Японські вчені переслали поштою між двома науковими установами висушені мишачі сперматозоїди — у листі або прикріпленими до поштових карток. Зрештою ці сперматозоїди успішно використали для запліднення мишачих яйцеклітин та виведення здорового життєздатного потомства. Так науковці показали, що обмін генетичним матеріалом тварин може бути простим, дешевим та ефективним, про що вони написали в статті журналу iScience.
Миша, народжена за допомогою сперматозоїдів, надісланих поштою. Daiyu Ito / University of Yamanashi
Навіщо взагалі пересилати чиїсь сперматозоїди?
Може здатися, що це одне з дивних та малокорисних досліджень, однак це не так. Зберігання та передавання між різними установами статевих клітин ссавців має важливе значення. Воно забезпечує функціонування тваринництва, яке значною мірою покладається на штучне запліднення, виведення для досліджень генномодифікованих тварин потрібної лінії, а також сприяє збереженню рідкісних та зникомих видів. Переважно для збереження сперматозоїдів їх заморожують рідким азотом до температури близько 196 градусів Цельсія. Це дає змогу протягом тривалого часу зберігати клітини життєздатними, хоча частина із них все ж пошкоджується, а крім того, метод може бути недоступний для деяких регіонів. Іншим варіантом є ліофілізація, тобто висушування зразків холодом. У такому вигляді клітини можуть зберігатися в скляних ампулах, однак при їх пересиланні є ризик того, що посудини розіб'ються. Безпечніший варіант, за якого сперматозоїди можна пересилати навіть поштою, запропонували вчені Університету Яманаші.
Що зробили вчені?
Вони припустили, що альтернативою ампулам можуть бути легкі матеріали, які стануть носіями ліофілізованих сперматозоїдів. Тож вони почали випробовувати різні варіанти, зосередившись на шести із них: японському традиційному папері ваші, пластиковій плівці, вініловому аркуші, папері для зважування, фільтрувальному папері та японському їстівному папері (Oblate), що є водорозчинним. Зразки матеріалів розрізали на невеликі квадрати, розміром по півтора сантиметра, і на кожен із них нанесли краплю суспензії із мишачими сперматозоїдами. Відтак усі зразки піддали висушуванню.
Фільтрувальний та водорозчинний папери одразу виявилися непридатними для цілей вчених. До целюлозних волокон першого сперматозоїди так сильно присихали, що їх неможливо було відділити, а другий не повністю розчинявся у воді, що теж ускладнило збір клітин. Решта матеріалів підходили для збирання з них клітин, однак на полімерних матеріалах крапля суспензії розтікалася ще до висушування, а папір ваші містив багато забруднювачів. Зрештою найкращим варіантом визначили папір, що його використовують хіміки для зважування сипучих речовин. Після місяця зберігання сперматозоїдів за температури -30 градусів Цельсія клітини на зважувальному папері все ще могли запліднити яйцеклітини та дати життєздатне потомство.
А куди відправляли сперматозоїди?
Надалі вчені вирішили перевірити, чи можна висушені сперматозоїди відправити кудись звичайною поштою. Вони прикріпили до листів покриті пластиковою плівкою зразки матеріалів з висушеними сперматозоїдами, що раніше місяць пробули замороженими, та помістили їх у поштові конверти. Інші зразки просто прикріпили до поштової картки. Незвичайні відправлення здолали двісті кілометрів від Університету Токіо до Університету Яманаші протягом кількох днів. Після цього клітини використали для штучного запліднення, результатом якого стали живі, здорові мишенята.
Тож японські вчені показали, що надсилати сперматозоїди тварин можна легко та ефективно із мінімальними витратами. Вони сподіваються, що це сприятиме міжнародному використанню генномодифікованих мишей. У цьому дослідженні зразки успішно зберігалися за температури середовища усього кілька днів, але в наступних дослідах автори планують збільшити цей період хоча б на місяць. Також вони планують розробити подібну технологію зберігання і для яйцеклітин.
Раніше цим дослідникам вдалося вивести здорове мишаче потомство за допомогою сперматозоїдів, які пробули на Міжнародній космічній станції майже шість років.