Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА СРЕДЫ ЭНУКЛЕАЦИИ ООЦИТОВ И ПЕРЕНОСА ЯДЕР ДОНОРСКИХ КЛЕТОК НА ЭФФЕКТИНОСТЬ СОМАТИЧЕСКОГО КЛОНИРОВАНИЯ ОВЕЦ (OVIS ARIES)
- Номер: 4
- Страницы: 84-92
Журнал: Проблемы биологии продуктивных животных
Аннотация:
Для повышения результативности соматического клонирования решающее значение имеет выработка адекватных условий для каждой стадии технологии переноса ядер соматических клеток (somatic cell nuclear transfer; SCNT). Цель исследования – оценка влияния фетальной бычьей сыворотки (ФБС) и бычьего сывороточного альбумина (БСА) в среде энуклеации ооцитов и переноса ядер соматических клеток на получение клонированных эмбрионов овец. Ооцит-кумулюсные комплексы, полученные из яичников овец, культивировали в течение 19-23 ч в среде созревания. После очищения от клеток кумулюса проводили селекцию ооцитов, ориентируясь на наличие у них первого полярного тельца (ППТ). Ооциты энуклеировали аспирацией ППТ и прилежащей к нему цитоплазмы. Соматические клетки (СК) инъецировали в ППТ энуклеированного ооцита (перенос ядра) микропипеткой, используемой ранее для биопсии ППТ. Процедуру NT (энуклеация и перенос ядра) проводили в двух вариантах среды TC-199: c 5% ФБС и 0,3 % БСА. Полученные комплексы ооцит/CК объединяли посредством электрослияния. Цитогибриды активировали иономицином, инкубировали с 6-диметиламинопурином и циклогексимидом и культивировали в течение 48 часов. Внесение БСА в среду для NT приводило к снижению эффективности слияния ооцитов и СК с 39 до 24% (P<0,001) и дробления полученных цитогибридов с 58 до 39% (P<0,05) по сравнению с ФБС. При длительности микроманипуляций в пределах 40 минут и менее наблюдалось преимущество ФБС по параметрам формирования (P<0,05) и дробления цитогибридов (P<0,05) над БСА в составе среды для NT. При продолжительности процедуры NT cвыше 40 минут межгрупповые различия по эффективности слияния и эмбрионального развития отсутствовали. Заключили, что ФБС является предпочтительным источником белковых макромолекул на этапе NT соматического клонирования при продолжительности данной процедуры в пределах 40 и менее минут.
Литература:
1. Лопухов А.В., Шедова Е.В., Цындрина Е.В., Cингина Г.Н. Влияние цитохалазина Б в период подготовки цитопластов на эффективность соматического клонирования овец (Ovis Aries). // Гены и клетки. 2025. Т. 20. № 1. C. 31-40. https://doi.org/10.17816/gc638127.
2. Alsabeeh N., Chausse B., Kakimoto P.A. et al. Cell culture models of fatty acid overload: problems and solutions. // Biochim. Biophys. Acta. Mol. Cell. Biol. Lipids. 2018. Vol. 1863. nr 2. P. 143-151. doi: 10.1016/j.bbalip.2017.11.006.
3. Bae H.K., Hwang I.S., Kim J.Y. et al. Antioxidant treatment during manipulation procedures prevents mitochondrial and DNA damage and enhances nuclear reprogramming of bovine somatic cell nuclear transfer embryos. // Reprod. Fertil. Dev. 2015. Vol. 27. P. 1088-1096. https://doi.org/10.1071/RD14027.
4. Bavister B.D. Culture of preimplantation embryos: facts and artifacts. // Hum. Reprod. Update. 1995. Vol. 1. nr 2. P. 91-148. doi: 10.1093/humupd/1.2.91.
5. Belinskaia D.A., Voronina P.A., Schmurak V.I. et al. Serum albumin in health and disease: esterase, antioxidant, transporting and signaling properties. // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22. nr 19. P. 10318. https://doi.org/10.3390/ijms221910318.
6. Сhelladurai K.S., Christyraj D.S., Rajagolapan K. et al. Alternative to FBS in animal cell culture - An overview and future perspective. // Heliyon. 2021. Vol. 7. nr 8. P. e07686. doi: 10.1016/j.heliyon.2021.e07686.
7. Cordova A., King W.A., Mastromonaco G.F. Choosing a culture medium for SCNT and iSCNT reconstructed embryos: from domestic to wildlife species. // J. Anim. Sci. Technol. 2017. Vol. 59. P. 24. doi: 10.1186/s40781-017-0149-1.
8. Dique P., Gomez E., Diaz E. et al. Use of two replacements of serum during bovine embryo culture in vitro. // Theryogenology. 2003. Vol. 59. nr 3-4. P. 889-899. doi: 10.1016/s0093-691x(02)01134-2.
9. Gambini A., Briski O., Canel N.G. State of the art of nuclear transfer technologies for assisting mammalian. // Mol Reprod Dev. 2022. Vol. 89. nr 5-6. P. 230-242. https://doi.org/10.1002/mrd.23615
10. Gardner D.K. Dissection of culture media for embryos: the most important and less important components and characteristic. // Reprod. Fertil. Dev. 2008. Vol. 20. P. 9-18. doi: 10.1071/rd07160
11. Ghaedrahmati A., Mamouei M., Zandi M. et al. Low serum concentration in ovine embryo culture media. // gene cell and tissue. 2024. Vol. 11. nr 3. P.e146911. https://doi.org/10.5812/gct-146911.
12. Gomez E., Diez C. Effect of glucose and protein sources on bovine embryo development in vitro. // Anim. Reprod. Science. 2000. Vol. 58. nr 1-2. P. 23-37. https://doi.org/10.1016/S0378-4320(99)00078-0
13. Iqbal A., Ping J., Ali S. et al. Conservation of endangered species through somatic cell nuclear transfer (SCNT). // Conservation Genet. Resour. 2021. Vol. 13. P. 349-357. https://doi.org/10.1007/s12686-021-01204-9
14. Keefer C.L. Artificial cloning of domestic animals. // Devel. Biol. 2015. Vol. 112. nr 29. P. 88748878. https://doi.org/10.1073/pnas.1501718112.
15. Kussano N.R., De Oliveira Leme L., Dode M.A.N. Protein source in maturation media affects gene expression in cumulus cells and embryo development in cattle. // Anim. Biotech. 2023. Vol. 34. nr 3. P. 1247-1260. https://doi.org/10.1080/10495398.2021.2019755
16. Lee D.Y., Lee S.Y., Yun S.H. et al. Review of the current research on fetal bovine serum and the development of cultured meat. // Food. Sci. Anim. Resour. 2022. Vol. 42. nr 5. P. 775-799. doi:10.5851/kosfa.2022.e46.
17. Lee H., Lee Y, Park B. et al. Detrimental effect of bovine serum albumin in a maturation medium on embryonic development after somatic cell nuclear transfer in pigs. // J. Embryo. Transf. 2014. Vol. 29. nr 4. P. 361-368. https://doi.org/10.12750/JET.2014.29.4.361
18. Loi P., Palazzese L., Augusto P. et al. 25th Anniversary of cloning by somatic-cell nuclear transfer. Scientific and technological approaches to improve SCNT efficiency in farm animals and pets. // Reproduction. 2021. Vol. 162. nr 1. P. 33-43. doi: 10.1530/REP-20-0653
19. Mastromonaco G.F., Semple E., Robert C. et al. Different culture media requirements of ivf and nuclear transfer bovine embryos. // Reprod. Dom. Anim. 2004. Vol. 39. P. 462-467. doi: 10.1111/j.1439-0531.2004.00548.x
20. Mesalam A.A., Lee K.L., Khan I. et al. Combination of bovine serum albumin with insulin–transferrin–sodium selenite and/or epidermal growth factor as alternatives to fetal bovine serum in culture medium improves bovine embryo quality and trophoblast invasion by induction of matrix metalloproteinases. // Reprod. Fertil. Dev. 2019. Vol. 31. nr. 2. P. 333-346. https://doi.org/10.1071/RD18162
21. Samiec M. Molecular mechanisms of somatic cell cloning and other assisted reproductive technologies in mammals: which determinants have been unraveled thus far? Current Status, Further Progress and Future Challenges. // Int. J. Mol. Sci. 2024. Vol. 25. nr 24. P. 13675. https://doi.org/10.3390/ijms252413675
22. Sciorio R., Rinaudo P. Culture conditions in the IVF laboratory: state of the ART and possible new directions. // J. Assist. Reprod. Genet. 2023. Vol. 40. P. 2591-2607. https://doi.org/10.1007/s10815-023-02934-5. https://doi.org/10.1071/RD23168
23. Shirazi A., Ardali M.A., Ahmadi E. et al. The effect of macromolecule source and type of media during in vitro maturation of sheep oocytes on subsequent embryo development. // J. Reprod. Infertil. 2012. Vol. 13. nr 1. P. 13-19.
24. Srirattana K., Kaneda M., Parnpai R. Strategies to Improve the Efficiency of Somatic Cell Nuclear Transfer. // Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23. nr 4. P. 1969. https://doi.org/10.3390/ijms23041969.
25. Sun M.Z., Liu Y.W., Cui M.S. et al. Intracellular strain evaluation-based oocyte enucleation and its application in robotic cloning. // Engineering. 2023. Vol. 24. P. 73-83. https://doi.org/10.1016/j.eng.2022.04.016.
26. Swegen A., Appeltan R., Williams S.A. Cloning in action: can embryo splitting, induced pluripotency and somatic cell nuclear transfer contribute to endangered species conservation? // Biol. Reviews. 2023. Vol. 98. nr 4. P. 1225-1249. doi: 10.1111/brv.12951
27. Tyagi S., Mani S. Media and buffer preparation for cell culture // In: Animal cell culture: Principles and Practice. Techniques in Life Science and Biomedicine for the Non-Expert. Springer, Cham. 2023. P. 77-88. https://doi.org/10.1007/978-3-031-19485-6_5
28. Wang L.J., Xiong X.R., Zhang X. et al. Defined media optimization for in vitro culture of bovine somatic cell nuclear transfer (SCNT) embryos. // Theryogenology. 2012. Vol. 78. nr 9. P. 2110-2119. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2012.03.011
29. Van Langendonckt A., Donnay I., Schuurbiers N. et al. Effects of supplementation with fetal calf serum on development of bovine embryos in synthetic oviduct fluid medium. // J. Rerpod. Fertil. 1997. Vol. 109. nr 1. P. 87-93. doi: 10.1530/jrf.0.1090087
30. Wilmut I., Schnieke A.E., McWhir J. et al. Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells. // Nature. 1997. Vol. 385. nr. 6619. P. 810–813. https://doi.org/10.1038/385810a0.
31. Zander-Fox D.L., Pacella-Ince L., Morgan D.K., Green M.P. Mammalian embryo culture media: now and into the future. // Reprod. Fertil. Dev. 2023. Vol. 36. nr 2. P. 66-80. https://doi.org/10.1071/RD23168