В Южной Корее снова отредактировали собак. Теперь — чтобы укрепить лабрадорам бедра

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