日本研发动物精子冻干后常温保存技术
2021/09/03
运用通过即食食品积累的冷冻干燥技术,像翻相册一样,取出各种精子。日本山梨大学等正致力于实现这样的机制。到2050年,有可能实现在常温下便捷长期保存各种动物的精子和卵子,需要时可以寄送,任何人都能够简单应对。
实验动物、改良家畜品种及保护稀有生物所需要的精子、卵子、受精卵通常在超低温冷冻库及充满液态氮的储存罐中保存。但这些设备及其维护都需要成本,如果能在常温下长期保存,可以减轻负担。
山梨大学教授若山照彦等力争利用冷冻干燥,确立简便保存精子的技术。将精子快速冷冻后,在真空状态下干燥。使用时用水使之恢复原状。冷冻干燥还有一个好处,即承受放射线的能力是普通精子的10倍。
研究团队开发出了将冷冻干燥后的小鼠精子夹在约0.1毫米厚的塑料片内保存的技术。据悉一只雄鼠产生的精子只需花几十日元成本就可以保存。把放在包药纸上的精子在真空状态下冷冻干燥后,尽量不接触氧气而夹入塑料片中。
过去的保存方式是用热量切断装有冷冻干燥精子的玻璃瓶顶端,这样难以大量保存,也有破损的危险。要想管理庞大的小鼠系统,需要简便的方法。
山梨大学的研究团队还确认到,用信封和明信片邮寄保存有精子的塑料片,送达的精子约7成能正常受精,约1成可以产生下一代。团队希望继续改进下一代的生产数量和常温下的保存期限。
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冷冻干燥后夹在塑料片之间,可以装入信封邮寄 |
配送时在常温下只能放3天。如果能在常温下保存1周,则有望通过国际邮递寄给海外的研究机构。
冷冻干燥精子的技术不仅限于小鼠等实验动物。在改良家畜品种和保护稀有生物方面也是一项重要技术。日本岩手大学的准教授金子武人等人致力于开发数十种动物精子的保存方法。
研究团队已通过家猫和鸡确认冷冻干燥的精子的DNA正常。他们还计划将这项技术应用于对马山猫及冲绳秧鸡等稀有生物。
金子准教授表示,“稀有的野生动物栖息在没有人烟的地方。如果能在没有实验设备的深山等地使用就好了”。
如果可以在常温下管理所有生物的精子和卵子,则可以预防意外情况。比如冷冻库因停电而不能使用等情况。此外,如果发生灾害,就会难以采购需要随时补充的液态氮,无法维持保存状态。
不过,如果能够便捷管理,那么转移贵重品种和转基因动物也就变得容易。随着技术进步,完善法律等也很重要。
还将应用于卵子
保存精子、卵子及受精卵的技术在生命科学及家畜品种改良领域是必须的技术。冷冻保存精子的技术在1950年代首先在牛身上取得了成功。
1970年代,研究人员成功冷冻保存了小鼠的受精卵和卵子。随着各种动物的冷冻保存技术推进开发,全球的研究室和畜产一线都已普及了使用冷冻库及液态氮的保存方法。
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若山教授等人20多年前就在研究通过冷冻干燥保存的技术。若山教授表示,“可能是由于精子保持遗传信息的核比其他细胞硬,所以即使冷冻干燥也会保持稳定”。
他们的下一个目标是应用于卵子和受精卵。若山表示,“卵子的体积比精子大,技术上有难度”。目前正在研究使用冷冻干燥后的卵子时,仅将有遗传信息的核移植到其他新鲜卵子中的方法等。
预计通过这种方法可以用冷冻干燥的精子和卵子制造出受精卵。将来有望利用这种受精卵产生下一代。
若山教授强调,“出于保存遗传资源的目的,不仅是精子,卵子也需要能在常温下轻松保存”。
日本经济新闻(中文版:日经中文网)下野谷凉子
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