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造福畜牧业的母牛授精胶囊



大多数瑞士奶牛都是通过人工授精的

大多数瑞士奶牛都是通过人工授精的

(Keystone)

瑞士科研人员开发出一种能对母牛排卵周期作出反应的精子胶囊,从而能大幅提高农业经营者给奶牛授精的成功率。

据苏黎世联邦理工学院(ETHZ)的科研小组介绍,这项研究甚至可在日后经过调整,造福人类。

大多数瑞士奶牛都是通过人工授精的。虽然可以从奶牛的行为看出一些发情端倪,但只通过观察来推测排卵的准确时间并为之提前作好准备,却绝不是件容易的事。

在国内最大的公牛精子提供商瑞士基因学公司(swissgenetics)的倡议下,苏黎世理工的生物工程师们开发出了这种纤维素胶囊,它内含公牛精子和活细胞群,能对某种特殊机体信号作出反应。

数百个这种微小胶囊在母牛排卵前几日被植入其子宫内。胶囊中的细胞群会对排卵前后产生的黄体素作出反应,从而向卵细胞释放出精子。(详见右栏“工作机制”)

科研人员表示,农业经营者只需知道所饲养奶牛的发情周期,确定大概的排卵日期。这种胶囊给经营者们实施人工授精提供了3天的余地。

“它的好处在于放宽了人工授精的时机,”瑞士基因学公司副总裁乌利希·维奇(Ulrich Witschi)告诉瑞士资讯swissinfo.ch。

母牛卵子的存活期为24小时,而公牛精子能存活20小时左右。“我们必须使这两个环节基本同步。有了这种技术,就可以将之演化成产品。精子就会在(排卵的)同时得到释放。”维奇指出。

放牧者将会感到最大的改变。为牛群人工授精期间,牧人的工作量很大,他们要密切注意奶牛的排卵期。理论上讲,这种胶囊的应用可以节省农民的时间。

“很有前途”

瑞士农业经营者联合会(Swiss Farmers Association)对研究结果表示欢迎,但对最终产品与其它人工授精胶囊的差价比感到好奇。发言人托马斯·雅吉(Thomas Jäggi)称,尽管目前研究仍处于实验室阶段,但它“很有前途”。

“一旦这一新成果被付诸实践,将会提高农业经营者的牛群繁殖率,”他向瑞士资讯swissinfo.ch透露。

“要估算出对母牛实施人工授精的准确时刻并不总是易事。有了这种胶囊,公牛精子会在最佳时间得以释放,令母牛成功受精的把握变得更大。”

更早更安全的母牛妊娠也能帮助经营者节省开支,比如减少所需人工授精的次数,或是因无需测试与不育治疗而节省的兽医费用。

“因此我们欢迎该领域的研究与新成果,”雅吉申明。

仍需更多测试

研究尚在“原理论证”阶段,在16头母牛身上所做的测试显示受孕取得成功。下一步将进行短期体外实验阶段,以考察各种构成部分,随后会是牛群测试与大规模实地试验。

这种产品还用到基因改造细胞,对此该公司声称需要谨慎处理,以避免牵涉到瑞士农业政策的禁令。

虽然只是成功在即,苏黎世理工却已经为释放精子的机制申请了专利。

造福人类?

苏黎世理工将负责从事专利以内对人类的可能应用的所有研究,而瑞士基因学公司则持有开发动物用途的产品许可。

目前精子胶囊是按照母牛的荷尔蒙平衡与机理配制的。科研人员指出,他们还得修改基因组的多个构成部分及细胞群种类,以使之适用于其它哺乳动物,如马和人类。

苏黎世理工表示,可以使用专门针对某物种的细胞与荷尔蒙感受器,以对不同动物物种黄体激素的结构差异作出反应。

负责科研小组的马丁·富塞内格尔(Martin Fussenegger)希望找到工业界伙伴,以着手进行用于人类生殖医药的授精胶囊的开发。该大学无法自主研制达到所需标准的感应细胞。

他深信这一理念对人类具有“革命性”意义。

巴塞尔大学医院(University Hospital Basel)妇科内分泌及生殖医学科的克里斯蒂安·德盖特(Christian De Geyter)告诉瑞士资讯swissinfo.ch,他对研究很感兴趣,并计划联系苏黎世理工,以了解更多信息。

他提到,人类排卵的时间推算不是大问题,要更容易预测,也可用药物引导。但精子胶囊却可被用来冷冻少量精子。

“少量精子目前还不能作有效的冷冻贮藏,因为丢失的风险很大。假如我们能把它们装进细小的半渗透性胶囊,解冻后再找回它们就会容易得多。”

工作机制

苏黎世理工开发的纤维素胶囊内含公牛精子与活细胞群,并配以能对某特殊机体信号作出反应的附加基因组。

数百个这种微小胶囊在母牛排卵前被植入其子宫内,并在那里等待授精的最佳时机。

母牛体内在排卵前后产生的黄体素会激活基因组。血液中这种荷尔蒙的含量能在几小时内激增,并在排卵后恢复到正常水平。

精子胶囊中细胞群上的感应器对这种荷尔蒙很敏感,会在荷尔蒙增加时触发反应。

这时细胞群会形成纤维素,即一种能在内部溶解纤维素胶囊直到其完全分解的酶。精子细胞从而被释放出来,自动游向卵细胞。

这种胶囊体积非常细小,母牛根本不会察觉到。胶囊的植入仍可使用以前给母牛植入公牛精子的同一种塑料针筒。

(来源:苏黎世理工)

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(译自英文:小雷), 瑞士资讯swissinfo.ch


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