КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 18-74-00127
НазваниеРазработка высокоэффективного метода выделения фертильных сперматозоидов для искусственного оплодотворения в медицине и сельском хозяйстве
Руководитель Букатин Антон Сергеевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования и науки "Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет имени Ж.И. Алферова Российской академии наук" , г Санкт-Петербург
Конкурс №29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-204 - Биофизика
Ключевые слова микрофлюидные технологии, микрофлюидный чип, анализ одиночных клеток, сперматозоид, экстракорпоральное оплодотворение, реотаксис, клеточная подвижность, фрагментированность ДНК
Код ГРНТИ34.21.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В настоящее время в развитых странах сложилась устойчивая тенденция постоянного увеличения возраста рождения детей в семейных парах. В России средний возраст рождения первого ребенка в семье составляет 25.5 лет, в то время как в Испании, Италии или Швейцарии он превысил 30 лет. Одной из проблем увеличения возраста рождения ребенка является снижение мужской фертильности, что в 30 – 40 % случаев является основной причиной бесплодия семейных пар. Одним из методов решения проблем мужского бесплодия является проведение процедуры экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), в том числе с помощью интрацитоплазматической инъекция сперматозоида (ИКСИ). В ~ 30% случаях процедура ЭКО заканчивается рождением ребенка при использовании свежей семенной жидкости и снижается до ~ 20% при оплодотворении яйцеклетки сперматозоидами, прошедшими процедуру заморозки. Таким образом, актуальной является задача разработка методики отбора наиболее фертильных сперматозоидов, которая позволит повысить эффективность процедуры ЭКО. Кроме того, разработка такой методики отбора наиболее фертильных сперматозоидов является актуальным и для сельского хозяйства, т.к. при селекции и разведении племенного крупного рогатого скота используются технологии искусственного осеменения и ЭКО в основном с использованием замороженного семенного материала, полученного от самцов-производителей.
Считается, что одним из основных методов навигации является реотаксис - способность сперматозоидов двигатся вдоль твердых поверхностей против потока жидкости. Тем не менее в настоящее время отсутствуют критерии и высокоэффективные методы отбора сперматозоидов, основанные не только на общей подвижности клеток, но и на других особенностях их движения, в частности на способности к реотаксису. Кроме того, до конца не изучена связь этих характеристик с целостностью генетического материала, являющегося основным индикатором фертильности сперматозоидов.
Основной целью проекта является выявление критериев отбора наиболее фертильных сперматозоидов путем исследования их индивидуальных траекторий, особенностей взаимодействия с микроструктурами и механизмов навигации в потоке жидкости (реотаксис), совмещенного с поиском корреляций с целостностью генетического материала сперматозоидов. На первом этапе проекта будет экспериментально изучено влияние механических и гидродинамических сил на взаимодействие клеток с поверхностями микроструктур и построена модель этого взаимодействия. Для этого будут использоваться микрофлюидные устройства, в которых будет осуществляться регистрация и анализ траектории движения отдельных сперматозоидов вблизи поверхностей микроструктур. После чего, на втором этапе проекта будет разработана конфигурация микроструктур и дизайн микрофлюидного чипа для эффективного отбора сперматозоидов, а также исследованы корреляции между особенностями движения и взаимодействия клеток с микроструктурами с фргментированностью их ДНК. На основании этого будут разработаны новые критерии и методы отбора наиболее фертильных сперматозоидов.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ