新科技挑選合適「代理孕牛」產下特定遺傳特徵乳牛

丹麥技術大學（DTU）研究人員使用AI技術、生物資訊學和DNA定序，改善乳牛胚胎移植育種計畫，他們研究指出，這可以使世界各地乳牛更強壯與健康，而他們研發挑選代理孕牛的技術，可能改變全球育種方式 。

透過移植受精卵育種，可以結合特定公牛、母牛的遺傳特徵到「代理孕母」中，幫助農民更容易預測生產結果。

就另一方面而言，更優異的胚胎冷凍保存方法，如：快速冷凍與更好的掌控溫度，意味我們可以在世界各地任何地方，獲得所需的DNA，不需再運輸活體動物，「胚胎移植技術」使每人都能擁有良好基因的畜牧動物，也避免動物在運輸中受驚嚇、痛苦或受傷。

出於此原因，「胚胎移植技術」在其他領域也相當受歡迎，例如：馬，然而這是相對昂貴的育種方式，因此成功率對整體育種計劃的價值、普及率至關重要。

尤其在開發中國家，此技術對國家糧食安全、福祉與消除貧困具顯著影響，但通常開發中國家的農民無法負擔多次徒勞無功的嘗試，因此如何選擇合適的「代理孕牛」相當關鍵，目前為止，我們常從身體、特徵的觀察著手，但仍有些不確定因素可能是肉眼看不出來的。

對此，博士後研究員瑪麗亞·貝倫·拉巴格利諾（Maria Belen Rabaglino），以及教授哈賈．卡達米丁（Haja Kadarmideen）已經確定一種能消除不確定性，並可能改變全球育種方式。

子宮內膜與AI智慧

激素以及多種因素都會影響懷孕難易程度，因會間接影響身體細胞工作模式，不過，這適用於直接跟受精卵互相作用下的子宮內膜，也就是說，子宮內膜的細胞活動，在高懷孕機率及無懷孕機率的動物間不同。

不過這中間細胞究竟是怎麼變化？變化指出什麼訊息？哪些變化能告訴我們育種計畫已經開展了？帶著這些疑問，瑪麗和哈賈決定對此展開研究，期望開發出一種全新、更安全的方法識別最佳代理孕母。

起初，他們想透過卵子移植確定子宮內膜變異，因此尋找基因表現型的模式。瑪麗亞分享，他們使用先進技術集成的數據、生物信息，準備52頭乳牛的大量基因表現數據，並使用於機器學習（ML，人工智慧的一種），這相當適合在複雜數據中尋找模式。

接著，他們使用兩種類型的機器學習算法，並對結果交叉比對，辨識出內膜基因表現型的模式，且此模式達到至少90％準確率，成功完成胚胎移植。

也透過此方式，該項目的人工智慧頭腦出現一種模式，演算法推估出的生物標記，幾乎與所有成功懷孕的「代理孕母」情況相似，有了此技術，可以幫助胚胎移植育種計畫成功率大幅增長，且誤差小於5％。

哈賈分享，他們的的研究，使選擇合適「代理孕母」成為可能，而且比現有方法更準確，雖然乳牛跟人類有很大不同，但他們認為未來這50個生物標記，或許未來能應用在人類身上，幫助人工受孕。

參考資料/DTU