Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nashornspermien aus dem Eis

12.07.2018

Neues Kryoprotektivum erhöht Beweglichkeit der Spermien nach dem Auftauen

Durch eine neue Mixtur von Kryoprotektiva ist es Forschern vom Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) in Berlin gelungen die Motilität von tiefgefrorenen Nashornspermien nach dem Auftauen deutlich zu erhöhen. Dadurch steigen die Erfolgsaussichten der assistierten Reproduktion vieler vom Aussterben bedrohter Wildtierarten. Die Ergebnisse der Studie an drei Nashornarten werden heute in PLOS ONE publiziert.


Nashornbulle

Leibniz-IZW

Um die Anzahl der Nachkommen und deren genetische Vielfalt zu erhöhen, werden bedrohte Nashornarten weltweit in Erhaltungszuchtprogrammen gehalten und mit tiefgefrorenem Sperma künstlich befruchtet. Der Erfolg künstlicher Besamungen war bisher gering, nicht zuletzt weil die Qualität der Keimzellen nach dem Auftauen bislang eher mäßig war.

„Die Motilität der Spermien nach dem Einfrieren und Auftauen lag Studien übergreifend meist bei maximal 50 Prozent. Eine für die Besamung schon grenzwertige Qualität“, sagt IZW-Wissenschaftler Robert Hermes, Hauptautor der Studie. Vor dem Einfrieren wird die Spermaprobe mit einer Pufferlösung und weiteren Zusätzen verdünnt. Entscheidend für den Erhalt der empfindlichen Zellen ist jedoch ein gutes „Frostschutzmittel“.

„Das Kryoprotektivum bettet sich in die Zellmembranen ein und sorgt dafür, dass der osmotische Austausch vom Zellinneren zum Zelläußeren während des Einfrierens besser funktioniert“, erklärt Hermes. Üblicherweise werden je nach Spezies der Spermaprobe deshalb 5 bis 7 % Glycerol zugesetzt. Hermes Team nahm ein zweites Kryoprotektivum – Methylformamid – dazu und variierte die jeweiligen Anteile.

Mit einer Mischung von 1 % Glycerol und 4 % Methylformamid konnten sie die Spermienmotilität nach dem Auftauen von 50% auf durchschnittlich über 75% steigern. Erfolgreich getestet wurde diese Mixtur an Spermienproben dreier Nashornspezies – dem Spitzmaul-, Breitmaul- und dem Panzernashorn.

Als in den 1950er-Jahren entdeckt wurde, dass der Zuckeralkohol Glycerol als Frostschutzmittel für Zellen geeignet war, war dies quasi der Startschuss für die Kryokonservierung von Säugetierspermien. Heute wird bei der Besamung von Nutztieren der Verwendung von gefrorenen, in flüssigem Stickstoff (bei -196°C) gelagerten Spermien längst der Vorzug gegenüber frischen Spermien gegeben: Über 95 Prozent allen Rinderbullensamens beispielsweise werden weltweit vor der Verwendung zunächst tiefgefroren.

Trotz großer Erfahrung auf diesem Gebiet ist die Kryokonservierung von Spermien gefährdeter Wildtiere bis heute mit diversen Schwierigkeiten verbunden – vom Handling der Tiere bis hin zur Zellkonservierung. Nashornspermien wurden erstmals 1979 tiefgefroren. Weniger als zehn wissenschaftliche Publikationen gibt es bisher darüber – und nicht mal 70 Samenspenden von gerade mal 50 Tieren. Zum Vergleich: Allein 2016 gab es 17 entsprechende Publikationen zu Rinderbullen, für die Proben von 279 Tieren untersucht wurden.

„Wie dringend notwendig die Perfektionierung der assistierten Reproduktion ist, zeigt das Beispiel des Nördlichen Breitmalnashorns“, sagt Robert Hermes. Nachdem im Frühjahr 2018 der letzte Bulle starb, leben nur noch zwei, mittlerweile infertile Weibchen dieser Spezies. Um die Art zu erhalten – etwa, wie kürzlich ebenfalls vom IZW publiziert: durch Hybrid-Embryos, die von Nashornleihmüttern ausgetragen werden – sind langfristig kryokonservierte Spermien und auch Eizellen von hoher Qualität essenziell.

„Weltweit gibt es von dieser unmittelbar vom Aussterben bedrohten Nashornunterart nur noch Keimzellreserven von vier Bullen in flüssigem Stickstoff. Zwei davon sind von schlechter Qualität und damit im Grunde schon unbrauchbar.“ Die Wirksamkeit der neuen Kombination von Kryoprotektiva haben die Forscher inzwischen auch an Spermien von Giraffen, Wölfen und Kulanen, einer Wildeselart, nachgewiesen. „Wir gehen deshalb davon aus, dass die Minderung des Anteils an zelltoxischem Glycerol bei der Tiefgefrierung von Wildtierspermien auch bei vielen anderen Wildtierarten erfolgreich sein wird.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW)
im Forschungsverbund Berlin e.V.
Alfred-Kowalke-Str. 17
10315 Berlin

Robert Hermes
Tel. 030 5168 448
hermes@izw-berlin.de

Originalpublikation:

Cryopreservation in rhinoceros – setting a new benchmark for sperm cryosurvival
Robert Hermes, Thomas B. Hildebrandt, Frank Göritz
PLOS ONE 2018

Dipl.-Geogr. Anja Wirsing | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.fv-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der Türsteher im Gehirn
06.08.2020 | Institute of Science and Technology Austria

nachricht Peptide: Forschungs-Erfolg mit den kleinen Geschwistern der Proteine
06.08.2020 | Hochschule Coburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

Eine entscheidende Ergänzung zum Stanzen von Kontakten erarbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT. Die Aachener haben im Rahmen des EFRE-Forschungsprojekts ScanCut zusammen mit Industriepartnern aus Nordrhein-Westfalen ein hybrides Fertigungsverfahren zum Laserschneiden von dünnwandigen Metallbändern entwickelt, wodurch auch winzige Details von Kontaktteilen umweltfreundlich, hochpräzise und effizient gefertigt werden können.

Sie sind unscheinbar und winzig, trotzdem steht und fällt der Einsatz eines modernen Fahrzeugs mit ihnen: Die Rede ist von mehreren Tausend Steckverbindern im...

Im Focus: ScanCut project completed: laser cutting enables more intricate plug connector designs

Scientists at the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT have come up with a striking new addition to contact stamping technologies in the ERDF research project ScanCut. In collaboration with industry partners from North Rhine-Westphalia, the Aachen-based team of researchers developed a hybrid manufacturing process for the laser cutting of thin-walled metal strips. This new process makes it possible to fabricate even the tiniest details of contact parts in an eco-friendly, high-precision and efficient manner.

Plug connectors are tiny and, at first glance, unremarkable – yet modern vehicles would be unable to function without them. Several thousand plug connectors...

Im Focus: Elektrogesponnene Vliese mit gerichteten Fasern für die Sehnen- und Bänderrekostruktion

Sportunfälle und der demografische Wandel sorgen für eine gesteigerte Nachfrage an neuen Möglichkeiten zur Regeneration von Bändern und Sehnen. Eine Kooperation aus italienischen und deutschen Wissenschaftler*innen forschen gemeinsam an neuen Materialien, um dieser Nachfrage gerecht zu werden.

Dem Team ist es gelungen elektrogesponnene Vliese mit hochgerichteten Fasern zu generieren, die eine geeignete Basis für Ersatzmaterialien für Sehnen und...

Im Focus: New Strategy Against Osteoporosis

An international research team has found a new approach that may be able to reduce bone loss in osteoporosis and maintain bone health.

Osteoporosis is the most common age-related bone disease which affects hundreds of millions of individuals worldwide. It is estimated that one in three women...

Im Focus: Neue Strategie gegen Osteoporose

Ein internationales Forschungsteam hat einen neuen Ansatzpunkt gefunden, über den man möglicherweise den Knochenabbau bei Osteoporose verringern und die Knochengesundheit erhalten kann.

Die Osteoporose ist die häufigste altersbedingte Knochenkrankheit. Weltweit sind hunderte Millionen Menschen davon betroffen. Es wird geschätzt, dass eine von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Innovationstage 2020 – digital

06.08.2020 | Veranstaltungen

Innovationen der Luftfracht: 5. Air Cargo Conference real und digital

04.08.2020 | Veranstaltungen

T-Shirts aus Holz, Möbel aus Popcorn – wie nachwachsende Rohstoffe fossile Ressourcen ersetzen können

30.07.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der Türsteher im Gehirn

06.08.2020 | Biowissenschaften Chemie

Kognitive Energiesysteme: Neues Kompetenzzentrum sucht Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft

06.08.2020 | Energie und Elektrotechnik

Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

06.08.2020 | Verfahrenstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics