doi: 10.15389/agrobiology.2020.2.225rus
УДК 636.018:591.16
Аналитический обзор подготовлен в рамках выполнения работ по теме 0445-2019-0030, финансируемой Минобрнауки России. Результаты экспериментальных исследований влияния гормональной стимуляции и временного режима на результативность OPU получены в рамках проекта РНФ № 19-16-00115.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РЕПРОДУКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ: ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ И РОЛЬ В РАЗВИТИИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ В СКОТОВОДСТВЕ (обзор)
Н.А. ЗИНОВЬЕВА1, С.В. ПОЗЯБИН2, Р.Ю. ЧИНАРОВ1
Разработка технологий активного трансгенеза сделала возможным внесение направленных изменений (геномное редактирование, genome editing, GE) в геном сельскохозяйственных животных с относительно высокой результативностью (обзоры S.Y. Yum с соавт., 2018; A.L. Van Eenennaam, 2019; N.A. Zinovieva с соавт., 2019). Однако эффективное совершенствование систем производства продукции животноводства на основе GE-технологий требует разработки комплексного подхода, основанного на использовании методов биотехнологии, популяционной генетики, геномики количественных признаков и вспомогательных репродуктивных технологий (assisted reproductive technology, ART) (C. Rexroad с соавт., 2019). Развитие ART, включая получение генеративного материала для геномного редактирования от животных с желаемыми генетическими характеристиками, эффективное получение GE-потомства и как можно более раннее его тиражирование, — неотъемлемая составляющая успешного развития и внедрения геномных технологий в скотоводстве (A.L. Van Eenennaam, 2019). В настоящем обзоре проведен ретроспективный анализ развития вспомогательных репродуктивных технологий, в том числе искусственного осеменения (R.H. Foote, 2002; R.G. Saacke, 2012; P. Lonergan, 2018), трансплантации эмбрионов (K.J. Betteridge, 2003; R.J. Mapletoft, 2013), производства эмбрионов in vitro (IVP, in vitro production) (L. Ferré с соавт., 2019), прижизненного получения ооцитов (Ovum-Pick-Up) (R. Boni, 2012; M. Qi с соавт., 2013), переноса ядер соматических клеток (C.L. Keefer, 2015; K.R. Bondioli, 2018; A.V. Lopukhov с соавт., 2019). Дана характеристика современного состояния исследований, дискутируются направления совершенствования ART в связи с применением генетических технологий в скотоводстве, включая генное редактирование. Показано, что за более чем 100-летнюю историю достигнут значительный прогресс в развитии вспомогательных репродуктивных технологий у крупного рогатого скота, многие из которых сегодня активно используются в практическом животноводстве (C. Smith, 1988; L. Ferré с соавт., 2019) и стали базисом для разработки эффективных программ генетического совершенствования скота, включая геномную селекцию (P.M. VanRaden с соавт., 2009). Современные приоритеты в исследованиях ориентированы на прогресс в селекции крупного рогатого скота посредством интеграции GE-технологий в программы разведения (C. Rexroad с соавт., 2019; A.L. Van Eenennaam, 2019). Вспомогательные репродуктивные технологии будут играть одну из определяющих ролей в решении этой амбициозной задачи.
Ключевые слова: крупный рогатый скот, вспомогательные репродуктивные технологии, генетические технологии, генное редактирование.
N.A. Zinovieva1, S.V. Pozyabin2, R.Yu. Chinarov1
The development of technologies of “active” transgenesis has allowed targeted modifications (gene editing, GE) in the genome of farm animals of different species with relatively high efficiency (reviewed by S.Y. Yum et al., 2018; A.L. Van Eenennaam, 2019; N.A. Zinovieva et al., 2019). However, effective improvement of livestock production systems based on GE technologies requires the development of an integrated approaches combined with biotechnology, population genetics, quantitative genomics and advanced reproductive technologies (ART) (C. Rexroad et al., 2019). The development of ART, including obtaining germ plasma for gene editing from animals with the desired genetic characteristics, the effective production of GE-offspring and its as possible earlier multiplication are an integral part of the successful development and implementation of GE technologies in cattle breeding (A.L. Van Eenennaam, 2019). This review provides a retrospective analysis of the development of assisted reproductive technologies (ART), including artificial insemination (R.H. Foote, 2002; R.G. Saacke, 2012; P. Lonergan, 2018), embryo transfer (K.J. Betteridge, 2003; R.J. Mapletoft, 2013), in vitro production of embryos (IVP) (L. Ferré et al., 2019), oocyte retrieval on living animals — Ovum-Pick-Up (R. Boni, 2012; M. Qi et al., 2013), and somatic cell nuclear transfer (C.L. Keefer, 2015; K.R. Bondioli, 2018; A.V. Lopukhov et al., 2019). We describe the state of the art of research and discuss the areas of further improvement of ART for the development of genetic technologies in cattle breeding, including gene editing. The review shows that for more than 100 years of history, significant progress has been made in the development of assisted reproductive technologies of cattle, many of which are now actively used in practical animal breeding (C. Smith, 1988; L. Ferré et al., 2019) and became the basis for the development of effective programs for genetic improvement of livestock, including genomic selection (P.M. VanRaden et al., 2009). Current research priorities are focused on ensuring further progress in cattle breeding through the integration of GE technologies into livestock breeding programs (C. Rexroad et al., 2019, A.L. Van Eenennaam, 2019). Assisted reproductive technologies will play a crucial role in this ambitious task.
Keywords: cattle, assisted reproductive technologies, gene editing.
1ФГБНУ ФНЦ животноводства — |
Поступила в редакцию |
