Ugrás a tartalomhoz

Általános állattenyésztés

Bodó Imre, Dinnyés András , Farkasné Bali Papp Ágnes, Fésüs László, Hidas András, Holló István, Horvainé Szabó Mária, Komlósi István, Kovács András, Lengyel Attila, Mihók Sándor , Nagy Nándor, Polgár J. Péter, Szabó Ferenc , Szabóné Willin Erzsébet, Tőzsér János

Mezőgazda Kiadó

Állattenyésztés és biotechnológia

Állattenyésztés és biotechnológia

A modern biotechnológia új technikák integrált alkalmazásával a genetikai anyag gyors és előnyös megváltoztatására törekszik. A fejlett növény-biotechnológiai alkalmazások állattenyésztési jelentősége egyelőre korlátozott, noha a genetikailag módosított (genetically modified organism, GMO) takarmányok fogyasztásának hatása az állatokra máris fontos kutatási terület. Ugyancsak kutatások indultak a kérődzők bendőbaktériumainak genetikai módosítására és metántermelésük mérséklésére, mivel az elmúlt évek kutatásai feltárták, hogy a kérődzők által termelt metángáz a légkörbe jutva számottevően hozzájárul a „melegházhatáshoz” és így a Föld felmelegedéséhez. Amennyiben ezek a kutatások sikerre vezetnek, a környezetvédők többségének vélekedésével ellentétesen a biotechnológia kedvezően befolyásolhatja a jövő természeti környezetét.

A nemesítés és az állatitermék-előállítás szempontjából főképp a szaporítás újbiotechnikai és biotechnológiai módszerei jelentik azt a gyors ütemben fejlődő eszközrendszert, amelyre alapozva az új genetikai ismeretek hasznosulhatnak és a hatékony génmanipulációs lehetőségek is fokozatosan valóra válhatnak az állattenyésztésben. A biotechnika és biotechnológia elválasztása csak részben indokolt, mivel gyakran a mechanikus („biotechnikai”) manipulációhoz genetikai („biotechnológiai”) lépések kapcsolódnak (pl. sejtmag-átültetéses klónozás genetikailag manipulált sejtekkel).

Az alábbiakban a következő módszerek kerülnek bemutatásra:

1. mesterséges termékenyítés és ondómélyhűtés,

2. embrióátültetés és mélyhűtés,

3. in vitro embrió-előállítás,

4. embrió- és maganyag-manipulációk (felezés, magátültetés, androgenezis, ginogenezis, parthenogenezis),

5. genetikai elemzés és gaméta ivarmeghatározás,

6. transzgenikus egyedek előállítása.

Mesterséges termékenyítés és ondómélyhűtés

A biotechnikai eljárások közül legnagyobb jelentőségű a mesterséges termékenyítés és az ondómélyhűtés. (Részletesebben a 12. fejezetben.) Ezeknek az eljárásoknak a térhódítása, majd számos állatfajban (elsősorban a szarvasmarha-, másodsorban a juhfajban) általánossá válása az elmúlt 50 évben gyökeresen új lehetőségeket tárt fel a nemesítők előtt, ugyanakkor meghatványozta a tenyésztési döntéseket hozók felelősségét. A mélyhűtött sperma használatával az apaállatok génkészlete, főként a szarvasmarha-tenyésztésben, tértől és időtől alig korlátozva állítható a nemesítés és az árutermelés szolgálatába. Egy-egy „csúcs” bikától évente több ezer ivadék is előállítható, több országban egyidejűleg is. Ha ez az apaállat bármilyen, fel nem ismert genetikai hibával rendelkezik, az rendkívüli gazdasági károkat okozhat.

A mesterséges termékenyítés és az ondómélyhűtés technológiáját folyamatosan fejlesztik és kidolgozzák azokra a fajokra (pl. sertés, nyúl, baromfifélék, egyes vadon élő és háziasítás alatt álló fajok) is, amelyekben ezek a módszerek ma még nem, vagy csak korlátozottan alkalmazhatók.

Nagy valószínűséggel számíthatunk arra, hogy a kimagasló tenyészértékűnek minősített apaállatok genetikai hatása valamennyi jelentős gazdasági állatfajban megsokszorozódik. A mesterséges termékenyítés és az ondómélyhűtés eszközrendszere új alapokra helyezte a tenyészértékbecslést, a szelekciót és a tenyésztési (párosítási) eljárásokat.

Az embrióátültetés és mélyhűtés

Az embrióátültetés technológiai folyamata az azonos időben érőpetesejtek számának növelését (szuperovuláció), megtermékenyítését, a több napos embriók méhből való eltávolítását („kimosását”), mikroszkópos vizsgálatát (minősítését), tárolását (mélyhűtés) és másik nőivarú állat (azonos ivari ciklusstádiumban lévő recipiens) méhébe való áthelyezését foglalja magába.

A nagy genetikai képességű, a tenyészcél szempontjából kívánatos tenyészállatok szaporasága, ivadékainak létszáma meghatározó jelentőségű a nemesítés és az árutermelés területén egyaránt. Az egyet ellő fajokban, különösen szarvasmarhában nagy hátrány a nőivarú állatok csekély ivadékszáma, amely mindössze négy vagy kevesebb borjút jelent a tejelő típusú anyaállat élete folyamán, de még a húshasznosítású állományokban is csak kedvezőesetben számíthatunk 6–7 borjúnál több ivadékra a tehén életteljesítményeként. Az embrióátültetés módszere lehetővé teszi a legnagyobb genetikai értékű, a mindenkori tenyészcélnak megfelelő nőivarú tenyészállatok, mint embriódonorok ivadékainak viszonylagos gyors és széles körű elszaporítását. A szuperovulációt kiváltó hormonkezelésre a donoregyedek változatosan reagálhatnak. Amíg a szarvasmarha fajban átlagosan öt átültetésre alkalmas embrióra számíthatunk egy szuperovuláció eredményeként, addig ismert 21 borjú születése is egyetlen szuperovuláció nyomán! Sertés esetében donoronként átlagosan 20 átültetésre alkalmas embrióval számolhatunk, de végeredményben az átültetett embrióknak mindössze kb. 30%-a jelentkezik újszülött malacként. Ez az eredmény ma még messze elmarad a szarvasmarhában általában elérhető 60–70%-os vemhesülési eredménytől. További előny, hogy szarvasmarhában vértelen (nem műtéti) úton történik az embriókinyerés és -beültetés.

Az embrióátültetés jelentősége növekszik más gazdasági állatfajok (juh, sertés, kecske, ló, teve), sőt vadászat, illetve vadhústermelés célját szolgáló fajok (gímszarvas, dámszarvas, vaddisznó) nemesítésében is, valamint állatkertekben tartott veszélyeztetett fajok (antilopfélék, nagymacskák, majmok) fenntartásában.

Az embriómélyhűtés meghatározó jelentőségű az embrióátültetés gazdaságossága szempontjából. Ennek révén vált a magas genetikai értékű embrió a nemzetközi kereskedelemben értékesíthető árucikké, valamint a fajta- és fajmegőrzés során a genetikai anyag génbankban korlátlan ideig tárolható értékmegőrzőformájává. Szarvasmarhában, juhban, és a legutóbbi évek eredményei révén sertésben mindennapi realitássá vált az embriómélyhűtés. Azonban még számos akadállyal kell megküzdeni a gyakorlati fejlesztések során. Mikromanipulált vagy in vitro előállított embriók (lásd alább) esetében gyakran csökken a mélyhűtés utáni túlélés.

Veszélyeztetett fajták és fajok esetében szintén nagy fontosságú a módszerek fejlesztése és embrióbankok létesítése. Egy országban optimálisan több nagy embrióbankot kell üzemeltetni földrajzilag egymástól elkülönítve, a génkészletek, a „biodiverzitás” biztonságos megőrzése és jövőbeni hasznosítása érdekében. A mélyhűtési módszerek folyamatos fejlesztése nagy gyakorlati jelentőségű kutatási terület, amelyben a magyar eredmények is figyelemre méltóak.

In vitro embrió-előállítás

Az állati petesejtek laboratóriumi (in vitro) érlelése (in vitro maturáció, IVM) termékenyítése (in vitro fertilizáció, IVF) és kultiválása (in vitro culture, IVC), hasonlóan a humán „lombikbébik” létrehozásához, gyors ütemben fejlődő multidiszciplináris tudományterület, amelynek eredményei jelentős mértékben hozzájárulnak a biotechnológia fejlődéséhez, mivel lehetővé teszi az embriók olcsó „tömegtermelését”, illetve a kiemelkedő értékű egyedek elszaporítását is.

Az in vitro embrió-előállítás napjainkra több fajban, így szarvasmarhában is rutin eljárássá vált és ilyen embriókból már hazánkban is születtek borjak, beleértve a magyarszürke-fajtát is. Sertésben és más fajokban azonban további alapkutatásokra van szükség a módszer széles körű gyakorlati alkalmazása előtt. Ez különösen fontos lenne olyan fajták esetében, mint például a mangalica, ahol a biotechnológia segítségével esetleg versenyképesebbé lehetne tenni a közelmúltban ismét „felfedezett” fajtából készült termékeket. Az in vitro embrió technológiához kapcsolódó eljárások, mint az ultrahangos petesejt kinyerés (ovum pick-up, OPU) szarvasmarhában új lehetőséget nyújtana a különleges értékű egyedek elszaporítására, és hormonális kezelés után akár pubertás előtt álló borjakból kinyert petesejteket is fel lehet használni utód-előállításra, rövidítve a generációs intervallumot. Az új módszerek fejlődésével minden korábbinál fontosabbá válik a génerózió elleni hatékony védekezés. Az in vitro módszerekhez kapcsolódó petesejtés az embriómélyhűtés jelentőségét a genetikai anyag génbanki megőrzése adja, ami a biotechnológiai eljárások előretöréséből adódó esetleges genetikai diverzitás csökkenést képes lenne ellensúlyozni. Szarvasmarhában a petesejtmélyhűtés hatásfoka az utóbbi években sokat javult, noha rutinszerűen még nem használatos a módszer. Az in vitro előállított embriók mélyhűtésének alacsony hatásfoka jelenleg még a fő gátló tényező ezen embriók széles körű piaci, nemzetközi értékesítése útjában.

Klónozás, embrió- és maganyag-manipulációk

Egy-egy értékes egyed megsokszorozása régi vágya a tenyésztőknek. A reprodukciós teljesítmény és a tenyészértékbecslés megbízhatósága számottevően növelhető lenne ezen az úton. A klón genetikailag azonos állatok összességét jelenti. Az embriófelezéssel létrehozott identikus (egypetés, monozigotikus) ikrek már klónoknak tekinthetők, mivel genetikailag azonos egyedek. Az embriódarabolás (felezés, negyedelés) a gyakorlatban is elterjedt, mivel átlagban embriófelezés segítségével egy embrióból egy borjú születhet, míg e nélkül csak 0,6 borjú/embrió várható. Az embriófelezés használatával növelhető az értékes borjak száma, de a módszer erősen korlátozott, mivel négynél több ivadék előállítása egy embrióból nehézségekbe ütközik. Hazánkban osztrák együttműködésben állítottak elő embriófelezéssel ikerbárányokat.

A klónozásnak azonban több lehetősége is van, ezek közül a sejtmagátültetés a legígéretesebb. A kétéltűekben elért sikerek ellenére emlősökben a kezdeti eredmények kiábrándítóak voltak. Áttörést jelentett, amikor juhban, majd szarvasmarhában is sikerült sejtmag donorként 8–16 sejtes embriók blasztomerjeit, recipiens sejtként pedig DNS-tartalmától megfosztott (enukleált) petesejteket használva utódokat előállítani. Az új eredmények rendkívüli érdeklődést keltettek a tudományos közösségben és gazdasági szakemberekben egyaránt. Embrionális eredetű sejtmagok felhasználásával az 1980-as évektől kezdődően más fajokban (egér, nyúl, kecske, sertés) is sikerrel állítottak elő sejtmag-átültetéses klónokat. Mosonmagyaróváron juhokat állítottak elő ezzel a módszerrel. A Gödöllői Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpontban is hasonló kutatások folytak szarvasmarha-embriók felhasználásával. Az embrió eredetű sejtmag-átültetéses klónozással, a klónozott embriók több klónozási cikluson keresztüli „újrafelhasználásával”, egy embrióból kiindulva akár 190 embrió is nyerhető (6 generációs klónozás), azonban a harmadik klónozási generáció után a további klónozott embriók átültetéséből nem születtek borjak. Az eljárás hatékonysága szarvasmarha esetében viszonylag nagy volt, de a gazdasági felhasználást jelentősen korlátozta a klónozással előállított borjak szokásosnál nagyobb mérete, amely gyakran ellési nehézségekhez vezetett, valamint a jelentős perinatális elhullás. Ennek okai ugyancsak nem tisztázottak, de a legutóbbi vizsgálatok inkább az embriók előállítására használt in vitro rendszer tökéletlenségét teszik felelőssé a problémákért, mintsem magát a klónozási folyamatot. Mindenesetre, ezek a nehézségek az üzleti célú klónozási vállalkozások többségének a bukásához vezettek. A kutatók figyelme pedig a totipotens („minden sejttípussá alakulni képes”) sejtvonalak előállítása felé irányult, amely a klónozási technikával kombinálva a transzgenikus gazdasági haszonállatok előállításában ígért áttörést.

Az embrionális eredetű totipotens őssejtvonalak (embryonic stem cells, ES cells) egérben viszonylag könnyen előállíthatóak és ezekből utódokat lehet nyerni. Gazdasági haszonállatokban azonban a stabil, nem differenciálódó totipotens őssejtvonalak előállítása igen nehéz, mind ez idáig csak szarvasmarhában, juhban és nyúlban sikerült néhány utódot nyerni ilyen sejtekből. Az embrionális eredetű totipotens sejtek mellett embriókat sikerült előállítani szarvasmarha primordiális csírahámjának sejtjeiből, azonban a beültetett embriók nem eredményeztek utódokat.

1997-ben az őssejtkutatás nehézségeivel küzdőkutatókat valósággal megrázta az újabb tudományos áttörés híre, bárányok előállítása differenciálódott sejtekből. Magzati fibroblaszt és felnőtt egyed emlőepithelialis sejtjeiből egyaránt sikerült sejtmagátültetéssel utódokat előállítani. Dolly, az első, felnőtt testi sejtből létrehozott emlős esetében az eljárás hatékonysága 0,4%-os volt.

Ezen módszer magas szintű technikai felkészültséget igényel (in vitro maturációs és kultivációs rendszer, mikromanipulációs és sejtfúziós felszerelés), részleteit a 19.1. ábra mutatja be. A sejtmagátültetéses módszer egyes lépéseinek pontos időzítése, a háttérben zajló komplex biológiai folyamatok miatt, nagy jelentőséggel bír. Ezen biológiai folyamatok számos ponton részleteikben még nem ismertek.

19.1. ábra - A sejtmag-átültetéses klónozás fő lépései: 1. sejtizolálás különböző testisejt-forrásokból, sejttenyésztés, sejtciklus-szinkronizálás G0 és G1 stádiumban; 2. sejtmagátültetés korai sejtpasszázsból; 3. tartóssejt-tenyészet, ami lehetőséget ad a génmanipulációra. Ez utóbbi lépés ugrásszerű fejlődést hozhat az állattenyésztés és a gyógyszeripar területén. Az ábra egyben bemutatja a klónozási technológia összetettségét és a különböző tudományágak szerepét: a), b) sejtbiológia és -tenyésztés; c) molekuláris biológia, génsebészet; a1), b1), c1) embriológia, mikromanipulációs szakértelem, elektromérnöki tervezés; d) állatorvoslás és állattenyésztés

kepek/19.1.abra.png


Az újabb ismeretek szerint a recipiens citoplaszt és a donor sejtmag állapotának szinkronja meghatározó jelentőségű ahhoz, hogy a citoplaszt újra programozhassa a bejuttatott sejtmag genetikai anyagát, hogy az ismét totipotenssé váljon. Az eredmények ellenére a technológia még gyerekcipőben jár, és számos problémával kell szembenézni.

A klónozott embriók mélyhűtése még nem megoldott, alacsony hatékonyságú, ami a klónozás gyakorlati felhasználhatóságát korlátozza. Egy recipiensbe általában a szokásosnál több (sertésben esetenként akár 150!) embriót ültetnek, tekintettel a klónozott embriók alacsony megtapadási arányára. A vetélések aránya is magas.

Az embriók manipulálhatóságára alapozva további módszerek is léteznek.

Kiméra állatok előállításakor két (akár külön fajhoz tartozó) egyed embrionális sejtjeit összekeverve állítanak elő egy ivadékot, amely mindkét fajta sejtet tartalmazza. A gyakorlati felhasználás szempontjából a legfontosabb az, hogy az ivarsejtek esetében melyik (esetleg mindkét) egyed genetikai anyaga öröklődik tovább. Egérben embrionális őssejtek felhasználásával a módszer rendkívül fontos a transzgenikus utód előállításhoz (lásd alább), más fajokban azonban még nem tett szert gyakorlati jelentőségre. Hazánkban juh- és kecskesejtek keverésével „juhkecs” utódot hoztak létre. A gerincesek esetében a normál termékenyülés mechanizmusa során az ondósejt indukálja a második meiótikus osztódás beindulását, a második polárostest kilökődését, továbbá a haploid pronukleusz létrejöttét. A hím és női pronukleusz egyesül és létrehozza az embrió első diploid sejtmagját, amely mitózisok láncolatával továbbsokszorozódik. Így létrejön, az adott egyedre jellemzőgenom. Ezen öröklődési mechanizmus szigorú szabályozási folyamatok mellett zajlik, különösen a gerincesek fejlettebb osztályaiban.

Fejletlenebb csoportoknál, például a csontos halak esetében azonban az egész genomot manipuláló eljárások is lehetségesek, amelyek közül kiemelkednek a ploidiaszint változtatások, a ginogenezis és az androgenezis. A kromoszóma-, genommanipulációk során a normál meiotikus vagy mitotikus osztódás adott fázisában történő gátlásával biztosítható, hogy az utód kromoszómagarnitúrája újabb haploid kromoszómakészlettel (készletekkel) bővüljön. A genommanipulációk általános jellemzője, hogy az ivarsejtek (vagy a petesejt vagy a spermiumsejt) genetikai anyagát inaktiválják, és a normális fejlődéshez szükséges diploiditási fokot különböző behatásokkal (meleg-, nyomás-, hidegsokk stb.) állítják vissza; illetve a ploiditásfok növelő eljárásoknál az ivarsejt inaktivációja hiányzik és sokkolással sokszorozzák meg a genetikai anyagot. Olyan egyedek létrehozása, amelyek genomja csupán egyetlen szülőtől származik, három módon képzelhető el:

1. Önmegtermékenyítéssel, amely azonban előzőleg még az indukált hermafroditizmus kifejlesztését kívánja meg, tekintve, hogy a halak nagy része váltivarú.

2. Indukált ginogenezissel, amelyhez két szülőszükséges, de a sperma csupán a fejlődés beindításához kell, így a spermát kezelni kell termékenyítés előtt, hogy az apa örökítőanyaga ne szerepeljen az embrió genomjában. Az apai genom hiányának kompenzálására viszont az ikra kromoszómaszerelvényét meg kell duplázni, akár a második polárostest visszatartását, akár az első mitotikus osztódás gátlódását eredményező kezeléssel.

3. Indukált androgenezissel, amelyhez szintén két szülő szükséges, azonban itt csupán az intakt spermium örökítőanyaga indítja be a fejlődést, mivel az ikra genomját a termékenyítést megelőzően inaktiválják. A haploid genom duplikálása ebben az esetben is szükséges, azonban ez itt csak az első mitotikus osztódás gátlásával lehetséges. Abban az esetben, ha mindkét szülőgenomja részt vett az embrió kialakításában, akkor a meiózis II-t, illetve az első mitózist blokkoló kezelésekkel a poliploidia két fajtáját lehet kiváltani:

a) Triploidok jönnek létre a diploid női és a haploid hímivarsejtek összeolvadásakor. A meiózis-II gátlása a termékenyítés után, különböző fajok keresztezésekor akár triploid fajhibrideket is eredményezhet.

b) Tetraploidok jönnek létre, ha az embrió diploid sejtmagjának első mitotikus osztódását gátoljuk.

Ha a gaméták nem diploid, hanem ivarérett tetraploid egyedektől származnak, akkor az alábbi új genotípusok lehetségesek:

a) Új triploidok jönnek létre tetraploiok és diploidok keresztezésekor. Amennyiben a hím állat volt tetraploid, úgy a triploid utódok két apai és egy anyai kromoszómaszerelvényt fognak tartalmazni, szemben a klasszikus triploidokkal, amelyek a meiozis-II gátlásával jönnek létre diploid egyedek párosodásakor.

b) Új tetraploidok jönnek létre a tetraploidok egymással való keresztezésekor.

• Új gino- és androgenetikus egyedek, amelyek genetikailag megfelelnek a normális termékenyítésből származó hím, illetve nőstény állatoknak.

• Pentaploid, hexaploid, és tetraploid ginogenetikus egyedek jönnek létre antimeiotikus vagy antimitotikus kezelések eredményeképpen.

A módszerek gyakorlati jelentőségét a triploid egyedek gyorsabb növekedése adja, ami az ivarszerveik hiányával függ össze. Terméketlenségüknek köszönhetően ilyen egyedeket felhasználva a tenyésztett állományok, esetleg transzgenikus egyedek természetbe való kiszabadulásának és elszaporodásának veszélye is csökkenthető.

Az androgenezis technikával YY genotípusú ún. „szuperhímek” hozhatóak létre. Ezen genotípusú egyedeket utódai 100%-ban hímek lesznek. Az YY hímek segítségével (ha alkalmasak a továbbtenyésztésre és a szaporításra) sokkal hatékonyabban lehet genetikai vonalakat fenntartani és létrehozni, mint ginogenetikus XX nőstények használatakor. Ugyancsak fontos lehet az androgenezis és a spermamélyhűtés kombinálása, mivel a két eljárás együttes alkalmazása lehetővé teszi halfajok és -fajták konzerválását és restaurálását. Ily módon nagyrészt áthidalható az a probléma, amelyet a halikra mindmáig sikertelen krioprezervációja jelent.

Baromfiban ismeretes a spontán partenogenezis jelensége. Pulykában viszonylag gyakori jelenség, hogy a tojásban a fejlődés a spermium behatolása nélkül is beindul, és kis számban, de egészséges egyedek születnek, amelyek teljes egészben az anyai genomból származnak. Ilyen hímeket anyjukkal párosítva megoldható lenne a vérvonal fenntartása új genetikai anyag bevitele nélkül.

Fajok, egyedek és embriók genetikai elemzése, gaméták ivarmeghatározása

Napjainkban nemzetközi együttműködéssel folyik a gazdasági jelentőségű gének és géncsoportok felkutatása, lokalizálása, géntérképek létrehozása és hasznosítása. Egérben és emberben már közlésre került a teljes genom DNS szekvenciája. Szarvasmarhában nemzetközi együttműködés keretében, állami támogatással (USDA, CSIRO, INRA, AgResearch) szintén gyorsan halad ez a munka, és hamarosan hozzáférhető lesz a teljes genom szekvenciája a kérdéses országok kutatói és tenyésztői számára. A speciális laboratóriumi technikák gyors ütemű fejlődése és a felhalmozódó tudományos adatok a genotípus részletes megismerésének, a hasznos és káros mutációk kimutatásának lehetőségét adják a képzett állatnemesítő kezébe. A DNS-markerek (single nucleotide polimorphisms, SNPs) és DNS-polimorfizmus markerek (Quantitative trade loci, QTLs) szisztematikus szelekciós hasznosítását nagy tenyésztő cégek már megkezdték, és nagy a versengés a további markerek minél pontosabb feltérképezésére és hasznosítására. A génműködés pontos megértéséhez azonban még hosszú út vezet, különösen mivel az adott gének hatásukat végső soron fehérjemolekulákon keresztül fejtik ki, és ezek jelenlétének, aktiválódásának, interakcióinak kutatása („proteomics”) csak a közelmúltban indult gyors fejlődésnek.

A mikromanipulációs eszközrendszert felhasználva viszonylag egyszerűen elvégezhető az embrióbiopszia. Az embrióból néhány sejtet kinyerve számos fontos információ birtokába juthatunk. Az embrió nemének meghatározásán kívül számos genetikai eredetű betegség kiszűrése is lehetséges. Mivel az utódok ivarának befolyásolása jelentős gazdasági kérdés, az amerikai embrióátültető csoportok egy része szolgáltatásként „istálló körülmények” között is elvégzi a kimosott embriók biopsziáját és gyors teszt segítségével ivarmeghatározását. A jövőben a genetikai ismeretek bővülésével a módszer jelentősége növekedhet.

A spermiumok ivarmeghatározása többféle módszerrel (felületi antigének és áramlásos citometria) is lehetséges. Az amerikai piacon már megjelent az áramlásos citometria segítségével ivarspecifikussá tett bika- és kansperma, amely mesterséges termékenyítésre, illetve in vitro fertilizációra egyaránt jól használható.

Transzgenikus egyedek előállítása

Ezen fejezet keretei között nem lehetséges a gyorsan fejlődő molekuláris biológia az élet egyre több területére kiterjedő hatásának taglalása, mindössze egy rövid, praktikus ismertetése annak, ami a gazdasági haszonállatok esetében a közeljövőben jelentőségre tehet szert.

Transzgenikus állatok esetében a genetikai anyag megváltoztatásra kerül: egy új vagy megváltoztatott működésű gén bevitelével, illetve egy meglévő gén kicserélésével vagy „kiütésével” (működésképtelenné tételével). Ez jelenleg általában a génkonstrukciók-zigóták előmagvába injektálásával történik, ami korlátozza a kutatók kontrollját a gének pontos beépülése tekintetében. Egérben az őssejtvonalak megléte lehetővé teszi a „halhatatlan” sejtvonalak hatékony genetikai módosítását, ami által nemcsak a beépült és kifejeződő genetikai anyagú sejtek kiválogatása lehetséges, hanem egyben utat nyit a finomabb, homológ rekombináción alapuló módszerek alkalmazásához. Az őssejtekből a fent említett kiméraképzési módszerrel lehet utódokat nyerni.

Mesterséges minikromoszómák alkalmazása nagyméretű génkonstrukciók bevitelét is lehetővé teszi; ez a magyar találmány nagy gyakorlati jelentőségre tehet szert (HADLACZKY, 2001). A transzgenikus gazdasági haszonállatok előállítását jelentősen megnehezíti, hogy a zigóták előmagvába injektált DNS beépülése, kifejeződése és az injektált embriók túlélése alacsony hatásfokú (0,5–1% transzgenikus egyed). Az ezzel kapcsolatos költségek igen magasak (kb. 200 000 USD/transzgenikus szarvasmarha). Az injektálásos módszerrel csak DNS hozzáadására van lehetőség.

A sejtvonalakra épülő klónozás alkalmazásával haszonállatok esetében lényegesen csökkenthető a transzgenikus egyedek előállítási költsége, valamint első alkalommal nyílt lehetőség a célzott génbevitelre és a génkiütésre. Ez döntő áttörést jelent az állat-biotechnológia gyakorlati felhasználása szempontjából, és számos új lehetőséget nyit meg (lásd alább). Alapvető fontosságú a génátültetési programból született egyedek laboratóriumi vizsgálata a transzgén integrálódására és kifejeződésére vonatkozóan. Az igazoltan transzgenikus egyedek ivadékvizsgálatával ugyancsak meg kell állapítani, hogy öröklődik-e az átültetett gén és annak milyen mellékhatásai lehetnek. A transzgenikus vonalat állandó kontroll alatt kell tartani, az esetleges génveszteségek kimutatására.