О текущем ходе выполнения НИР в рамках государственного задания отделом по контролю качества и стандартизации генетического материала и препаратов, применяемых при воспроизводстве животных
Генетические ресурсы животных представляют ценный и стратегически важный капитал любой страны, так как они связаны с решением проблемы обеспечения населения страны продовольствием, промышленности сырьем.
В ходе выполнения НИР по теме «Разработка современных требований и правил мониторинга качества спермы быков производителей по эпизоотическим, генетическим и репродуктивным параметрам» коллективом отдела были разработаны и успешно утверждены, на секции зоотехнии и ветеринарии РАН, методические рекомендации - «Определение целостности акросомы сперматозоидов в замороженной сперме у животных-производителей», «Определение индекса фрагментации ДНК в замороженной сперме у животных-производителей».
Уникальность разработанных методик позволила обнаружить, зафиксировать и ввести впервые в отечественную зооветеринарную андрологию и практику не только новый вид патологии, но и новый термин, характеризующий морфофункциональные особенности сперматозоидов, разделенных на ХХ и ХУ хромосомы и дающий полную картину в определении фертильности спермиев в спермопробе, что и будет являться основополагающим при составлении детального биологического профиля генетического материала.
Этот термин и патология будет называться «митохондриальная дисфункция» сперматозоида. Его определение следующее: Митохондриальная дисфункция сперматозоидов – это генетические, структурные и биохимические дефекты митохондриальной части сперматозоида, приводящие к нарушению синтеза АТФ и гиперфункции активных форм кислорода.
В связи с тем, что второй этап научных исследований был направлен на изучение сексированного семени и полученные экспериментальные данные были неутешительными – полное несоответствие нормам и требованиям ГОСТ, т.к. все изучаемые спермопробы имели низкое ППД.
После консультаций с ведущими технологами-племенниками нашей страны оказалось, что данная проблема не только очень актуальна и злободневна при использовании такого семени для искусственного осеменения животных, но и до сих пор остается не решенной.
Это послужило катализатором для детального изучения биологических свойств спермиев с применением различных методологических подходов.
В ходе исследований сотрудники отдела обратили внимание на заметную особенность - после окрашивания акридиновым оранжевым свечение фиксируется в шеечной и хвостовой зоне сперматозоидов, т.е. фрагментация нитей ДНК происходит не в головке сперматозоида, а в моторной части сперматозоида (шейка, тело и хвост).
В шеечной части располагается энергетическая станция, обеспечивающая энергией двигательную активность сперматозоида, тем самым гарантируя фертильную способность генетического материала. Именно в этой зоне сперматозоида располагается митохондриальная ДНК – мтДНК, которая наследуется только по материнской линии.
Этиология митохондриальных абербаций имеет свою специфику – большинство мутаций происходит именно в генах митохондрий, поскольку в этих органеллах интенсивно протекают окислительно-восстановительные процессы и образуются повреждающие ДНК свободные радикалы. У митохондриальной ДНК механизмы восстановления повреждений несовершенны, так как ее не защищают белки-гистоны. Сперматоциты в условиях дисфункции дыхательной цепи не могут завершить мейоз, они лишаются возможности приобрести гаплоидный набор хромосом, происходит «мейотический арест» за счет накопления большого количества копий мутантных мт-ДНК в процессе воздействия окислительного стресса.
Вот так теперь мы можем объяснить и научно обосновать идентифицированную патологию – астеноспермию – снижение подвижности сперматозоидов, разделенных по полу. И все это все благодаря слаженной работе коллектива отдела по выполнению НИР.
