В современных исследованиях заболеваний человека в качестве моделей уже давно доминируют мыши, в геном которых искусственно введены человеческие гены. Однако при использовании большинства существующих методик (с помощью вирусов) встраивание таких трансгенов у каждого вновь получаемого животного происходит в случайные участки хромосом. При этом может иметь место неконтролируемая интеграция, как единичной копии, так и многих генов.
Для получения одной трансгенной мыши обычно приходится делать микроинъекции ДНК в среднем в 40 оплодотворённых яйцеклеток (зигот). При необходимости получить более крупное трансгенное животное (свинью, корову или обезьяну), эта цифра растёт пропорционально весу. Ещё более усугубляет ситуацию медленная скорость воспроизводства таких видов.
Именно поэтому грызуны с их коротким циклом размножения до сих пор и удерживали лидирующие позиции в качестве модельных организмов, в частности при изучении болезней людей. К сожалению, приходится признать, что результаты таких экспериментов не всегда можно экстраполировать на человека.
Надежда на изменение ситуации и появление новых живых моделей появилась в 2013 году, когда группа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) предложила инновационный способ редактирования генов, так называемый метод CRISPR/Cas9. Основное его преимущество заключается в использовании двух настраиваемых фрагментов РНК, которые руководят ферментом Cas9. Его цель – разрыв двух нитей ДНК в месте необходимой мутации. Как видно, метод обеспечивает управляемость и точность в процессе редактирования генетической информации.
Именно этим методом воспользовалась команда китайских учёных из Центра исследования модельных животных в университете Нанкина (Nanjing University). Они проводили эксперименты с макаками-крабоедами (Macaca fascicularis). Сначала они испытали технологию на линии обезьяньих клеток и с точностью от 10 до 25% научились модифицировать три определённых гена.
Затем эти же гены были изменены в 180 зиготах, полученных от слияния сперматозоидов и яйцеклеток обезьян. 82 клетки успешно продолжили своё развитие и были имплантированы самкам, у десяти из которых развилась нормальная беременность. И вот на свет появилась первая пара детёнышей, у которых мутации сохранились в двух генах из трёх: PPAR-γ (помогает регулировать обмен веществ) и RAG1 (участвует в формировании иммунитета).
Комбинированная мутация этих генов обычно не вызывает никаких заболеваний. Хотя исследователям ещё предстоит до конца обследовать состояние детёнышей. Сами авторы говорят, что их главной целью было показать принципиальную возможность использования технологии на приматах.
Теперь учёные работают над повышением эффективности метода, чтобы увеличить процент успеха и получать больше модифицированных животных. Помимо этого они планируют использовать свою технику, чтобы смоделировать на приматах такие человеческие заболевания как аутизм и иммунная дисфункция.
Результаты исследования подробно представлены в журнале Cell.
Также по теме:
Мышиная модель подсказала эволюционный путь человека
Генно-модифицированные гусеницы сплели шёлк, светящийся в темноте разными цветами
Генетики создали гипоаллергенную корову и свиней с холестерином
Московские генетики хотят получать молоко для младенцев от трансгенных коз
Учёные работают над созданием синтетических дрожжей
Итальянские защитники животных повергли в шок передовых учёных
