日本研發動物精子凍乾後常溫保存技術

2021/09/03


       運用通過即食食品積累的冷凍乾燥技術,像翻相冊一樣,取出各種精子。日本山梨大學等正致力於實現這樣的機制。到2050年,有可能實現在常溫下便捷長期保存各種動物的精子和卵子,需要時可以寄送,任何人都能夠簡單應對。

 

       實驗動物、改良家畜品種及保護稀有生物所需要的精子、卵子、受精卵通常在超低溫冷凍庫及充滿液態氮的儲存罐中保存。但這些設備及其維護都需要成本,如果能在常溫下長期保存,可以減輕負擔。

  

       山梨大學教授若山照彥等力爭利用冷凍乾燥,確立簡便保存精子的技術。將精子快速冷凍後,在真空狀態下乾燥。使用時用水使之恢復原狀。冷凍乾燥還有一個好處,即承受放射線的能力是普通精子的10倍。

 

       研究團隊開發出了將冷凍乾燥後的小鼠精子夾在約0.1毫米厚的塑膠片內保存的技術。據悉一隻雄鼠産生的精子只需花幾十日元成本就可以保存。把放在包藥紙上的精子在真空狀態下冷凍乾燥後,儘量不接觸氧氣而夾入塑膠片中。

 

       過去的保存方式是用熱量切斷裝有冷凍乾燥精子的玻璃瓶頂端,這樣難以大量保存,也有破損的危險。要想管理龐大的小鼠系統,需要簡便的方法。

     

       山梨大學的研究團隊還確認到,用信封和明信片郵寄保存有精子的塑膠片,送達的精子約7成能正常受精,約1成可以産生下一代。團隊希望繼續改進下一代的生産數量和常溫下的保存期限。

 

冷凍乾燥後夾在塑膠片之間,可以裝入信封郵寄

 

       配送時在常溫下只能放3天。如果能在常溫下保存1周,則有望通過國際郵遞寄給海外的研究機構。

 

       冷凍乾燥精子的技術不僅限於小鼠等實驗動物。在改良家畜品種和保護稀有生物方面也是一項重要技術。日本岩手大學的準教授金子武人等人致力於開發數十種動物精子的保存方法。

 

       研究團隊已通過家貓和雞確認冷凍乾燥的精子的DNA正常。他們還計劃將這項技術應用於對馬山貓及沖繩秧雞等稀有生物。

 

       金子準教授表示,「稀有的野生動物棲息在沒有人煙的地方。如果能在沒有實驗設備的深山等地使用就好了」。

 


 

       如果可以在常溫下管理所有生物的精子和卵子,則可以預防意外情況。比如冷凍庫因停電而不能使用等情況。此外,如果發生災害,就會難以採購需要隨時補充的液態氮,無法維持保存狀態。

 

       不過,如果能夠便捷管理,那麼轉移貴重品種和基因改造動物也就變得容易。隨著技術進步,完善法律等也很重要。

 

       還將應用於卵子

 

       保存精子、卵子及受精卵的技術在生命科學及家畜品種改良領域是必須的技術。冷凍保存精子的技術在1950年代首先在牛身上取得了成功。

 

       1970年代,研究人員成功冷凍保存了小鼠的受精卵和卵子。隨著各種動物的冷凍保存技術推進開發,全球的研究室和畜産一線都已普及了使用冷凍庫及液態氮的保存方法。

 

 

       若山教授等人20多年前就在研究通過冷凍乾燥保存的技術。若山教授表示,可能是由於精子保持遺傳資訊的核比其他細胞硬,所以即使冷凍乾燥也會保持穩定

 

       他們的下一個目標是應用於卵子和受精卵。若山表示,「卵子的體積比精子大,技術上有難度」。目前正在研究使用冷凍乾燥後的卵子時,僅將有遺傳資訊的核移植到其他新鮮卵子中的方法等。

 

       預計通過這種方法可以用冷凍乾燥的精子和卵子製造出受精卵。將來有望利用這種受精卵産生下一代。

 

       若山教授強調,「出於保存遺傳資源的目的,不僅是精子,卵子也需要能在常溫下輕鬆保存」。

 

       日本經濟新聞(中文版:日經中文網)下野谷涼子

 

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