Корейцы научились переключать флуоресценцию усобак
Биологи из Республики Корея поведали об успешном получении клонированной линии псов, тела которых светятся зелёным при наличии и воздействии ультрафиолета в организме вещества-выключателя. Это мелкое чудо генной инженерии — не прихоть учёных, а модель, перспективная для медицинских изучений.
Несколько генетиков под управлением Бёнчхуна Ли (Byeong-Chun Lee) из Национального университета Сеула (SNU) создала целую линию биглей с флуоресцентным трансгеном, работой которого возможно произвольно руководить путём несложного добавления препарата-тумблера в еду животного.
Предстоящее развитие этого изучения, считают экспериментаторы, окажет помощь в борьбе с болезнями человека, такими как болезни Альцгеймера и Паркинсона. «Имеется 268 недугов, собаки и которые люди разделяют между собой. Создание псов, искусственно демонстрирующих такие симптомы, имело возможность бы оказать помощь в поиске способов лечения заболеваний, которым подвержены люди», — цитирует Рейтерс Бёнчхуна Ли.
И действительно, ведь ген, вызывающий свечение собаки, в следующий раз возможно заменён геном, важным за какое-нибудь страшное заболевание. Одновременно с этим в плане моделирования заболеваний собаки ближе к людям, чем мыши, для которых процедуры внедрения трансгенов отработаны отлично.
Наличие засунутых генов у клонов исследователи контролировали различными методами, как по генетическим тестам самих псов, так и отдельных клеток, забранных у них. Для контроля такие же испытания проходили не трансгенные, самые простые псы (иллюстрация Min Jung Kim et al./Genesis).
Обращение не только об относительной близости генетики, рациона, картины протекания болезней. У больших животных несложнее отбирать жидкости и ткани для анализа, с ними легче делать разные диагностические и лечебные процедуры, напоминают биологи.
Но клонирование трансгенных животных большого размера — непростая задача. Тем серьёзнее достижение корейцев.
Их новая работа явилась развитием опыта, результаты которого были опубликованы в 2009 году. В тот раз Ли и его сотрудники создали первых в мире трансгенных псов, светящихся красным.
Но ни техника передачи чужеродного гена тогда не была отшлифована, ни руководить его экспрессией по выбору учёные не могли.
Сейчас же корейцы создали вектор на базе ретровируса, содержащий как целевой трансген, так и комплект «руководств», разрешающих руководить этим геном извне. В этом случае в роли внедряемого в собаку кода выступал ген, несущий ответственность за синтез усовершенствованного зелёного флуоресцентного белка (enhanced green fluorescent protein — eGFP).
Учёные применяли вектор для вставки гена eGFP в фибробласты зародышей собаки, ядра которых были после этого извлечены и перенесены в ооциты. Использовалась техника передачи ядра соматической клетки (somatic cell nuclear transfer), подобная той, что разрешила в том же Сеульском университете в 2005 году создать первую в мире клонированную собаку.
Подробности новой работы раскрывает статья в издании Genesis. Материал попал на обложку номера.
Эффективность всей процедуры так же, как и прежде осталась низкой, но это характерно для всего клонирования в целом. Сначала у псов было забрано 182 ооцита, из которых учёные взяли 139 эмбрионов с трансгеном. 135 из них были пересажены девяти суррогатным матерям.
Из них три забеременели и родили трёх щенков. Из этих трёх трансгенных малышей выжил один (двое из-за заболеваний не продержались и 10 дней).
А дальше и началось самое увлекательное.
Счастливчиком была самка по кличке Тхегон (Tegon), в документах фигурирующая как Tet-on eGFP 3. На снимке под заголовком она — один из двух продемонстрированных щенков (что как раз, не отмечено). В том месте ей всего три дня от роду.
Собака Tet-on eGFP 3 не показывала зелёной флуоресценции ни сразу после рождения, ни позднее. Но лишь , пока ей не начали давать заблаговременно запрограммированный «выключатель».
В его роли выступал антибиотик доксициклин, подмешиваемый в еду в низкой дозировке.
Авторы опыта говорят, что в течение 14 дней введения препарата происходила экспрессия гена eGFP на весьма большом уровне, но она возвратилась к весьма низкому уровню через 20 дней по окончании удаления доксициклина из рациона. Отличие в яркости свечения составляла десятки раз.
зелёная флуоресценция и Обычная фотография в темноте под ультрафиолетом подушечек на лапах трансгенного животного (правые три столбца). Крайняя левая пара кадров — простая контрольная собака равного возраста.
Остальные три пары (слева направо): собака перед обработкой доксициклином, ген включён (2 семь дней опыта) и ген отключён (9-я семь дней, доксициклин опять убран из еды). По большому счету же у генетически поменянной псины флуоресцентное свечение наблюдалось по всему телу (фото Min Jung Kim et al./Genesis).
Создание Тхегон и произвольное управление её флуоресценцией (другими словами практически работой целевого трансгена), по словам Бёнчхуна, «открывают новые горизонты в медицине и генной инженерии».
Но ещё более многообещающим представляется тот факт, что Tet-on eGFP 3 благополучно выросла, не выказав никаких неприятностей со здоровьем, и принесла потомство, которому удачно передала ген eGFP и целый сопутствующий ему генетический «инструктаж».
Повзрослевшая Тхегон (она же «третий клон», Tet-on eGFP 3) и её потомство (фото Min Jung Kim et al./Genesis).
Тхегон родила четырёх щенков (одного самца и трёх самок). У трёх из них разные способы секвенирования продемонстрировали наличие гена зелёного флуоресцентного белка.
Лишь у одной самки ген не идентифицировали.
И ген данный трудился, совершенно верно как и было задумано. Давать антибиотик крохам биологи не стали, но у них забрали пробы клеток, каковые культивировали в чашке Петри.
Клетки исправно включали зелёную флуоресценцию в присутствии доксициклина в собственной среде.
Получается, что внедрённый когда-то в исходную клетку клона «комплект руководств» стабильно закрепился в геноме данной линии биглей. Необходимо ли растолковывать, как возможность аналогичной передачи сконструированного кода по наследству удобна для целей моделирования болезней?
