Перспективи розвитку біотехнології в тваринництві

Нині завдяки успіхам у фундаментальних науках виникла можливість розвитку принципово нових ефективних методів впливу на організм тварин та їх спадковість.

Головні розділи біотехнології у тваринництві − генетична та клітинна інженерія. Методи генетичної інженерії, що найбільш детально розроблені на мікроорганізмах, забезпечують можливість спрямованої зміни їх генотипу. На відміну від спонтанних мутацій ці зміни можна заздалегідь планувати. Так, у мікроорганізми зовсім виразно вбудовують гени, що відповідають за синтез інтерферону, соматотропіну, деяких незамінних амінокислот. Можливості подальшого розвитку цього напряму величезні. Ведуться дослідження і розробки з виділення та клонування певних генів, їх вбудовування в геном. Якщо генетична інженерія в мікробіології стала реальністю та набуває більш практичного значення, то для тварин застосування цих методів тільки починається. Однак установлено, що можливо виділити певні гени з генома тварин і вбудувати їх у геном іншої особини. Виникає перспективне завдання

− використати свійських тварин як живих реакторів, ферментерів для виробництва найцінніших біологічно активних речовин.

Однак, існуючі методи введення в геном тварин чужорідного генетичного матеріалу ще недостатньо досконалі і ступінь імовірності вбудовування цих генів і їх експресії невеликий та обчислюється декількома відсотками. Тому особливе значення для розвитку генно-інженерних робіт у тваринництві набуває відпрацьовування методів вилучення з яєчників, культивування і запліднення дозрілих ооцитів іп virto з наступним їх розвитком та трансплантацією самкам. Поєднання цих двох методів створюєоптимальні умови для широкого впровадження генної інженерії в практику селекційно-племінної роботи у тваринництві. Ймовірно, що у найближчій перспективі методами генетичної інженерії будуть створені нові форми сільськогосподарських тварин.

Розширення можливостей генної інженерії пов'язано із відкриттями в процесах регулювання дії генів. Мікрохірургія на яйцеклітинах та ембріонах і рекомбінація ДНК у принципі надають можливість більш інтенсивної селекції тварин. Сполучення генетичного маніпулювання із уже широко розповсюдженими методами тривалого зберігання сперми та ембріонів дає селекціонеру небачені можливості значно ефективнішої селекції.

Разом із тим, у цієї системи, що грунтується на методах генетики популяцій, є обмеження через пошук бугаїв-поліпшувачів на підставі оцінки за їх нащадками серед великої кількості тварин.

Поряд із розвитком методів генетичної інженерії у тваринництві перспективними є способи клітинної інженерії.

Уже накопичено великий досвід культивування соматичних клітин тварин іп virto, розроблено оптимальні середовища та режими культивування, відпрацьовано способи тривалого зберігання клітин за низьких температур. Розробка цих методів створює міцну основу для розгортання теоретичних і прикладних робіт із клітинної інженерії сільськогосподарських тварин, які матимуть все зростаюче народногосподарське значення.

На перше місце варто поставити вже досить добре розроблений метод поділу ранніх ембріонів. З розвитком трансплантації в руках дослідників з'явилася достатня кількість ранніх ембріонів, що дало потужний імпульс роботам з маніпуляції цими об'єктами.

Один з методів клітинної інженерії − трансплантація ранніх ембріонів, одержання ідентичних близнюків, химерних тварин. Ці методи вже широко впроваджуються в практику селекції сільськогосподарських тварин і прискорюють генетичне поліпшення порід.

Генетична й клітинна інженерія широко використовуються у ветеринарії. Значні втрати за відтворення худоби й птиці пов'язані з різними захворюваннями. Особливо великий збиток наносять інфекційні захворювання. Для боротьби з рядом хвороб успішно застосовують різні вакцини. Методами генної інженерії можливо створити такі вакцини, які не вдається одержати традиційними методами. Ці вакцини можуть бути більш безпечними, дешевими йстабільними порівняно з існуючими.

Для одержання рекомбінантних продуктів використовують бактерії, гриби і все частіше клітини тварин. Це дозволяє одержувати штучним шляхом білки, що в нормі продукуються тільки тваринами. Потрібні гени були перенесені у відповідні організми, в яких і виявляли експресію.

Наразі дослідження спрямовані на створення системи ферментів для одержання глюкози із целюлози. Гени, що контролюють виділення ферментів, які знайдені в грибах, що ростуть повільно, були клоновані та перенесені в бактерії і дріжджі, які швидко ростуть. Це дозволило створити ефективну технологію одержання із целюлози деревини легкоперетравних вуглеводів. Проводяться роботи з одержання ферментів, що беруть участь у гідролізі лігніну, що дозволяє створити технологію його розщеплення на більш прості молекули. Це надалі дасть можливість одержувати біогаз або одноклітинний протеїн, що забезпечить розроблення технології обробки грубих, целюлозовмісних кормів.

Для вирішення проблеми повноцінної годівлі тварин за участю рекомбінантних мікроорганізмів проводиться промисловий синтез білків і амінокислот, збагачення рослинних кормів мікробним білком. Перспективним шляхом у цьому напрямі вважається створення штамів, які сприяють більш ефективному силосуванню сільськогосподарських культур, що містять багато крохмалю (наприклад, люцерна). Ще однією можливістю забезпечити жуйних білками є спрямована модифікація мікроорганізмів, що існують у рубці.

Утилізація відходів тваринницьких комплексів і виробництв із переробки продукції тваринництва також здійснюється за допомогою біотехнологічних мікробіальних процесів, для вдосконалення яких та збільшення інтенсивності треба, в першу чергу, поліпшити властивості мікроорганізмів за рахунок модифікації їх генів, або створення рекомбінантних бактерій.

Однак, поряд з перевагами, які можливо отримати при використанні досягнень біотехнології, слід згадати і про наслідки, що можуть бути викликані бурхливим розвитком нової галузі. Тому виникає необхідність відповіді на запитання:

1. Чи не будуть організми, що створені методами генної інженерії

небезпечно впливати на інші живі організми або на навколишнє

середовище?

2. Чи не викличе створення і розповсюдження генетично модифікованих організмів зменшення природного генетичного різноманіття?

3. Чи необхідно патентувати тварин, що виведені генно-інженерними методами?

4. Чи не зазнає шкоди традиційне сільське господарство від використання досягнень біотехнології?

Дата добавления: 2017-02-01