ديناميك ميان كنش اسپرم گوسفند با پلاسميد حاوي ژن ليزوزيم انساني در انتقال ژن به واسطه اسپرم

مطالعات قابليت اسپرم براي انتقال ژن خارجي به تخم را ثابت كرده است. گزارش‌هاي مربوط به اثرات زمان گرمخانه گذاري و ميزان DNA بر ميزان جذب و پارامترهاي اسپرم متفاوت و گاه متناقض بوده است. هدف از اين مطالعه بررسي اثر زمان گرمخانه گذاري اسپرم گوسفند با DNA خارجي و مقدار اين DNA بر سرعت، ميزان جذب و تحرك اسپرم و مقايسه اسپرم انزالي و اپيديديمي از اين نظر بود. براي اين منظور اسپرم انزالي (4N=) و اپيديديمي (6N=) با مدت‌زمان متفاوت(15 تا 90 دقيقه) و مقادير متفاوت با پلاسميد pEGFPN حامل ژن ليزوزيم انساني(5 تا 500 نانوگرم/106 اسپرم/25 ميكروليتر) گرمخانه گذاري شده و ميزان ورود پلاسميد به اسپرم و تحرك اسپرم‌ها ارزيابي گرديد. نتايج نشان داد كه تا متوسط 33/65 درصد اسپرم‌ها توانستند پلاسميد حاوي ژن ليزوزيم انساني را جذب كنند. افزايش ميزان DNA خارجي و زمان انكوباسيون به‌خصوص تا 60 دقيقه باعث افزايش مقدار DNA جذب‌شده توسط اسپرم و افزايش اسپرم‌هاي حاوي DNA خارجي ‌شد اگرچه بيشترين سرعت جذب در 15 دقيقه اول رخ داد. به نظر مي‌رسد هرچه مقدار DNA خارجي بيشتر باشد سرعت جذب بيشتر و زمان رسيدن به حداكثر تعداد اسپرم‌هاي داراي جذب كوتاه‌تر باشد. كاهش اندكي در تحرك تام و پيش‌رونده اسپرم‌هاي گروه تيمار با گروه شاهد به‌استثناي 5 دقيقه انكوباسيون مشاهده شد. هيچ اسپرم متحركي كه داراي جذب DNA در ناحيه پشت آكروزوم باشد مشاهده نشد. به نظر مي‌رسد گرمخانه‌گذاري اسپرم با مقادير متوسط(20تا200 نانوگرم) DNA خارجي بيش از 30 دقيقه و در مقادير كم(5 نانوگرم) بيش از 60 دقيقه لازم نباشد.

Many studies have shown spermatozoa can be used as vectors for transfer of exogenous DNA to oocyte to produce transgenic animals. However itʹs efficiency is still questionable. The results of DNA concentration and incubation time on DNA uptake and sperm functionality has been different or sometimes opposite. In this study the effect of DNA concentration and incubation time of sheep spermatozoa with forign DNA on DNA uptake, its dynamic and sperm functionality and their difference between ejaculated and epididimal sperm was investigated. For this the ejaculated(N=4) and epididimal(N=6)spermatozoa was incubated with different concentration (5-500ng/106 sperm/25µl) of rhodamine labaled pEGFP-IRES-hLys in various time (15-90min) and DNA uptake, dynamic of uptake and sperm functionality was assayed. Results showed to an average of 65% of incubated spermatozoa uptaked the foreign DNA, depend on DNA concentration and incubation time. Although the amount of transfected spermatozoa could increase significantly with prolonged incubation time up to 60 min but the amount of DNA uptake was higher in the first 15min of incubation. Increase of foreign DNA concentration and incubation time increased the transfected spermatozoa and uptake intensity. It seems higher DNA concentration, more rapid DNA uptake and more rapid gain of tranfection peak. Slight decrease of sperm total and progressive motility was seen in treatment group in comparison with Control groups (except in 5min incibation).No spermatozoa with post acrosomal absorption (true uptake) were motile. So incubation for more than 30 and 60min in moderate (20-200ng) and low (5ng) plasmid concentaion repectively is not usefull.