Замораживание мужских гамет – сперматозоидов является одним из основных методов, применяемых для сохранения генетических ресурсов лабораторных мышей, а также крыс, собак, кошек, свиней и Danio rerio. После оттаивания замороженного семени, в том случае, если процент подвижных сперматозоидов в образце достаточно велик, можно получить зиготы и развивающиеся зародыши с применением процедуры ЭКО; последующая же трансплантация полученных in vitro зародышей позволяет восстановить ту или иную линию лабораторных мышей или крыс.
Если же после оттаивания активность семени низкая, применяют интрацитоплазматическую инъекцию сперматозоида. В этом случае сперматозоиды при помощи микроманипуляторов вводят внутрь яйцеклетки, прокалывая ее прозрачную оболочку. Наиболее современной разновидностью этого метода, который применяется в медицине, но пока не нашел широкого применения в работе с лабораторными животными является интрацитоплазматическая инъекция селекционированного по морфологии сперматозоида.
Другим путем восстановления живых особей из замороженного семени является искусственное осеменение. Несмотря на то, что его широко используют по отношению к относительно редко применяемым лабораторным объектам, таким, как свиньи, собаки, кошки, этот путь восстановления животных из замороженного семени используют по отношению к мышам гораздо реже. Тем не менее, еще c 1960-х гг была продемонстрирована возможность искусственного осеменения мышей путем введения семени непосредственно в матку, метод был существенно улучшен за прошедшие с этого времени полвека. Недостатком этого способа является то, что требуется большое число сперматозоидов для успеха искусственного осеменения. Позже были разработаны методы осеменения путем введения сперматозоидов в ампулу яйцевода и в бурсу (сумку окружающую яичник и яйцевод). Эти методы требуют существенно меньше сперматозоидов для успешного осеменения, однако наиболее широкое распространение при сохранении генетических ресурсов мышей получил способ, когда криобанк семени сочетают с ЭКО и последующей трансплантацией полученных in vitro эмбрионов.
Криоконсервация семени в сочетании с последующим ЭКО и трансплантацией полученных эмбрионов самкам-реципиентам является наиболее адекватным методом при сохранении трансгенных и нокаутных линий мышей. Получение семени из эпидидимисов самцов post mortem является относительно простой процедурой; для экстракорпорального оплодотворения большого числа ооцитов требуется получить эпидидимисы лишь нескольких животных.
На сегодняшний день, наилучшие результаты при замораживании семени лабораторной мыши, получаются при использовании обезжиренного молока и рафинозы в качестве криопротекторов; замораживание же осуществляют, выдерживая соломину с семенем в парах жидкого азота, после чего помещают ее в жидкий азот. Этот протокол может быть успешно выполнен в большинстве лабораторий, так как он не требует программного замораживателя и эффективен по отношению к большинству изученных линий мышей.
Если замораживание семени мышей является рутинной и воспроизводимой процедурой, то с крысами ситуация несколько сложнее. Хотя протоколы замораживания мышей создавали в течение длительного времени, потребовалось еще десятилетие для того, чтобы разработать эффективные протоколы для замораживания семени крыс. Для данного способа требуются простые соединения, такие как яичный желток, моногидрат лактозы и трис-гидроксиметил-аминометан. Замораживание семени крыс, также как и мышей, обычно проводится без использования программного замораживателя, что сильно облегчает задачу.
В связи с тем, что создано множество линий такого популярного объекта генетических исследований как Danio rerio, в мире уже существует два криобанка, где в замороженном состоянии хранятся сперматозоиды этих линий. Для замораживания семени этого вида рыб используют в качестве криопротекторов метанол или диметилацетамид.
Криоконсервацию семени применяют и при создании криобанков таких редко используемых лабораторных животных, как собаки, кошки и свиньи. Поскольку собаки являются распространенными домашними питомцами и искусственное осеменение псовых широко применяется в мире, способы замораживания семени псовых хорошо разработаны. Семя кошачьих чаще всего замораживают, используя глицерин и яичный желток в качестве криопротекторов. Опыт группы Амстиславского свидетельствует о том, что сперматозоиды кошачьих можно успешно замораживать с использованием разбавителей семени, выпускаемые для замораживания семени псовых. Имеются данные по эффективной криоконсервации семени свиней. Несмотря на то, что замораживание семени является достаточно рутинной процедурой по отношению к мышам, в отношении остальных видов лабораторных животных перечисленных выше, результаты замораживания сперматозоидов не столь хороши и воспроизводимы, как на мышах, и продолжаются эксперименты по совершенствованию методов замораживания семени этих видов лабораторных животных.
