Công nghệ mới lưu trữ chất lỏng lâu dài của tinh dịch gà bằng cách ngăn chặn quá trình chuyển hóa năng lượng
của Đại học Tsukuba
Khả năng sống sót và khả năng vận động của tinh trùng gà trong quá trình bảo quản chất lỏng. Tinh trùng được ủ ở 4°C trong 0–96 giờ trong BPSE được bổ sung 2 mM EDTA, 2 mM EGTA, 10 µM EGTA-AM hoặc 10 µM TPEN và được thử nghiệm khả năng sống sót (a). Khả năng tồn tại giảm theo cách phụ thuộc vào thời gian bảo quản, với mức giảm đáng chú ý trong các điều kiện BPSE và TPEN (a–cP < 0,05 trong thời gian bảo quản). Tinh trùng sau lưu trữ trong 72 giờ được phân tích bằng SMAS sau khi kích hoạt với lượng bổ sung 5 mM Ca2+ (b). Nhiều thông số chuyển động trong các nhóm EDTA, EGTA và EGTA-AM đã được cải thiện khi bổ sung Ca2+, cho thấy sự khác biệt đáng kể so với nhóm đối chứng (BPSE) (*P < 0,05 trong các phương pháp điều trị; ‡P < 0,05 so với riêng BPSE). Nguồn: Báo cáo khoa học (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-48550-2
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Tsukuba đã phát triển một công nghệ bảo quản lạnh tiên tiến giúp kéo dài khả năng thụ tinh của tinh trùng gà bằng cách ngăn chặn động lực chuyển hóa năng lượng đạt được thông qua sự cạn kiệt canxi bên trong và bên ngoài tế bào tinh trùng. Sự đổi mới này có tiềm năng to lớn trong việc nâng cao hiệu quả chăn nuôi gia cầm, bên cạnh việc bảo tồn và mở rộng các nguồn gen độc đáo, từ đó mang lại một con đường đầy hứa hẹn để duy trì đa dạng sinh học ở các loài gia cầm.
Việc bảo quản tinh trùng trong ống nghiệm là rất quan trọng đối với các loài chim có trứng lớn không thích hợp để bảo quản lạnh. Bảo quản lạnh là phương pháp chính được ưa chuộng vì tính đơn giản, giá cả phải chăng và tính khả thi trong công nghiệp. Tuy nhiên, tinh trùng chim, đặc biệt là tinh trùng gà rất dễ bị hư hại do nhiệt độ thấp.
Ở gà, việc bảo quản trong tủ lạnh làm suy yếu đáng kể màng tế bào tinh trùng và ty thể, làm giảm đáng kể khả năng thụ tinh trong vòng 6–24 giờ. Bất chấp sự suy giảm khả năng thụ tinh trong một khoảng thời gian ngắn như vậy, tinh trùng gà vẫn có độ bền vượt trội, duy trì khả năng sống sót và khả năng thụ tinh trong tối đa ba tuần sau khi đi vào đường sinh sản của con cái.
Các nhà nghiên cứu đã khám phá các cơ chế điều tiết duy trì và phá vỡ khả năng thụ tinh của tinh trùng gà. Họ phát hiện ra rằng tình trạng suy giảm khả năng sinh sản do bảo quản trong tủ lạnh bắt nguồn từ dòng ion canxi tràn vào tế bào tinh trùng.
Thử nghiệm với các chất tạo phức đặc hiệu để chiết xuất các ion canxi từ bên trong và xung quanh tế bào cho thấy sự vô hiệu hóa có thể đảo ngược của chức năng thụ tinh của tinh trùng. Điều này đã được xác nhận bằng các thử nghiệm khả năng sinh sản in vivo, chứng minh rằng tinh trùng có thể được bảo quản lạnh trong hơn ba ngày, vượt quá thời gian bảo quản trước đó.
Nhóm nghiên cứu sâu hơn về hiện tượng này, tập trung vào quá trình chuyển hóa năng lượng. Họ quan sát thấy rằng việc loại bỏ canxi trong và ngoài tế bào sẽ tác động đến động lực chuyển hóa năng lượng liên quan đến tinh trùng gà, tạo ra trạng thái giống như trạng thái ngủ sinh lý. Trạng thái này có các đặc điểm như thiếu oxy tế bào, độ pH giảm và khả năng vận động không liên tục.
Những kết quả này hiện đã được công bố trong Báo cáo khoa học cho thấy rằng canxi hoạt động như một công tắc phân tử, điều chỉnh trạng thái ngủ và kích hoạt lại chức năng thụ tinh trong tinh trùng gà. Công tắc này có thể liên quan đến chiến lược sinh sản của tinh trùng gia cầm, chúng có thể tồn tại vài tuần trong đường sinh sản của con cái, đồng bộ với quá trình rụng trứng để thụ tinh cho trứng.
Kỹ thuật đơn giản, sáng tạo này để bảo quản lạnh tinh trùng lâu dài có thể mang lại lợi ích đáng kể cho ngành chăn nuôi gia cầm, cung cấp các phương pháp nhân giống hiệu quả và tiết kiệm chi phí cho các nguồn gen quý hiếm.
