдокументы
Герефордская
высылаются по запросу
Канада
300
450
Племдокументы
высылаются по запросу
Шаролезская
Канада
250
525
Эмбрионы,
Герефордская
разделенные по полу
Канада
250
650
Разделенные по полу
от коров!доноров
с удоем > 10 тыс. кг
Канада
250
625
Голштинская
К примеру, с прошлого года в полтавском ООО «Племсер
вис» для получения быков от коров с удоем 8–10 тыс. кг бы
ла специально организована лаборатория ТЭ, приглашен
опытный специалист, который занимается эмбрионами и
оценивает быков по качеству потомства. Такие и подобные
племпредприятия будут приобретать ТЭбыков, если у них
появится уверенность в надежности племенных документов.
Сегодняшняя реальность такова, что заказ общества на
исследования украинской биотехнологической науке пока
отсутствует. Современный «веселый молочник» на экспери
менты, не гарантирующие быстрой прибыли, денег тоже не
даст. Нужен единый межгосударственный центр биотехно
логических исследований на паевых условиях и под эгидой
академий сельхознаук. Он может быть создан в рамках стран
СНГ. Для работы в нем нужно пригласить отечественных
специалистов, имеющих незапятнанную репутацию и про
шедших стажировку в лучших зарубежных биотехнологиче
ских центрах.
Чем быстрее наша наука включится в процесс изучения и
использования достижений репродуктивных биотехноло
гий, тем боPльшую пользу они принесут отечественному жи
ЖР
вотноводству.
Email: [email protected]
Украина
ЖИВОТНОВОДСТВО РОССИИ ИЮНЬ 2010
7