Ученые Донского государственного технического университета и Южного научного центра Российской академии наук успешно завершили совместные исследования по созданию технологии низкотемпературного консервирования репродуктивных клеток рыб. В ходе исследования ученые предложили новые методики замораживания спермы рыб с применением механических колебаний и низкочастотных токов. Такие разработки помогут спасти редкие, исчезающие виды рыб.
Ученым удалось подтвердить выдвинутую на начальном этапе работы гипотезу о том, что акустическо-механическое воздействие на биоматериал создает условия для быстрого проникновения протектора внутрь клетки и облегчает сам процесс замораживания, а также повышает выживаемость клеток после заморозки. Полученные показатели акустическо-механического воздействия могут быть рекомендованы для использования в технологиях низкотемпературного консервирования.
«Для того чтобы клетки не погибали при низких температурах, мы использовали разные электрофизические методы быстрого проникновения протектора через клеточные мембраны, среди них — низкочастотные токи и определенные механические колебания», — прокомментировала руководитель проекта, профессор базовой кафедры ЮНЦ РАН «Технические средства аквакультуры» ДГТУ Елена Пономарева.
В рамках первого этапа исследования ученые создают теоретические механические модели акустическо-механического воздействия на процессы криоконсервации и на конечные результаты заморозки и хранения биоматериалов. Также разрабатывают компьютерные программы и модуль интеллектуального управления процессом пробоподготовки к замораживанию с применением специальных электроприводов — пьезоактуаторов.
«Изучение выживаемости, двигательной активности и фертильности спермиев установило влияние акустическо-механического воздействия на физиологическое состояние спермиев осетровых рыб, процент активно движущихся клеток русского осетра составил 69%, стерляди — 71%. В контроле — 37 и 40% соответственно. Оплодотворение яйцеклеток русского осетра и стерляди показало, что спермии имели высокий процент оплодотворения — 70–75%», — пояснила Елена Пономарева.
Эксперименты по оплодотворению яйцеклеток стерляди размороженной спермой своего вида показали, что спермии в сравнении с контролем после акустическо-механического воздействия с частотой 500 Гц имели высокий процент оплодотворения — 69%. В случае оплодотворения икры стерляди спермой русского осетра при тех же условиях процент оплодотворения варьировался от 50 до 65%. Свободные эмбрионы и личинки, полученные из криоспермы, по развитию не отличались от потомства из нативной спермы.
Ученые подготовили и подали заявки на получение двух патентов — «Установка для акустическо-механического воздействия при низкотемпературном консервировании» и «Способ акустическо-механического воздействия при низкотемпературном консервировании».
Исследование проводилось в рамках стратегического проекта «Агроматика» программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Наука и университеты»).
