Genbanken und KB: Was Minitube zur Biodiversität beitragen kann

Geschätzt verschwinden jährlich bis zu 100 Tierarten für immer von dieser Erde und Tausend weitere Spezies sind so stark bedroht, dass ihnen bald dasselbe Schicksal droht. Daher sprechen manche Experten bereits vom sechsten großen Massensterben der Geschichte.

Die Rote Liste zeigt, dass etwa ein Viertel aller Säugetierarten vom Aussterben bedroht sind (IUCN 2023). Zusätzlich zu den offensichtlichen exotischen Wildtierarten (wie dem Breitmaulnashorn, dem Amurleoparden, dem Orang-Utan oder dem Delfin) sind auch eine Reihe von Haus- und Nutztierrassen (darunter Rinder-, Schaf-, Ziegen-, Schweine-, Pferde- und Hunderassen) so selten geworden, dass Maßnahmen zu deren Erhaltung ergriffen werden müssen. Politiker, Wissenschaftler und Artenschützer suchen daher intensiv nach Möglichkeiten, um das Massenaussterben zu stoppen und die Biodiversität auf unserem Planeten zu erhalten. Sogenannte Biobanken oder Genbanken bieten eine mögliche Lösung, um den Herausforderungen entgegenzutreten. In diesen "Archen Noahs des 21. Jahrhunderts" werden Ei- und Samenzellen sowie Embryos bedrohter Tierarten eingefroren und in Flüssigstickstoff gelagert; theoretisch tausende Jahre lang, bis die wissenschaftliche Entwicklung weiter aufgeholt hat.

Als Spezialist in der künstlichen Reproduktion von Tieren hat Minitube genau das Equipment, das für die Einrichtung und den Betrieb von Genbanken benötigt wird. Die Bereitstellung von Produkten und Services zur Gewinnung von Sperma und Eizellen und deren Lagerung durch Kryokonservierung ist der Kernbereich unserer Arbeit, ebenso wie die IVF, der Embryotransfer und weitere verwandte Biotechnologien.

Minitube-Equipment kommt bereits in einigen bestehenden Genbanken und Labors zur Reproduktion von bedrohten Tierrassen zum Einsatz und wird dort sehr geschätzt. Untenstehend sind einige Beispiele aus der Praxis aufgeführt. Andere Projekte, die sich mit der Erhaltung von Großkatzen oder Eisbären in den USA oder mit Delfinen in den Vereinigten Arabischen Emiraten befassen, werden ebenso mit Minitube-Equipment und -Expertise vorangebracht. Was die Experten der "Food and Agriculture Organization" der Vereinten Nationen als benötigte Ausstattung zur Kryokonservierung von tierischem genetischem Material empfehlen, ist in der Produktliste auf dieser Seite zusammengefasst. Alle Bestandteile können direkt von Minitube geliefert werden.
 

Panda Center Chengdu,
China Yak Research Center,
Indien Bovine AI Centre Preska,
Slowenien Wageningen University &
Research, Niederlande Animal Reproduction
Center A.R.C., Slowakei Institut für Nutztiergenetik
(ING), Deutschland Leibniz-IZW und BioRescue-
Projekt, Deutschland
PRODUKTLISTE
Empfohlene Produkte (0.40 MB)

Panda Center Chengdu, China

Die Chengdu Research Base for Giant Panda Breeding ist das Zuhause von 42 männlichen Pandas, deren eingefrorenes Sperma die Basis einer Gendatenbank bildet. Dies ist wichtig, um die Diversität der Tierart zu erhalten und einem inzuchtbedingten Rückgang der Lebensfähigkeit entgegenzuwirken. Aus diesem Grund wird der Austausch von genetischem Material mit weiteren Zentren und Zoos in anderen Provinzen Chinas vorangetrieben. Seit 2017 wird mit Hilfe von Elektroejakulation regelmäßig Sperma von betäubten Tieren gewonnen. Insgesamt werden 6.391 Pailletten und 1.484 Pellets in Stickstofftanks aufbewahrt. Der Qualitätscheck der Ejakulate wird mittels AndroVision® durchgeführt.

Die Fortpflanzungszeit des Großen Pandas geht von Februar bis Mai. Nur innerhalb dieser vier Monate ist es möglich, Sperma von ausreichender Qualität zu erhalten. Weibliche Pandas werden endoskopisch unter Narkose besamt. Dabei wird, sofern vorhanden, Frischsamen bevorzugt eingesetzt. All diese Bemühungen führen zu 10 bis 15 neugeborenen Pandababys jedes Jahr.
 

Yak Research Center, Indien

In Indien kümmert sich das Wissenschaftszentrum ICAR-National Research Centre on Yak proaktiv um die Forschung und die Entwicklung von Yaks (Peophagus grunniens L.). Es ist die einzige Behörde für die Ausarbeitung von Forschungsstrategien zur nachhaltigen Entwicklung der Yakzucht in Indien.

Das Institut hat den Auftrag, Yak-Keimplasma zu identifizieren, zu erhalten, zu charakterisieren und zu bewerten, sowie die Yak-Genetik für Zug- und Milchzwecke zu verbessern.

Für das Abfüllen und Verschweißen von Yaksperma wird die MPP Uno genutzt. Das Kühlkabinett und der EasyCoder von Minitube sind zusätzlich im genetischen Labor im Einsatz, um einen optimalen Arbeitsablauf zu gewährleisten.
 

Bovine AI Centre Preska, Slowenien

Das Insemination Center Preska ist organisatorisch in der slowenischen Land- und Forstwirtschaftskammer angesiedelt und ist seit mehr als 60 Jahren im Bereich der Aufbereitung von Bullensamen für die künstliche Besamung aktiv.

Das Zentrum befasst sich mit der Kryokonservierung von Samen autochthoner Rinderrassen wie dem Cika-Rind oder traditioneller Züchtungen wie Braunvieh, Limousin und Charolais. Seine Genbank umfasst ebenso traditionelle Rassen, die seit mehr als 50 Jahren in Slowenien beheimatet sind.

Das AndroVision® CASA-System von Minitube wird effektiv zur Samenanalyse eingesetzt.
 

Wageningen University & Research, Niederlande

Das Centre for Genetic Resources, the Netherlands (CGN) verwaltet Genbank-Sammlungen niederländischer Nutztierarten, die für die (künftige) Produktion von Milch, Fleisch oder Eiern wichtig sind, sowie anderer Arten, die eng mit der Landwirtschaft verbunden sind.

Die Genbank steht allen Nutztierrassen offen, aber das CGN konzentriert sich auf (seltene) niederländische Rassen von bedeutendem kulturhistorischem Wert. Im CGN sind über 350.000 Dosen Sperma von etwa 150 Rassen von zwölf Tierarten in flüssigem Stickstoff bei -196° Celsius konserviert. Das CGN lagert ebenso Embryonen, Eizellen und DNA. Die Sammlung dient der langfristigen Erhaltung der Rassen, für den Fall des Aussterbens oder des Verlustes der genetischen Vielfalt sowie für Forschungszwecke. Das CGN entwickelt Protokolle für die Kryokonservierung, sammelt das Material vor Ort und friert den größten Teil der Sammlung selbst ein.

Für seine tägliche Arbeit verwendet das CGN Minitube-Geräte wie AndroVision®, EasyCoder oder IceCube.
 

Animal Reproduction Center A.R.C., Slowakei

Das Unternehmen Animal Reproduction Center A.R.C. Slovakia, namentlich Dr. Jaroslav Pokorádi und Dr. Zuzana Krchniková, gründeten 2007 eine Kryobank für geschützte Tierarten.

Darüber hinaus befassen sie sich in erster Linie mit Haus- und Nutztieren und deren andrologischen Untersuchungen. Heute haben sie die Methoden optimiert und Sperma mehrerer geschützter Tierarten erfolgreich eingefroren, vor allem Wolf, Braunbär, Serval, Gämse der Hohen Tatra, Rothirsch, Damhirsch, Mufflon, Maralhirsch, amerikanischer Bison, europäisches Pronghorn und andere gefährdete Wiederkäuerarten. In jüngster Zeit wurde auch das Sperma von Greifvögeln wie Falken, Habichten und Steinadlern erfolgreich konserviert.

Alle Besamungsportionen werden in 0,25- oder 0,5-ml-Röhrchen in flüssigem Stickstoff bei -196° Celsius konserviert. Wenn es sich um geschützte Arten handelt, sind diese Dosen Eigentum der Slowakischen Republik und das A.R.C. führt ihre Verarbeitung und Konservierung ohne Anspruch auf Vergütung durch.

Alle biotechnischen Verfahren werden in Zusammenarbeit mit Minitube gelöst. Unter anderem unterstützt ein AndroVision® die Arbeitsabläufe bei A.R.C. optimal, indem es durch eine präzise, standardisierte und interaktive Sperma-Analyse alle benötigten Informationen extrahiert.
 

Institut für Nutztiergenetik (ING), Deutschland

Das Institut für Nutztiergenetik am Standort Mariensee des Friedrich-Loeffler-Instituts hat die Aufgabe übernommen, die Deutsche Genbank landwirtschaftlicher Nutztiere zur Erhaltung der genetischen Vielfalt bei Nutztieren aufzubauen und zu unterstützen. Dazu wurde ein Teil der vorher genutzten Container durch eine moderne Kryoanlage ersetzt und für die einzelnen Nutztierspezies eine getrennte Lagerung entsprechend den gesetzlichen Vorschriften eingerichtet.

Gegenwärtig enthält das Lager die im Institut seit den 1990er Jahren angelegten Genreserven des Deutschen Schwarzbunten Niederungsrindes (DSN) mit Samen von mehr als 80 Bullen sowie Embryonen aus Anpaarungen innerhalb der Marienseer Herde und mit Tieren anderer Züchter.

Quelle: https://www.fli.de/de/institute/institut-fuer-nutztiergenetik-ing/deutsche-genbank/

Zahlreiche Minitube-Produkte sind am Institut im Einsatz und helfen, die Arbeit voranzutreiben.
 



Quelle: IZW Berlin

Leibniz-IZW und BioRescue-Projekt, Deutschland

Das Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) ist eine international renommierte deutsche Forschungseinrichtung. Ziel ist es, die Anpassungsfähigkeit von Wildtieren im Kontext des globalen Wandels zu verstehen und dazu beizutragen, das Überleben lebensfähiger Wildtierpopulationen zu verbessern.

Auf der Grundlage eines umfassenden Verständnisses der evolutionären Ausstattung von Wildtieren und der Herausforderungen, mit denen sie konfrontiert sind, entwickelt das Institut neue Konzepte und Methoden für den Naturschutz. Sie zielen darauf ab, die Überlebensfähigkeit von Populationen auf verschiedenen Ebenen zu verbessern: Das IZW erarbeitet die wissenschaftliche Grundlage für Naturschutzentscheidungen und gibt Empfehlungen an Naturschützer, Wildtierexperten, zoologische Gärten und politische Entscheidungsträger weiter. Wissenschaftsbasierte veterinärmedizinische Eingriffe werden direkt von Leibniz-IZW-Mitarbeitern durchgeführt, z.B. bei der assistierten Reproduktion.

In der IZW-Abteilung Reproduktionsmanagement ist das oberste Ziel, die Reproduktionsleistung bei gefährdeten und vom Aussterben bedrohten Arten zu verbessern, um die Lebensfähigkeit der Populationen und das Überleben der Arten zu sichern. Die Forschungsaktivitäten konzentrieren sich auf das Verständnis spezifischer Reproduktionsmerkmale sowie der Reproduktionsmorphologie und -physiologie von Wildtierarten, um neue Reproduktionsmanagementprogramme zu entwickeln.

Eines der wichtigsten Forschungsziele ist die Entwicklung von Strategien zur Rettung gefährdeter oder sogar vom Aussterben bedrohter Tierarten durch den Einsatz fortschrittlicher Technologien der assistierten Reproduktion und stammzellverwandter Techniken. Zu diesen Arten gehören das Sumatra- oder das nördliche Breitmaulnashorn. Insbesondere leistet die Abteilung Pionierarbeit bei der künstlichen Befruchtung, der Entnahme von Gameten, der In-vitro-Embryoproduktion und dem Embryotransfer für gefährdete und vom Aussterben bedrohte Wildtierarten.

Für die langfristige Erhaltung der biologischen Vielfalt und die Grundlagenforschung wurde das Biobanking immer wichtiger. Die Abteilung Reproduktionsmanagement sammelt und verwaltet eingefrorene Spermaproben von mehr als 45 gefährdeten oder sogar ausgestorbenen Arten sowie eine Sammlung kryokonservierter Gewebe und Fibroblastenkulturen von mehr als 150 gefährdeten Arten als Beitrag zum IZW und anderen europäischen Kryobanken. Eine besondere Errungenschaft ist die Sammlung von induzierten pluripotenten und embryonalen Stammzelllinien von 9 gefährdeten Arten.

Das BioRescue-Projekt unter der Leitung des Leibniz-IZW trägt mit wissenschaftlicher und tiermedizinischer Expertise zur Rettung des Nördlichen Breitmaulnashorns bei. Es ist ein internationales, vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördertes Projekt, das schier Unmögliche möglich machen will und Methoden der assistierten Reproduktion und der Stammzellforschung immer weiterentwickelt, um die Mission "Rettung des Nördlichen Breitmaulnashorns" zum Erfolg zu führen.

Minitube ist stolz darauf, Teil des Projekts zu sein, und liefert Equipment wie das Video-Endoskop CowScope, das mobile CASA-System AndroScope oder einfache Verbrauchsmaterialien wie das ReproJelly.

In der IZW-Abteilung für Reproduktionsbiologie liegt der Forschungsschwerpunkt auf dem Verständnis grundlegender Fortpflanzungseigenschaften und -strategien von Wildtieren, um die Auswirkungen von Umweltfaktoren auf die Fertilität zu bewerten. Die Gruppe erforscht die Entstehung und Reifung von Keimzellen, ihre funktionellen Wechselwirkungen im männlichen und weiblichen Genitaltrakt sowie die hormonelle Regulation von Fortpflanzungsprozessen. Durch den Einsatz zellbasierter Techniken wird die Lücke zwischen der genetischen und der organismischen Ebene der Forschung geschlossen.

Im Jahr 2007 wurde ein Projekt ins Leben gerufen, das sich speziell der Erhaltung der genetischen Vielfalt von Ex-situ-Populationen von Feliden widmet. Von den 39 Katzenarten, die es weltweit gibt, stehen 18 auf der "Roten Liste" der Internationalen Union für die Erhaltung der Natur (IUCN) als bedroht oder gefährdet. Die zugehörige Kryobank umfasst Samenproben von 18 Felidenarten, von denen 9 In-vitro-Embryonen erzeugt und eingefroren wurden.

Minitube steht dem IZW als Kooperationspartner in Grundlagenforschungsprojekten zur Seite, die die vielfältigen Auswirkungen von Spermaverdünnerkomponenten auf die Spermienfunktion untersuchen und deren Ergebnisse in einer Reihe von Arbeiten veröffentlicht wurden: