ГЕНЕТИКА - Підручник - А.В. Сиволоб - 2008

РОЗДІЛ 9. Генетична інженерія і методи молекулярної генетики

ГЕНЕТИЧНА ІНЖЕНЕРІЯ ТВАРИН

Генетично модифікованих тварин отримують за допомогою мікроін'єкції ДНК у запліднену яйцеклітину; уведення генетично модифікованих ембріональних стовбурових клітин в ембріон на ранніх стадіях розвитку; пересадження генетично-модифікованих ядер соматичних клітин в енуклейований овоцит. Після введення ДНК яйцеклітини, бластоцити чи овоцити імплантують мікрохірургічним шляхом у "сурогатну" матір (рис. 9.11).

Після народження тварин їх ідентифікують на наявність трансгену за допомогою ПЛР і гібридизації за Саузерном (у середньому на 100 вагітностей отримують одну трансгенну тварину). Щоб визначити, чи знаходиться трансген у клітинах зародкової лінії тварин, трансгенну тварину схрещують із звичайними. Далі можна схрещувати нащадків для отримання чистих трансгенних ліній: увесь процес є досить тривалим - наприклад, для отримання невеликої групи транс- генних кіз потрібно півтора року.

Рис. 9.11. Шляхи отримання трансгенних тварин

Процес пересадження ядер соматичних клітин в енуклейовані яйцеклітини називають також клонуванням (отримання генетично однорідного потомства від однієї родоначальної клітини). Для клонованих тварин характерний високий рівень пре- і постнатальної смертності, а також поява різних аномалій, що пов'язують з епігенетичною спадковістю. Отже, хоча роботи з клонування тварин мають вагомий науковий інтерес, їхня практична цінність наразі залишається невисокою.

Незважаючи на деякі успішні спроби, загалом поки що не вдалося отримати вражаючих результатів щодо збільшення швидкості росту сільськогосподарських тварин, підвищення надоїв і поліпщення якості продукції методами генетичної інженерії. Але використання трансгенних тварин - кіз, овець, свиней, кролів - як біореакторів розвивається досить інтенсивно (відповідні методики генетичної модифікації відпрацьовують зазвичай на мишах). Синтез необхідних для медицини білків (які виділяються трансгенною твариною просто в молоко) в організмі ссавців позбавлений усіх недоліків отримання рекомбінантних білків в культурах бактерій і навіть рослинах: системи посттрансляційних модифікацій є практично ідентичними в усіх ссавців. Перелік трансгенних лікарських білків, що їх сьогодні отримують із молока, уже досить великий. Це фактори згортання крові, фібриноген, α-1-антитрипсин, колаген, інтерферони, α-глюкозидаза, кальцитонін, лактоферин і багато інших. Запропоновано навіть спеціальний термін "фармінг" для позначення процесу отримання з молока свійських тварин аутентичних білків людини та фармацевтичних препаратів. Біореакторами можуть бути також курячі яйця. Уже отримано модифікованих птахів, що відкладають яйця, які містять деякі білки людини.

Важливим напрямком є також створення трансгенних тварин як генетичних моделей спадкових захворювань людини. Після установлення гена, імовірно відповідального за дане захворювання, можна створити два типи модельних тварин: це миші з функціональним трансгеном і миші, в яких функція даного гена втрачена. Перший тип - це класичні трансгенні миші, у геном яких уведено ген людини, відповідальний за конкретне захворювання. Якщо схильність до захворювання залежить від наявності в геномі одного з багатьох алелів, то створюються лінії трансгенних мишей, що несуть різні алелі даного гена. На цих моделях можна досліджувати вплив кількості копій гена та рівня його експресії на прояв захворювання, а також розробляти нові методи лікування. Другий тип модельних

тварин - це миші, у котрих вимкнено ген (генний нокаут), аналогічний тому, який викликає дане захворювання в людини. На такій моделі досліджують конкретні функції генів, що особливо важливо для аналізу причин мультигенних захворювань.