Редактирование эмбриона бычка превратит половину его женских потомков в самцов
Генетикам удалось отредактировать эмбрион быка таким образом, чтобы в его потомстве доминировали самцы, чего достигли при помощи направленной вставки трансгена. Ген SRY был вставлен в 17 хромосому, что должно заставить как минимум половину эмбрионов с генотипом XX развиваться по мужскому пути. Доклад был представлен 23 июля на встрече Американского общества наук о животных.
Современное животноводство почти везде отошло от содержания вольных стад с естественной популяцией, часть которой отправляется на мясо, а часть производит молоко. Вместо этого существуют раздельные индустрии, две самые крупные из которых мясная и молочная. Животные в них размножаются почти исключительно искусственно, а потому половой баланс рождаемых телят было бы выгодно подчинить человеку. Для мясной промышленности более ценны быки, поскольку они эффективнее набирают массу при потреблении тех же калорий, а их мясо вкуснее и может использоваться для изготовления дорогих стейков. Однако от природы соотношение мужского и женского потомства у коров примерно равно.
У большинства млекопитающих в нормальной ситуации самцы обладают половыми хромосомами XY, а самки — XX. Строго говоря, важна не сама по себе Y, а наличие на ней гена SRY, ответственного за мужское развитие. Если SRY будет на любой другой хромосоме, эмбрион станет самцом. Например, подобная картина наблюдается у людей с синдромом де ля Шапеля, которые обладают женским генотипом XX, но мужским организмом, что считается патологией, поскольку неизбежно ведет к бесплодию. Подробно о том почему пол не всегда определяется набором хромосом читайте в материале «Легко ли стать мужчиной».
Джои Оуэн (Joey Owen) из Калифорнийского университета и ее коллеги решили добиться более выгодного полового баланса коров. Сначала они пытались пересадить ген SRY в X хромосому, что привело бы к потомству, состоящему только из самцов. После того, как это не удалось, исследователи выбрали другую хромосому, 17 — авторы утверждают, что это самый безопасный и надежный вариант.
Как правило, для направленной вставки трансгена используют процесс гомологической рекомбинации в соматических клетках с последующим клонированием — иными словами, проводят операции не с самим эмбрионом, а с клеточной культурой, ядра из которой затем подсаживают в яйцеклетку. Здесь же ученые вводили реагенты CRISPR/Cas9 и донорские HMEJ-векторы непосредственно в зиготу (первую стадию эмбриона) спустя 6 часов после оплодотворения.
В результате родился бычок Cosmo, в потомстве которого, по расчетам авторов исследования, должно быть примерно 75 процентов быков. Это происходит из-за того, что при скрещивании с обычными коровами ген SRY будет наследоваться не каждый раз, а только в половине случаев. В итоге из потомства половина будет природными быками с генотипом XY, а 25 процентов будут нести генотип XX, но иметь организм самцов. Стоит добавить, что ни Cosmo, ни его ближайшие потомки не окажутся в мясной лавке: правила для генетически модифицированного мяса очень строги, и его выпустят на рынок только после многочисленных проверок и сертификаций.
Продукты из ГМО не несут никакого вреда, зато обладают многими достоинствами. Например, благодаря ей телята стали устойчивыми к туберкулезу, лишились рогов, а рис, который не боится вредителей, не потерял в урожайности.
Василий Зайцев
Также на когнитивное снижение повлияли варианты Гена APOE: аллель APOE4 его ускорила, а аллель APOE2 — замедлила
Исследователи из Колумбии и США изучили, как генотип аполипопротеина и годы образования влияют на когнитивные функции при наследственной болезни Альцгеймера. Выяснилось, что у носителей мутации PSEN1 E280A, связанной с семейной болезнью Альцгеймера, когнитивное снижение наступает раньше и развивается быстрее, если у них в то же время есть аллель APOE4, а у таких же носителей, но с аллелью APOE2, это снижение происходит медленнее. Также более медленное снижение когнитивных способностей было характерно для пациентов, которые больше лет жизни потратили на учебу, — и это к тому же ослабляло влияние особенно опасных вариантов APOE. Результаты опубликованы в Nature Communications. При семейной или наследственной болезни Альцгеймера (БА) когнитивный спад наступает рано и за несколько лет прогрессирует до слабоумия. Семейную болезнь Альцгеймера вызывают некоторые мутации, например, мутация E280A в гене мембранного белка пресенелина PSEN1. Еще один ген, влияющий на развитие и течение БА — ген белка аполипопротеина Е (APOE). Разные варианты этого гена связаны с большим или меньшим риском спорадической (ненаследственной) болезни Альцгеймера: аллель APOE4 повышает риск, а аллель APOE2 снижает его. О том, как варианты APOE влияют на развитие семейной БА известно мало. Одно небольшое исследование показало, что деменция у носителей мутации PSEN1 E280A наступает раньше, если у них есть аллель APOE4. Другое исследование не обнаружило влияния APOE4, но выявило, что аллель APOE2 задерживает клиническое начало заболевания примерно на 8 лет. Кроме того, на развитие БА влияют другие факторы: образ жизни, социально-экономические условия и другие показатели здоровья. Стефани Лангелла (Stephanie Langella) из Гарвардской медицинской школы вместе с коллегами из Колумбии и США решила выяснить, как варианты APOE и количество лет учебы влияют на когнитивные показатели пациентов с наследственной БА (исследователи не выделяли отдельно высшее образование или ученую степень, а смотрели именно на число лет, уделенных образованию). Для этого они проанализировали данные 675 носителей мутации E280A и 594 пациентов, у которых этой мутации не было. Носители и неносители мутации были членами одних и тех же семей. Ученые сравнивали баллы пациентов в краткой шкале оценки психического статуса (MMSE), которую используют для диагностики клинических проявлений деменции. Баллы MMSE у носителей и неносителей мутации PSEN1 E280A начинали различаться уже в возрасте 31,5 года — с этого момента когнитивные показатели носителей снижаются намного быстрее. У пациентов с мутацией E280A, у которых также была аллель APOE4 (141 человек), клиническое начало БА было более ранним, а у пациентов с мутацией E280A, но без аллели APOE4 (534 человека) — наоборот, наступало позже. Расхождения начинались в возрасте 44,3 лет — как раз во столько появляются первые признаки болезни Альцгеймера у пациентов с наследственной формой. Другая аллель, APOE2, напротив, была связана с более медленным когнитивным снижением в группе носителей PSEN1 E280A. А вот когнитивные траектории пациентов без мутации E280A были примерно одинаковыми и не зависели в от варианта APOE. Также исследователи обнаружили, что возраст начала клинических проявлений БА у пациентов с мутацией PSEN1 E280A зависел от количества лет, которые они потратили на учебу. Их когнитивные показатели снижались тем медленнее, чем больше они учились, — и это проявлялось особенно сильно у носителей аллели APOE4 и неносителей APOE2. То есть отрицательный эффект аллели APOE4 ослаблялся. Почти то же было и с неносителями мутаций, связанных с БА: более долгая учеба была связана с более высокими баллами MMSE, но здесь варианты APOE роли не играли. Пока не ясно, как именно аллель APOE4, связанная с большим риском, ухудшает течение семейной болезни Альцгеймера, и как другая аллель — APOE2 — от нее защищает. Но, как видно, большая продолжительность учебы снижает дополнительный риск. А иногда от вредного действия мутаций защищают другие мутации. Недавно исследователи обнаружили мутацию, которая отсрочила развитие семейной болезни Альцгеймера у мужчины. Это был редкий вариант гена RELN — H3447R или RELN-COLBOS. Клинические проявления начались у пациента почти на 20 лет позже обычного. Мужчина был не первым счастливчиком: до этого подобный случай был с женщиной, у нее мутация была как раз в гене APOE.