«Прогресс Агро» также освоил метод клонирования в пробирке, представив в марте этого года первого в стране теленка-клона от коровы — рекордсменки по надоям, и планирует масштабировать это направление, обещая в перспективе удешевление молока и мяса. Участники же рынка считают, что если и удастся распространить такую практику на животноводческую отрасль, то не скоро — из-за высокой сложности, рискованности биотехнологий и отсутствия специалистов.

Рожденные иначе

Используемые в современном животноводстве технологии не только не отстают от медицинских, но порой даже превосходят их. Яркий пример — экстракорпоральное оплодотворение, когда клетки матери и отца соединяют в пробирке, а затем подсаживают полученный эмбрион родной или суррогатной матери. ЭКО — наиболее распространенный метод трансплантации зародышей, который позволяет иметь потомство тем людям и животным, которые не могут зачать естественным путем.

В сельском хозяйстве пошли дальше: стали делать прямую и бесполую трансплантацию эмбрионов методом in vivo («в живом организме»). В этом случае клетку (как правило, кожи или стволовую) с генами высокопродуктивной коровы-донора соединяют с яйцеклеткой менее продуктивной коровы-реципиента и помещают будущий эмбрион в матку суррогатной или родной матери, где он формируется и вызревает. 

Метод подсадки in vitro («в стекле») предполагает конструирование эмбриона в пробирке в специальной гормональной среде — корова-реципиент получает его лишь после «дозревания». 

Наконец, в мире уже на промышленном уровне, а в России пока на научном практикуют создание трансгенных животных, в том числе путем скрещивания разных пород и даже видов. Здесь тоже проводится пересадка и конструирование эмбрионов, но уже с «отредактированными» нежелательными генами или генами, обеспечивающими полезные свойства (например, сопротивляемость болезни).

В целом альтернативные методы оплодотворения скота с помощью трансплантации и конструирования зародышей позволяют быстро нарастить высокопродуктивное стадо. Так, если при наиболее продвинутом искусственном осеменении элитная корова может дать за всю жизнь три-пять генетически ценных телят, то при пересадке эмбрионов удается увеличить число высокопродуктивных потомков от одной особи в десятки раз.

Фабрика штамповки эмбрионов

Именно такую цель — размножение животных с высокой генетической ценностью и повышение надоев — преследовала ГК «Прогресс Агро», начавшая в 2014 году эксперименты с трансплантацией эмбрионов способом in vivo, то есть путем подсаживания их от высокопроизводительной коровы-донора низкопроизводительной корове-реципиенту.

«Прогресс Агро» — многопрофильный агрохолдинг. В числе направлений его деятельности животноводство (восемь ферм, 8400 голов крупного рогатого скота, 15 тыс. свиней), растениеводство (134,7 тыс. гектаров земли), переработка молока (74,5 тыс. тонн в год) и зерна, а также ретейл в восьми районах Кубани со штаб-квартирой в Усть-Лабинске. В состав группы, показавшей в прошлом году оборот в 19,5 млрд рублей, входят сахарные и мясоперерабатывающие фабрики, завод по выпуску полипропилена для упаковки и другие предприятия. Специалисты компании занимаются семеноводством, селекцией растений (зерновых) и животных; они разработали и внедрили в производство первый в России проект по трансплантации эмбрионов коров голштинской породы.

«Прогрессивные и наукоемкие технологии позволяют нам ежегодно повышать общие показатели надоев, — говорит генеральный директор ГК “Прогресс Агро” Леонид Рагозин. — Мы обновили стадо с помощью технологии трансплантации эмбрионов in vivo и увидели потенциал этого научного направления: рентабельность нашего молочного животноводства выросла на 30 процентов. Обновленное стадо потенциально сможет давать на 80 процентов больше молока, чем прежнее». По словам эксперта, за время действия программы было подсажено 4688 эмбрионов при средней приживляемости 37%. То есть свыше 2000 голов скота, выращенных новым способом, подрастают или уже подросли и дают молоко. «Айрширскую породу, предел которой — пять тонн молока за лактацию, сменила голштинская, в среднем дающая девять тонн», — доволен результатом Леонид Рагозин.

Главный ветеринарный врач, гинеколог АО «Рассвет» (входит в ГК «Прогресс Агро»), руководитель команды по эмбриотрансферу Максим Механошин отмечает, что обычное осеменение материалом высокопродуктивной породы менее продуктивных особей дает заметное увеличение надоев на горизонте 20 лет — через несколько поколений телок. Это основной метод, используемый в российских селекционно-генетических центрах (СГЦ). «Мы же смогли на некоторых фермах добиться повышения продуктивности вдвое — до 10 тонн с коровы за лактацию — всего за два года программы эмбриотрансфера», — рассказывает он.

Составлять протоколы исследований научным сотрудникам АО «Рассвет» помогли ученые кафедры биофизики МГУ им. М. В. Ломоносова и созданной в 2021 году биотехнологической лаборатории «Альтраген». «В России есть лаборатории, которые практикуют разные методы эмбриологии, но обычно они открываются и вскоре закрываются из-за неудач, низкой приживаемости эмбрионов, — продолжает главный ветеринарный врач. — Поэтому очень важно правильно составить протоколы ведения процесса». В этих документах, как и в протоколах лечения людей, подробно описано, какие гормоны и препараты каким именно коровам надо давать, когда, в каких дозах и в течение какого времени. Так же четко регламентированы все манипуляции с клетками и эмбрионами, сам процесс подсаживания и доращивания. «При технологии эмбриотрансфера in vivo высокопроизводительную корову-донора оплодотворяют, затем благодаря гормональной стимуляции в ней появляется сразу несколько эмбрионов, которые вымывают и подсаживают низкопродуктивной корове-реципиенту, — объясняет Максим Механошин. — На всю процедуру — от начала гормональной терапии до подсадки — уходит 16 дней». Таким образом удается ускорить процесс: от одной коровы можно получить десятки генетически ценных эмбрионов, чтобы потом пересадить их другим животным, причем несколько раз в год (при обычном осеменении корова за это время выносит всего одного малыша).

Золотой теленок

Первоначально эмбриотрансфер в компании происходил под руководством приглашенных специалистов из Бразилии, но с 2016 года в «Прогресс Агро» работает собственная команда эмбриологов, состоящая из шести человек: руководитель, специалист УЗИ, лаборант, два осеменатора и специалист по отбору доноров и реципиентов. Получив прекрасные результаты эмбриотрансфера in vivo, в холдинге в 2022 году решили создать биотехнологическую лабораторию для трансплантации эмбрионов и методом in vitro. В этом случае эмбрионы выращиваются в чашках Петри и дозревают в инкубаторах, а затем их пересаживают коровам-реципиентам.

В марте 2024 года в АО «Рассвет» появился на свет первый в России клонированный теленок, которому дали имя Звездочка. Сейчас он, точнее она, втрое активнее сверстников, быстро набирает вес и чувствует себя превосходно. Метод клонирования in vitro в «Прогресс Агро» не используют напрямую для ремонта стада — он нужен, чтобы выводить единичных выдающихся животных, клетки которых можно будет подсаживать потом другим коровам, чтобы те тоже впоследствии стали донорами. Так что клонированной телочке вскоре предстоит стать мегаматерью целого стада. «Целиком стадо нельзя заменить клонами, потому что нужно генетическое разнообразие: разные доноры и реципиенты, — комментирует ветеринарный врач-эмбриолог отдела клонирования АО “Рассвет” Мария Бондаренко. — Первая клонированная телочка — точная генетическая копия коровы-рекордсменки, дававшей 18 тонн молока за лактацию (всего у нее было семь лактаций) при средних по региону 10 тоннах. Когда она вырастет и покажет такие же надои, мы начнем массовое клонирование ее эмбрионов разными методами».

Компания пошла по пути использования технологии Handmade Cloning (HMC, «клонирование вручную»), что позволило сэкономить около 50 тыс. долларов на дорогом оборудовании, используемом при классическом клонировании методом переноса ядра соматической клетки (SCNT). При SCNT необходимы микроманипуляторы, инвертированные микроскопы, микрокузницы для изготовления инструмента для переноса ядра клетки и прочее, а при HMC — только бинокулярная лупа и электропоратор. И как ни странно, «вручную» это делать даже несколько быстрее.

«При классическом клонировании из клетки с помощью манипулятора удаляется ядро, на его место вставляется клетка тела из исходного клонируемого животного, — объясняет Мария Бондаренко. — А мы без микроманипуляторов при помощи пипеток и микролезвий отсекаем от яйцеклетки участок с хромосомами и потом склеиваем ее с соматической клеткой, содержащей гены клонируемого животного. И ядро вынимать не надо. Когда клетки сливаются в одну, мы и получаем реконструируемый эмбрион в пробирке. В течение семи дней в инкубаторе он растет как обычный, затем его можно подсаживать реципиенту, но мы пока помещаем зародыши в криобанк».

Животноводы «не вытягивают» эмбриологию

Сейчас в криобанке АО «Рассвет» уже 120 эмбрионов от коровы-рекордсменки. В «Прогресс Агро» планируют в перспективе сделать бизнес и на них: продавать эмбрионы высокопродуктивных пород. «Широкое применение технологий клонирования Handmade Cloning в сельском хозяйстве позволит создать популяцию максимально продуктивных и генетически ценных животных, дающих наибольшее количество молока или мяса, устойчивых к инфекциям и неблагоприятным факторам окружающей среды, — уверен Леонид Рагозин. — Это повысит эффективность животноводства и поможет исключить зависимость от поставок генетического материала из-за рубежа». Эксперт добавляет, что такая технология, которая используется в мировом индустриальном животноводстве уже более 15 лет, позволяет избежать ряда промежуточных процедур с клетками, необходимых при классическом клонировании. «Мы экономим на оборудовании и при этом теми же силами производим почти в два раза больше клонов, чем обычно», — отмечает Леонид Рагозин.

Впрочем, в отрасли не все согласны с тем, что новые методы селекции удастся успешно внедрить во многих компаниях. «У нас эмбриональные технологии широко в животноводстве не применяются, поскольку они достаточно сложны, — говорит генеральный директор Национального союза производителей говядины Роман Костюк. — Недостаточно или порой просто нет специалистов — биотехнологов и генетиков, а требования к коровам (реципиентам и донорам) сложны и запутанны: как их кормить, чем лечить, когда вносить эмбрион, как сохранить его и многое другое. В рамках одного предприятия, наверное, это логичный эксперимент. Но в масштабах отрасли эмбриональный метод вряд ли приживется: вероятность ошибок здесь весьма велика, а их цена очень высока, поскольку грозит обеднением стада».

Эмбриотрансфер в сравнении с обычными методами оплодотворения скота позволяет ускорить генетическое улучшение стада с 18–20 до двухтрех лет и обходится на 30–40% дешевле, чем покупка импортного молодняка или генетического материала

При этом в России почти во всех аграрных регионах есть с десяток селекционно-генетических центров, которые занимаются улучшением пород и продажей генетического материала другим хозяйствам для искусственного осеменения стада. «Да, СГЦ открываются и закрываются из-за неуспешных экспериментов с эмбриотрансфером, — рассказывает Максим Механошин. — Кроме того, российские хозяйства, даже те, что сами ведут генетическую и селекционную работу, не спешат осваивать прогрессивные методы эмбриологии: видимо, опасаются всего нового. Но мы будем популяризировать наши технологии, позволяющие получать продуктивное стадо в разы быстрее».

Из животноводческих СГЦ наиболее успешными считаются те, что работают в свиноводстве: им удается регулярно поддерживать продуктивность пород скота (привес, болезнестойкость и прочее), но из импортного генетического материала. Из него специалисты формируют родительские стада и ядра для поддержания продуктивности пород в других или своих хозяйствах. «В свиноводстве даже на Западе методы трансплантации эмбрионов широко не используются, поскольку там по-другому построено оплодотворение, — говорит главный зоотехник-селекционер СГЦ “Вишневский” Юлия Годунова. — Их зародыши неустойчивы при трансплантации».

Не все однозначно и с экономической эффективностью, поскольку далеко не все молокопроизводящие хозяйства стремятся к постоянному повышению надоев и тем более к их удвоению. «Фермы балансируют в зависимости от целей и маржинальности, — указывает Роман Костюк. — Например, корова, дающая пять тонн молока за лактацию, выгоднее: ее молоко жирное, сыропригодное и, значит, дорогое, “девятитонница” же дает менее ценное питьевое молоко. Конечно, если ваша цель — делать менее маржинальное питьевое молоко, то можно постоянно повышать продуктивность стада. Но, опять же, надо считать: период откорма у рекордсменок дольше, что при меньшей стоимости молока увеличивает расход на корма».