З використанням клітинної і тканинної біотехнології у багатьох лабораторіях світу ведуться роботи з метою створення штучних органів.
Завдяки генно-інженерним методам з’явилися форми бактерій, які вилуговують із збіднених руд залишки урану, він переводиться у розчинний стан і далі концентрується. Подібні розробки ведуться і в Україні, зокрема в Інституті колоїдної хімії ті хімії води НАНУ, але не з ураном, а із золотом. Золото добувається із збіднених руд Мужіївського родовища у Закарпатті. Бактерії здійснюють селективну гетеро коагуляцію з частинками золота. Ця розробка зареєстрована як відкриття у 1986 році. Застосування даної технології дало змогу торік Мужіївській збагачувальній фабриці одержати десятивідсотковий приріст золота.
Воістину генно-інженерні технології відкривають перед людством небачені перспективи.
Розділ 2. Біотехнологічні методи відтворення скота.
Біотехнологія – це наука про використання біологічних процесів для практичних цілей. Багато хто з біологічних прийомів уже знайшли широке практичне застосування у тваринництві, інші ще не вийшли зі стін лабораторій, але вже в найближчому майбутньому докорінно можуть змінити систему розведення тварин і додати їм зовсім новий напрямок.
Найбільш яскравим прикладом використання біотехнології у тваринництві є метод штучного запліднення. Він дозволив у порівняно короткий термін різко підвищити генетичний потенціал сільськогосподарських тварин, особливо у великої рогатої худоби, овець і коней, і трохи менш масштабно у свиней і птаха. На жаль, останнім часом у нашій країні ослабнула увага до цього прогресивного прийому. У результаті йде помітне зменшення відсотка запліднення великої рогатої худоби, свиней; до вкрай низького рівня знизилося запліднення овець. Безсумнівно, що одна з основних причин – це руйнування в останні роки організаційних форм ведення тваринництва. Не менш важлива причина – відставання вітчизняного тваринництва у використанні сучасних біотехнологій.
Низька рентабельність тваринництва обумовлена безплідністю. Точно встановлено, що затримка плідного запліднення корови, починаючи з 89-100 днів після отелення, супроводжується щоденним недоодержанням 10-13 кг молока до моменту плідного запліднення. Неважко бачити, який економічний збиток це приносить господарствам.
Аналогічні економічні втрати спостерігаються у свинарстві, де значна частина свиноматок не приходить в охоту в перші дні після відібрання поросятчи плідно не осеменяється, а на їхнє отримання йдуть непродуктивні витрати.
Разом з тим, в останні роки розроблений цілий ряд біотехнологічних прийомів, що дозволяють до мінімуму скоротити економічні утрати від безплідності тварин. Це насамперед прийоми синхронізації і стимуляції полової охоти. Метод синхронізації охоти у тварин дає можливість регулювати час приходу в охоту й овуляцію у групи тварин у визначений термін. Синхронізація охоти у корів і телиць проводиться шляхом ін'єкцій аналогів простагландина 2-альфа (эстрофана, антипроста,клопростенола й інших). Застосовують дві схеми обробки тварин простагландином: однократну і дворазову. Після однократної обробки охоту виявляють приблизно 60% тварин, яких осеменяють через 2-3 доби після обробки, а що залишилися обробляють простагландинами повторно через 10-12 днів і осіменяють також у наступні 2-3 дня в міру приходу в охоту.
Заслуговує на увагу і наступна схема обробки корів простагландином. Фахівці ферми визначають мінімальний інтервал між отеленням і першим заплідненням корів. Приміром, якщо за мінімальний проміжок часу між отеленням і першим заплідненням приймають 50-60 днів, те день обробки простагландином (день 1) буде включати всіх корів, що отелилися 50-56 чи 60-66 днів назад. Усім коровам уводять простагландин у день 1 і осіменяють їх у міру приходу в охоту. Корів, що не будуть запліднені до 8-го дня, повторно обробляють простагландином одночасно з новою групою корів, відібраних для першої обробки в обраний термін після отелення. Спостереження за коровами з метою виявлення охоти ведуть до 15-го дня. Корів, що не прийшли в охоту в початковий термін, обстежує ветлікар для виявлення порушень функції репродуктивних органів.
Методи синхронізації полової охоти у свиней дають можливість краще організувати систему виявлення охоти і запліднення тварин, раціонально розподілити час гормональної обробки і запліднення по робочих днях, ефективніше використовувати виробничі приміщення і, у кінцевому рахунку, забезпечити з високою точністю проведення всіх технологічних процесів виробництва продукції.
Для синхронізації охоти в статевозрілих ремонтних свинок гальмують плин полового циклу у визначеної групи свиней на стадії проэструса шляхом обробки прогестероном чи його аналогами. Тут як би імітується дія прогестерона під час природного полового циклу. Після припинення дії прогестерона це гальмування припиняється, і усі свинки в групі, що знаходяться на одній стадії полового циклу, у проэструсе одночасно виявляють охоту й овуляцію. Найбільш розповсюдженим у даний час препаратом для синхронізації охоти у свиней є регумейт, що вводять з кормом у дозі 20 мг протягом 18 днів. Ефект синхронізації охоти підвищується, якщо через 24 години після останнього введення регумейта инєцирують 600-800 ИЕ СЖК.
Синхронізація охоти у кобил досягається однократною ін'єкцією простагландина протягом трьох днів, якщо проводиться під час сформованого жовтого тіла. Як і в корови, жовте тіло кобили несприйнятливе до дії простагландина в перші п'ять днів полового циклу. Однак овуляція в кобил під дією простагландина синхронізується менш точно. Внутрішньовенне введення ХГ викликає діючу овуляцію в кобил і завдяки цьому скорочує число запліднень в одну охоту при одночасному підвищенні запліднюваності. Подолання сезонного неглибокого анэструса в кобил досягається 7-10- денними ін'єкціями прогестерона.
Великий інтерес представляє контроль часу пологів біотехнологічними методами. Організація спостережень за процесом пологів у точно призначений термін значно знижує втрати немовлят. Найбільше успішно цей прийом застосовується у свинарстві. Викликання пологів у групи свиней у точно призначений термін досягається застосуванням простагландинов. Через те, що ріст плодів у свиней продовжується до 115-го дня вагітності, штучне викликання пологів проводиться не раніше 113-го дня супоросності. У більшості оброблених тваринних пологів починаються в середньому через 24+-5 годин після ін'єкції; у 95% з них пологи проходять протягом 36 годин.
Останні два десятиліття ознаменувалися активною розробкою нових біотехнологічних прийомів до розведення тварин, а саме, трансплантації ембріонів, запліднення яйцеклітин поза організмом, клонування ембріонів і одержання трансгенних тварин.
Останнім часом у зв'язку з успіхами в розробці методу клонування тварин з використанням соматичних клітин, заслуговує на увагу проведення трансфекції цих кліток чужорідним геном, а потім використання їх як джерела ядра пересадження. Це забезпечить більш ефективне одержання трансгенних ембріонів і тварин.
Обговорюються кілька областей застосування трансгенних сільськогосподарських тварин: підвищення швидкості росту і зниження відкладення жиру в туші, резистентність до хвороб, якість тваринницької продукції і створення тварин-продуцентів коштовних біологічно активних речовин, головним чином, людських лікарських білків.
У 1982 році були отримані перші трансгенні миші з геном гормону росту, у яких спостерігалося чотириразове збільшення швидкості росту і подвоєння кінцевої живої маси. На противагу результатам, отриманим на мишах, у трансгенних свиней з геном гормону росту не спостерігалося аналогічного прискорення росту. Тільки при згодовуванні трансгенним свиням раціону з підвищеним змістом протеїну (18% замість 16%) у них були на 16,5% більш високі середньодобові прирости ваги. Однак у трансгенних свиней зафіксоване більш ніж дворазове зменшення товщини шпику в порівнянні з контрольними свинями. Розходження по швидкості росту між трансгенними мишами і свинями порозуміваються тим, що на використовуваних мишах не вели селекцію по їхній швидкості росту, а на свинях протягом багатьох поколінь таку селекцію вели і тому генетичний потенціал росту, очевидно, знаходиться недалеко від потенційного плато свиней.
Одержання трансгенних тварин, стійких до захворювань, представляється в даний час більш перспективним, чим збільшення продуктивності. Незважаючи на те, що резистентність до ряду захворювань – полігенна ознака, маються механізми резистентності, що ґрунтуються на одиничних генах і це уселяє впевненість в успіху використання трансгенних тварин, стійких до захворювань. Відомо, що чи проникненню розмноженню патогенів перешкоджають, головним чином, имунні механізми. У зв'язку з цим становить інтерес створення трансгенних тварин, продуцирующих різні речовини, що володіють імунологічними здібностями. Відомі окремі гени, відповідальні за стійкість до різних захворювань: ген Нх+ мишей резистентності до вірусу грипу, ген стійкості до диареї немовлят-поросят ген, що регулює зміст лактоферина в тканинах молочної залози, що підвищує опірність до маститу.
Великий інтерес представляє одержання трансгенних тварин, що містять антизначеневий (ас) ген проти визначених вірусів. Механізм дії складається в експресії ас РНК у клітках і її наступній гібридизації зі значеневим РНК. Це приводить до ингибировання реплікації вірусного генома. У Біотехцентрі Россільгоспакадемії отримані трансгенні кролики з геном ас РНК проти лейкозу великої рогатої худоби. Продемонстровано стійкість цих тварин до вірусу лейкозу. Перенос цієї розробки на велику рогату худобу мало б величезне народногосподарське значення, тому що відсоток зараження вірусом лейкозу тварин цього виду високий.