Суверенная генетика для голштинских бычков

Санкт-Петербургский государственный университет ветеринарной медицины (СПбГУВМ, в прошлом — Ветеринарная академия) расположен всего в пяти минутах ходьбы от Московских ворот, то есть почти в самом центре Петербурга. Но лишь миновав проходную, я понимаю, насколько сильно отличается этот вуз от подавляющего большинства учебных заведений. По аккуратно подстриженному газону гуляет молоденькая коровка. Ее обступили студенты, пытаются погладить. Оказалось. что телочке Харди полгода. Эта смирная и добродушная черно-белая телочка с характерным экстерьером голштинской породы, с которой в основном работают в вузе, благосклонно принимает внимание молодежи. Еще минута, и за спиной Харди появляются гораздо более серьезные создания — быки Снежок и Бублик. К Снежку уже никто не рискует приблизиться — больно он грозен и порывист. Студенты, сохраняя дистанцию, интересуются у его поводыря, трудно ли с ним управляться, и получают ответ, что нетрудно, если уметь. 

В нескольких метрах от прогуливающихся животных — современный, с панорамными окнами на обе стороны, конференц-зал. Здесь собрались руководители вуза, представители агропромышленного комплекса и кураторы АПК из правительства Ленинградской области. Повод — открытие в университете лаборатории генетических и репродуктивных биотехнологий, оснащенной новейшим оборудованием. Ректор вуза Кирилл Племяшов, доктор ветеринарных наук, отмечает в своей приветственной речи, что возглавляемый им вуз — это учебное заведение федерального уровня, его учредителем является Министерство сельского хозяйства, а его выпускники работают в 82 субъектах РФ. «Порядка 40 процентов обучающихся — из Санкт-Петербурга и Ленинградской области, 60 процентов — это студенты со всей территории России. У нас учатся молодые люди даже из тех регионов, где есть свои факультеты ветеринарии», — отметил ректор и уточнил, что в университете 23 кафедры, здесь преподают более 60 докторов наук, более 98 процентов преподавателей имеют ученые степени.

Ректор Санкт-Петербургского государственного университета ветеринарной медицины Кирилл Племяшов

agrarnayanauka.ru

Сохранить ценные признаки

Значимость открытия лаборатории генетических и репродуктивных биотехнологий — ее уникальность и масштаб открывающихся возможностей.

Сегодня в России всего несколько лабораторий, занимающихся созданием эмбрионов крупного рогатого скота, но все они проводят единичные экспериментальные работы. Лаборатория СПбГУВМ стала первой и пока единственной в стране, способной создавать эмбрионы в промышленных масштабах. Открытие лаборатории не только обеспечит научный прогресс, но и позволит сделать важный шаг в развитии отечественного животноводства и решении задач импортозамещения. Традиционные методы оценки племенной ценности быков, основанные на анализе продуктивности их дочерей, требуют десяти-пятнадцати лет. Благодаря новым генетическим технологиям этот срок сократится до нескольких месяцев. У ученых также появится возможность влиять на молочную продуктивность коров еще до их рождения. 

В лаборатории уже развернули работу по оценке генетической ценности животных. Без нее нередки случаи нерациональных решений, когда перспективные быки-производители с отличными генетическими показателями отправляются на убой, хотя их потомство могло бы давать рекордные удои. Благодаря новой лаборатории уже удалось сохранить несколько ценных животных с выдающимся генетическим потенциалом.

Выслушав краткие приветственные речи, участники события отправляются непосредственно в лабораторию. Она находится в соседнем здании, но путь лежит через ряды студенческих аудиторий, где в этот момент идут занятия. Обращает на себя внимание какая-то подчеркнутая чистота и современность лекционных помещений, как будто это современный офис. Стеклянные перегородки в пол между соседними аудиториями, новые пластиковые стулья и свежий воздух. 

Придя в лабораторию, облачаемся в халаты, бахилы и шапочки. Здесь должна быть идеальная чистота. В нашем присутствии в режиме реального времени специалисты проводят процедуру оплодотворения яйцеклеток для получения эмбрионов высокопродуктивных молочных пород коров. Проректор по научной работе и международным связям СПбГУВМ Георгий Никитин поясняет, что все поверхности лабораторных столов, где ведется работа с эмбрионами — с подогревом. 

Проректор по научной работе и международным связям СПбГУВМ Георгий Никитин

Наталия Михальченко

«Самое ценное оборудование генетического блока лаборатории — секвенатор, который оцифровывает геномы, причем он отечественного производства, элемент импортозамещения, — пояснил “Стимулу” Георгий Никитин. — Когда начались санкции, производители программного обеспечения ограничили возможность его обслуживать, и многие импортные секвенаторы у нас перестали работать». Секвенатор, установленный в Ветеринарном университете, стоит около 10 млн рублей, импортный на порядок дороже.

Эмбриологический блок оснащен углекислым инкубатором китайского производства стоимостью полтора миллиона рублей, в котором состав газовой смеси приближен к оптимальному для развития жизни внутри аппарата. Университет планирует приобрести еще и мультигазовый инкубатор для работы с более зрелым эмбрионом. «У нас пока такого нет, хотим купить, — говорит Георгий Никитин. — Есть несколько этапов культивирования эмбриона. На первом этапе допускается работа на инкубаторе как у нас, а когда уже сам зародыш формируется — это последний этап формирования эмбриона — рекомендуется использовать мультигазовый инкубатор, в котором используется меньше кислорода, за счет чего эффективность технологии повышается, так как для эмбриона создаются более комфортные условия».

Также к услугам ученых микроманипуляционная система для работы с клетками. «Микроманипулятор в сочетании со специальным инверторным микроскопом позволяет исследовать эмбрион или сделать бисекцию, разрезав его пополам, и получить однояйцевых клонов, — рассказывает Никитин. — Есть несколько разных подходов к клонированию. Это и клонирование путем пересадки ядра соматической клетки — самый сложный и ключевой метод. Его называют истинным клонированием. Есть и псевдоклонирование — это разделение эмбриона на ранней стадии его развития на несколько частей, пока эмбрион не является целостной тканью, а состоит из нескольких бластомеров и может полноценно восстанавливаться. Эту процедуру можно осуществить до пяти раз и получить из одного эмбриона до десяти клонов. Мы планируем применять истинное клонирование — это более перспективный метод».

В андрологическом блоке лаборатории установлена линейка по разбавлению и фасовке спермы. «Это целая линейка оборудования для искусственного осеменения: одноигольный фасовщик, который стоит около восьми миллионов рублей, принтер, система компьютерного анализа семени, водяные бани, дилютер для введения разбавителя спермы и так далее — полноценная линейка, аналогичная промышленной, с той лишь разницей, что фасовщик заточен не под промышленный объем, а под наши научные цели, — комментирует проректор. — В селекционно-генетическом центре будет то же самое, только более мощная линейка. Мы с ними это оборудование выбирали. Для запуска СГЦ мы на университетской, более простой линейке будем проводить апробацию технологии и обучение персонала, подготовку и обучение самих быков-производителей. Их приучают к сдаче спермы в стенах университета, чтобы они потом смогли качественно работать в СГЦ».

Промышленная линейка отличается количеством иголок в фасовочном аппарате — их будет четыре, заморозка спермы будет не ручная, а автоматизированная, будут использоваться большие объемы генетического материала.

«Наш университет станет кузницей кадров, интеллектуальным партнером для селекционно-генетического центра. Он уже физически построен, но для начала работы нужно много специалистов, Наша задача в том, чтобы готовить сотрудников для СГЦ. Может быть, будет кто-то и со стороны, но в первую очередь это будут наши выпускники, старшекурсники, аспиранты, соискатели ученых степеней, которые работают в племенном животноводстве», — рассказал Георгий Никитин. В центре планируется разместить 80 быков. Университет уже начал отборочную работу в Ленинградской области по оценке племенной ценности и геномной оценке животных. Первые быки найдены — это уже известные нам Снежок и Бублик.

Проводимые в лаборатории работы позволят получить полный цикл генетических и репродуктивных технологий: здесь созданы генетический, эмбриологический отделы и отдел андрологии. В лаборатории можно производить более 200 эмбрионов в год методом in vitro. Первыми их получат хозяйства Ленинградской области, такие как «Гатчинская», племзаводы «Гражданский», «Первомайский» и «Бугры». «Трансплантация эмбрионов играет ключевую роль в развитии отечественной племенной базы. Эта технология позволяет выбирать животных с наилучшими генетическими характеристиками, основываясь на племенной ценности родителей. Процесс достаточно затратный: одна пересадка эмбриона стоит около 40–50 тысяч рублей, а также требуется использование гормональных препаратов для подготовки реципиентов», — пояснил Кирилл Племяшов.

Генеральный директор племенного завода «Бугры» Виктор Локтионов

agri-news.ru

Генеральный директор племенного завода «Бугры» Виктор Локтионов сообщил, что завод «готов приобрести все 200 эмбрионов». У племзавода далекоидущие планы: здесь строится собственный селекционно-генетический центр. «Мы планируем его запустить в середине следующего года. Строительные работы выполнены уже на 85 процентов, — говорит Виктор Локтионов. — В первый год попробуем произвести до одного миллиона спермодоз крупного рогатого скота и хотя бы 10 тысяч эмбрионов, чтобы отработать технологию». Лаборатория генетических и репродуктивных биотехнологий СПбГУВМ и строящийся в Буграх селекционно-генетический центр создадут мощную научно-производственную базу для обеспечения качественным отечественным генетическим материалом хозяйств Северо-Запада. 

Помимо производства эмбрионов специалисты лаборатории будут оценивать их генетическое качество. На сегодня известно шестнадцать видов мутаций молочного скота, требующих удаления из стада животных, которые являются их носителями. В коридоре развешаны плакаты, демонстрирующие как проявляются эти мутации у молодых и взрослых животных. Если мутации будут обнаружены на стадии оценки генетического материала, то хозяйство избежит затрат на выращивание животного с плохой генетикой. 

Лабораторию генетических и репродуктивных биотехнологий Университет ветеринарной медицины оснастил за счет собственных средств. «Мы проводим экспертизы, в том числе судебно-медицинские, патологоанатомические, осуществляем по заказам хозяйств пересадку эмбрионов. Обращений очень много», — говорит Кирилл Племяшов, комментируя источники внебюджетных средств. По его словам, за счет заработанных вузом средств третий год подряд удается выделять по 50 млн рублей на техническое оснащение лабораторного корпуса ведущего ветеринарного вуза страны. 

На 10 из 23 кафедр СПбГУВМ предусмотрены исследовательские лаборатории. После распада СССР их оборудование устарело, на своевременное обновление не было средств. Сейчас происходит перезапуск лабораторного корпуса. Уже оснащена современным передовым оборудованием и работает вскрывочная на кафедре патологической анатомии, где можно вскрыть как тушу быка в полторы тонны, так и свиньи, кошки, собаки, птицы — любого животного. Переоснащена также лаборатория на кафедре ветсанэкспертизы. В ближайшее время будут открыты лаборатории на кафедрах органической химии, паразитологии, микробиологии.

Уйти от зависимости

«В настоящее время в Россию завозится более семи миллионов доз спермы племенных быков из-за рубежа при поголовье племенных животных голштинской породы всего в десять миллионов животных», — отметил Кирилл Племяшов. Существующий уровень зависимости от импорта, по его оценке, критический. Генетический материал ввозится для улучшения продуктивности сельскохозяйственных животных. Самые успешные хозяйства Ленинградской области с высоким генетическим качеством животных получают по 15 тыс. литров в год на одну корову против 9 тыс. литров в год в хозяйствах, где к улучшению полезных хозяйственных признаков животных относятся с меньшей тщательностью. В итоге при одинаковом поголовье скота и равных трудозатратах и расходовании материальных средств прибыль различается в полтора раза. Поэтому очень важно иметь свой генетический материал, свою сильную научную школу, которая обеспечит его создание в нужных объемах.