Новая технология длительного хранения спермы кур в жидком состоянии за счёт остановки энергетического метаболизма

Исследователи из Университета Цукубы разработали усовершенствованную технологию хранения спермы кур в охлаждённом состоянии, которая продлевает её оплодотворяющую способность. Это достигается за счёт остановки динамики энергетического метаболизма путём удаления кальция внутри и снаружи сперматозоидов.

Проблема хранения птичьей спермы

  • Сохранение спермы in vitro критически важно для видов птиц с крупными яйцами, непригодными для криоконсервации.
  • Охлаждённое хранение — ключевой метод, ценимый за простоту, доступность и промышленную применимость.
  • Однако сперма птиц, особенно кур, чувствительна к повреждениям при низких температурах.
  • При хранении в холоде оплодотворяющая способность спермы кур резко снижается уже через 6–24 часа из-за повреждения клеточных мембран и митохондрий.

Ключевое открытие

Исследователи обнаружили, что нарушение фертильности при охлаждённом хранении вызвано притоком ионов кальция в сперматозоиды. Эксперименты с хелаторами, удаляющими кальций из клеток и из окружающей среды, показали:

  • Обратимую деактивацию оплодотворяющих функций спермы.
  • Возможность хранения спермы в холоде более трёх дней с сохранением фертильности (что подтверждено тестами in vivo), что превышает предыдущие сроки.

Механизм действия

Удаление внутри- и внеклеточного кальция влияет на динамику энергетического метаболизма сперматозоидов кур, вводя их в состояние, подобное физиологическому покою. Для этого состояния характерны:

  • Клеточная гипоксия.
  • Понижение pH.
  • Прерывистая подвижность.

Результаты, опубликованные в Scientific Reports, позволяют предположить, что кальций действует как молекулярный переключатель, регулирующий состояние покоя и реактивацию оплодотворяющих функций. Этот механизм может быть частью репродуктивной стратегии спермы птиц, позволяющей ей выживать в половых путях самки несколько недель, синхронизируясь с овуляцией.

Значение технологии

Эта инновационная и простая методика длительного хранения спермы может значительно повысить эффективность птицеводства, предложив экономичные методы размножения и сохранения редких генетических ресурсов для поддержания биоразнообразия.