Создание и применение трансгенных животных

Учебные материалы по биологии / Генная инженерия / Создание и применение трансгенных животных

Страница 1

На протяжении тысячелетий человек создавал новые породы животных, совершенствуя методы традиционной селекции. Для получения улучшенных генетических линий подобным образом требуется проведение множества раундов скрещиваний и отбора, каждый раз используя в качестве производителей животных наилучшими характеристиками. В результате подобных манипуляций со временем можно получить более или менее чистые линии высокопродуктивных пород животных. Данная стратегия считается весьма успешной, однако она требует больших временны́х и материальных затрат. Кроме того, после того, как улучшенная генетическая линия получена, вводить новые признаки методом скрещиваний и отбора становится затруднительно, поскольку могут быть утеряны ранее приобретенные полезные признаки, а также приобретены «вредные» гены, ухудшающие породу. Для преодоления этих затруднений необходима абсолютно новая стратегия, каковая и была разработана в рамках генной инженерии.

Идея генетического изменения животных путём введения в их геном нужной человеку генетической информации была впервые реализована в 80-х годах ХХ столетия. С тех пор животные, чей геном был трансформирован, называются трансгенными, а сам процесс их получения называется трансгенной технологией или трансгенозом.

В общих чертах новые генетически трансформированные линии (породы) животных получают по следующей схеме, разработанной на мышах:

) клонированный ген вводят в ядро оплодотворённой яйцеклетки;

2) трансформированные оплодотворённые яйцеклетки имплантируют в реципиентную женскую особь (успешное развитие эмбриона млекопитающих в иных условиях невозможно);

) отбирают потомков, родившихся из имплантированных яйцеклеток, которые содержат клонированный ген во всех клетках;

) скрещивают между собой трансгенных животных и получают новую генетическую линию.

Трансгенные технологии разрабатывались и совершенствовались на лабораторных мышах. Трансгенные мыши сыграли свою роль в исследовании возможности синтеза лекарственных веществ, а также в моделировании различных генетических болезней человека, что необходимо при выработке стратегий борьбы с этими заболеваниями.

Так, трансгенные мыши использовались при изучении секреции белка CFTR, нарушения в котором приводят к возникновению муковисцидоза. Муковисцидоз - это распространённая генетическая болезнь, поражающая в странах Европы одного из 2500 новорожденных. Болезнь возникает вследствие мутации в гене CF, кодирующем белок CFTR, который в норме служит каналом для ионов хлора, проходящих через клеточную мембрану. В результате блокирования этого потока в некоторых органах, особенно в лёгких и поджелудочной железе, начинает скапливаться слизь, которая становится источником тяжёлой бактериальной инфекции. Загустевшая слизь забивает протоки, нарушается нормальная работа органов и симптомы муковисцидоза усиливаются. Продолжительность жизни больных муковисцидозом в настоящее время составляет 25-30 лет. Для изучения действия белка CFTR необходимо получить его в достаточном количестве. Для этого были получены трансгенные линии мышей, несущих ген CF под контролем регуляторных последовательностей гена β-казеина - одного из белков молока. В результате, в молоке трансгенных мышей содержался белок CFTR в форме, позволяющей его экстракцию.