В Южной Корее родились два генетически модифицированных лабрадора с пониженным риском развития дисплазии тазобедренного сустава. Это результат эксперимента генетиков, которые совместили два метода: клонирование и примированное редактирование генома. Они рассчитывают, что таким образом можно будет избавить породистых животных от мутаций, которые накопились в их геноме за время селекции. Работа опубликована в журнале Scientific Reports.
Недавно мы рассказывали о том, как корейские ученые совместили генетическое редактирование и клонирование — и получили собак-биглей, на которых можно моделировать развитие болезни Паркинсона. Для этого им понадобилось разработать собственную методику, потому что раньше клонирование и редактирование проводили в разных поколениях.
Ученые из Национального Университета Чхуннама под руководством Ким Мин Гю (Min-Kyu Kim) придумали, как сделать это быстрее. Они забрали клетки у зародыша бигля, вырастили их в культуре и отредактировали их с помощью системы CRISPR/Cas9. При этом они внесли мутацию в нужный ген, а заодно встроили в клетки бигля зеленый флуоресцентный белок — как показатель того, что клетка отредактирована. Затем они взяли яйцеклетки у собак-доноров, удалили из них ядро и, приложив ток, заставили слиться с отредактированными клетками. Получились яйцеклетки с отредактированными ядрами.
Их заставили развиваться, а образовавшихся зародышей подсадили взрослым самкам. В результате на свет появились два бигля: оба они были клонами, потому что получились из одной клеточной культуры, и оба они были отредактированы — они несли мутацию в нужном гене и светились зеленым светом в ультрафиолете.
Теперь та же самая команда исследователей опробовала новую разновидность этого метода. Они решили совместить клонирование с более сложной модификацией — праймированным редактированием. Этот метод отличается от классических «молекулярных ножниц» тем, что в состав системы редактирования входят обратная транскриптаза и РНК-копия гена с нужной мутацией. Транскриптаза использует матрицу РНК, чтобы построить ДНК, и таким образом «вписывает» в геном новый вариант гена. А белки системы репарации вырезают старый вариант. Такая технология позволяет не просто вырезать участок ДНК, как делает классическая система CRISPR/Cas9, а заменить конкретную последовательность на новую.
В качестве объекта редактирования ученые выбрали лабрадоров-ретриверов. А в качестве мишени — межгенный участок на хромосоме 4. На нем находится однонуклеотидная вариация BICF2S23030416, которую связывают с развитием дисплазии тазобедренного сустава — распространенной проблемы многих крупных пород.
Так же, как и в предыдущем эксперименте, авторы работы собрали вирусный вектор со всеми компонентами системы редактирования и геном зеленого флуоресцентного белка. Они взяли фибробласты из уха лабрадора, который уже страдал дисплазией и нес в своей ДНК нужную мутацию. Потом в эти фибробласты ввели вектор — и проверили, что одну из копий участка получилось отредактировать: в отсеквенированном геноме клеток в нужной позиции встречался как цитозин (старая версия, мутантная), так и тимин (новая версия, здоровая).
Затем отредактированные клетки слили с яйцеклетками без ядра и получили 18 эмбрионов. Двое из них дожили до появления на свет и превратились в щенков-лабрадоров. Оба несли в своих клетках смесь мутантных и здоровых копий и светились под ультрафиолетом. Лишних мутаций (по крайней мере в тех местах, где, по прогнозам исследователей, они могли бы появиться) ученые у щенков не обнаружили.
Авторы работы не сообщили ничего о том, развилась ли у отредактированных лабрадоров дисплазия тазобедренного сустава — возможно, дело в том, что пока щенки еще слишком маленькие. Тем не менее исследователи признают, что полностью вылеченными их считать еще нельзя. С развитием этой патологии связывают еще по меньшей мере 24 разные точечные мутации. Поэтому, считают они, чтобы вывести породу без предрасположенности к дисплазии, придется провести еще несколько раундов редактирования.
Мы рассказывали о самых разных созданиях, на которых ученые отрабатывают системы генетического редактирования. Например, ящериц и опоссумов они превратили в альбиносов. А не так давно впервые получилось отредактировать геном клеща.
Полина Лосева
Такой механизм может объяснять появление многоклеточности
Исследование финских ученых показало, что снижение экспрессии белка теплового шока 90 (Hsp90) через дестабилизацию циклинзависимой киназы Cdc28 приводит к задержке митоза и длительному поляризованному росту клеток. По мнению исследователей, такая модуляция фолдинга белков могла лежать в основе повышенной биофизической прочности при появлении многоклеточных организмов. Результаты исследования опубликованы в Science Advances.