Одним из возможных способов сохранения биологического разнообразия на планете может быть, разработка инновационных репродуктивных технологий по замораживанию половых клеток исчезающих видов животных и растений, длительному хранению биоматериала в криобанках и использованию его для восстановления генетического разнообразия. В связи с чем, актуальным является поиск новых эффективных криоконсервантов и расширение температурного диапазона хранения биоматериала.
Исследователями Института физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук совместно с Федеральным аграрным научным центром Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого была выполнена работа по определению эффективности применения полисахаридов ксилотрофных базидиальных грибов разного таксономического положения: Hericium erinaceus, Flammulina velutipes, Ganoderma applanatum в составе сертифицированного разбавителя для спермы быков голштинской породы и других жвачных животных AndroMed® при температуре электрического морозильника –5o С.
Быки-производители голштинской породы (n = 20; возраст 5–6 лет) – постоянные доноры спермы, содержались на предприятии АО «КировПлем» (Россия). Условия содержания поддерживались оптимальными и одинаковыми для каждого быка. Свежеполученную сперму разбавляли в соотношении 1:1 с 25% водным раствором AndroMed® (Minitübe, Германия) в контрольной серии или с 25% водным раствором AndroMed® с добавлением полисахаридной фракции H. erinaceus BP16 / F. velutipes FARC D1 G. applanatum GA в концентрации 0,4%в опытной группы. Следовательно, конечная концентрация веществ в сперме составила 12,5% и 0,2% соответственно. Смесь разливали по полимерным коническим микропробиркам по 0,5 мл и помещали в воздушную среду холодильника ТВЛ-К 050Б (ЗАО «ИнСовт») при–5о С для хранения. Отогрев осуществляли в водяной ванне при +37 оС через 7 суток хранения.
Анализ биологических параметров спермы проводили с помощью системы Аргус-CASA, которая включает фазово-контрастный микроскоп (CX43RF Olympus, Япония), программное обеспечение Аргус-CASA, цифровую камеру, ПК, укомплектованный принадлежностями. Для этого каплю спермы быков вносили в счётную камеру Маклера (Counting chamber Makler®, Sefi Medical, Israel) и накрывали покровным стеклом. Исследовали каплю спермы на следующих этапах: после взятия, после смешивания с опытным и контрольным растворами, после отогрева.
Подвижность сперматозоидов является важным параметром фертильности и коррелирует с другими показателями жизнеспособности
Подвижность сперматозоидов, распределение скорости и кинематика были проанализированы с помощью компьютерного анализа их движения (частота кадров 60 Гц/сек, количество кадров 30), Оценивали не менее 200 сперматозоидов по каждому параметру подвижности из предусмотренных протоколом исследования программы Apryc-CASA. Вся совокупность зафиксированных клеток делилась по характеру движения на три популяции прогрессивные, непрогрессивные и неподвижные. В работе рассматриваются только прогрессивно подвижные сперматозоиды, как основной объект дальнейшей консервации.
У популяции прогрессивно подвижных сперматозоидов оценивали следующие показатели:
криволинейную скорость VCL (мкм/с), прямолинейную скорость VSL (мкм/с), среднюю скорость пути VAP (мкм/с), амплитуду бокового смещения головы ALH (мкм), среднее угловое смещение MAD (град), линейность LIN (%), колебание WOB (%), прямолинейность STR (%), перекрёстная частота биений BCF (Гц).
В работе показано, что через 7 суток хранения сперматозоидов быков голштинской породы в условиях температуры переохлаждения при –5оС в среде сертифицированного GMP разбавителя для замораживания спермы быков и других жвачных животных AndroMed®(Minitübe, Германия) основные показатели кинематики (VSL – скорость движения гамет по прямолинейному пути, VCL – скорость вдоль криволинейного пути, VAР – скорость на среднем пути, BCF – частота пересечения среднего пути) у популяции прогрессивно подвижных сперматозоидов были значительно выше при условии нахождения в среде полисахаридов Hericium erinaceus BP16 или Ganoderma applanatum GA.
Таким образом, полученные в работе данные свидетельствуют об эффективности применения полисахаридов ксилотрофных базидиальных грибов разного таксономического положения Hericium erinaceus, Ganoderma applanatum в составе среды для хранения спермы.
Список публикаций:
1. Полежаева Т. В., Соломина О.Н., Худяков А.Н., Широких А.А., Попыванов Д.В., Сергушкина М.И., Зайцева О.О., Широких И.Г. Полисахариды базидиальных грибов повышают качество репродуктивных клеток при замораживании // Теоретическая и прикладная экология. 2024. №1. С. 40-53
2. Polezhaeva Т.V., Khudyakov A.N., Solomina O.N., Zaitseva O.O, Sergushkina M.I., Shirokikh I.G., Shirokikh A.A. Preservation of bull semen using polysaccharides of basidiomycetes Hericium erinaceus BP 16 // Exploratory animal and medical research. 2024. Vol.14, № 1. P 144-148. https://doi.org/10.52635/eamr/14.1.144-148
3. Polezhaeva Т.V., Zaitseva O.O, Khudyakov A.N., Sergushkina M.I., Solomina O.N. Cryoprotective effect of pectin tanacetan from Tanacetum vulgare L // Вiopreservation and Biobanking. 2024. Vol. 22, №.14. P. 336-345 https://doi.org/10.1089/bio.2023.0066
4. Сергушкина М.И., Попыванов Д.В., Соломина О.Н., Зайцева О.О., Худяков А.Н. Использование полисахаридов культуральная жидкости Ganoderma applanatum при криоконсервировании репродуктивных клеток // Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием «Экология грибов и грибоподобных организмов: факты, гипотезы, тенденции» посвященной 300-летию Российской Академии Наук. (г. Ярославль. 12–14 октября 2023 г.). С. 50-51.