Эксперимент ради будущего: зачем российские ученые клонировали теленка?
Российские ученые впервые клонировали теленка. Животному сейчас уже год. В чем цель эксперимента и какие возможности открывает перед человечеством генное редактирование, телеканалу «МИР 24» рассказал молекулярный биолог, директор Института функциональной геномики МГУ им. Ломоносова, доцент Сколтеха Петр Сергиев.
- Можно ли считать эксперимент завершенным?
Петр Сергиев: Этот эксперимент предварительный. Теленок хоть и клонированный, но его геном еще не редактированный. Наша часть работы была в том, чтобы редактировать геном клеток теленка. Наши коллеги из Всероссийского института животноводства клонировали теленка, показали, что можно его вырастить, пересадив ядро обычной клетки в яйцеклетку. Теперь дело за тем, чтобы объединить два этапа и получить теленка с отредактированным геномом. Это пока еще дело будущего.
- Какую работу проделала именно ваша лаборатория?
Петр Сергиев: Наша задача была связана с редактированием генома. Мы на тех же клетках, с которыми наши коллеги делали клонирование, изменили геном, чтобы инактивировать ген основного аллергена коровьего молока – бета-лактоглобулина. Мы показали, что это вполне возможно, и уже на следующем этапе можно будет получить корову, которая будет давать гипоаллергенное молоко.
Помимо практической задачи это была и методологическая задача, чтобы отработать технику, методику, чтобы можно было получать какие угодно изменения в геноме коровы.
- Какое значение это имеет для биологии как науки?
Петр Сергиев: Задача основная в том, чтобы понять функцию генов. Теленок – это методика, чтобы изменять геномы крупных животных. В основном, наша лаборатория работает с мышами – это просто и гораздо быстрее, чем с крупными животными. Корова – это, скорее, эксперимент очень наглядный для широкой публики с практической пользой. Для фундаментальной науки, в основном, мы используем мышей, потому что довольно накладно и долго изучать функции генов на коровах.
Сейчас очень романтическое время биологии генома, фукнциональной геномики – это время сродни эпохи великих географических открытий, потому что основные очертания мира уже известны, функция большей части генов млекопитающих известна, остаются тысячи генов, функция которых не ясна, ими никто не занимается.
Из 20 тыс. генов, входящих в наш геном, про многие тысячи неизвестно ничего. Мне кажется, в течение десяти лет биология выйдет на понимание функции каждого из генов и это позволит перейти уже на новый этап возможного конструирования животных по нашей необходимости и воле.
- С биологической точки зрения клонированный организм – это абсолютная копия родного?
Петр Сергиев: Клонирование создает организм с тем же самым геномом. Могу появляться какие-томутации в клетках, пока организм растет, во-вторых, мы не можем клонировать, например, память животного. Геном – это не значит, тчо мы можем перенести в другой организм воспоминания, опыт, которые животное пережило. Геном – это только геном. Есть однояйцевые близнецы. У них идентичные геномы, но это разные люди, так и с клонированием животных.
- Клонирование можетс пасти некоторые виды животных от вымирания?
Петр Сергиев: Да, безусловно. На уровне вида такая мысль, конечно, есть. В МГУ есть биодепозитарий, называемый «Ноевым ковчегом». Сейчас это практически устоявшееся название. И там сохраняются геномы очень многих видов. Одной из идей служит как раз некий запасник разнообразия биосферы, чтобы потом можно было восстановить ее, какие-то виды, но это достаточно экзотическая идея, не хочу сказать, что это сейчас уже возможно для каких-то крупных животных.
- Клонирование вымерших животных?
Петр Сергиев: Сейчас пока речь идет о том, что запасается информация о геномах существующих животных, потому что у вымерших геном взять нельзя. Есть методологии, которые позволяют у ископаемых остатков отсеквенировать последовательность генома, но это для животных, которые вымерли не очень давно. Для древних людей тоже такие производятся опыты.
- Об идее клонирования вымерших животных говорить не приходится?
Петр Сергиев: Идея очень интересная, но, мне кажется, пока было бы преждевременно говорить о том, что это возможно. Может быть, в будущем это будет возможно. С динозаврами проблема гораздо больше, чем с мамонтами, потому что есть хорошо сохранившиеся остатки мамонтов (все знают про мамонтенка Любу, который был найденв России), а для динозавров хорошо сохранившихся останков с сохранившейся ДНК пока не найдено.
- Можно ли с помощью генной инжерении улучшить человека?
Петр Сергиев: Я бы разделил вопрос на несколько составляющих. Есть генетичесик обусловленные заболевания, где достаточно понятно, что поломка мутации в том или ином гене наверняка приводит к заболеванию. Теоретически с помощью генной терапии можно было бы вылечить такого рода заболевания. Но тут тоже вопрос технологии.
Если у человека достаточно внедрить ген в небольшую часть клеток, и этого будет хватать, то такое генетическое заболевание, скорее всего, можно вылечить. Если нужно поменять геном во всех клетках человека, то это пока невозможно. Что касается того, чтобы улучшить человека, то мы не знаем, как это сделать. Человек достаточно совершенен, и пока еще большая опасность навредить, чем улучшить. К этим идеям надо подходить с большой долей осторожности.
Первый клонированный теленок в России открыл дорогу к генно-модифицированному скоту
Ученые из ВНИИ животноводства имени Л. К. Эрнста, Сколтеха, МГУ и их коллеги получили первого в России жизнеспособного клонированного теленка — ему уже исполнился год. Параллельно коллективу удалось провести в лаборатории нокаут генов белка бета-лактоглобулина, который ответственен за аллергию на молоко у людей. Эксперимент — это шаг на пути к получению генно-модифицированных коров с гипоаллергенным молоком.
Исследование опубликовано в журнале Doklady Biochemistry and Biophysics. Коллектив под руководством Галины Сингиной из ВНИИ животноводства имени Л. К. Эрнста клонировал теленка при помощи технологии переноса ядра соматической клетки, используя эмбрионные фибробласты в качестве доноров ядер. Технология подразумевает замену ядра яйцеклетки ядром из обыкновенной клетки другой особи. В результате получается эмбрион, который переносится в матку коровы и ей вынашивается.
Хотя в России ГМО-мыши пока не получили широкого распространения, во многих странах они стали привычным делом. Но редактирование генома других видов, как отмечает один из авторов исследования, доцент Сколтеха Петр Сергиев, остается дорогостоящим и сопряжено с трудностями по части выведения и разведения животных. Мыши в этом смысле имеют ряд преимуществ, в числе которых короткая, трехнедельная беременность. Кроме того, лаборатории по всему миру десятилетиями работают с мышами, поэтому накоплен большой опыт обращения с ними.
«Так что разработка методологии получения скота с гипоаллергенным молоком — это не только необходимость с точки зрения сельского хозяйства будущего, но и попросту классный проект», — комментирует исследование Сергиев. «Клонированная телка весом 63 килограммов родилась 10 апреля 2020 года. Теперь, в возрасте более года, это уже взрослая особь весом 410 кило с регулярным репродуктивным циклом.
Первый год мы держали ее с матерью в отдельном помещении, но с мая перевели на ежедневный выпас вместе с остальными коровами института. Потребовалась некоторая адаптация, но она прошла быстро», — рассказывает Галина Сингина. Сергиев поясняет, что клонирование коровы — первая фаза эксперимента, итогом которого должно стать получение генно-модифицированной особи.
Так ученые убедились, что методология отлажена, прежде чем имплантировать ГМО-эмбрионы. При помощи технологии CRISPR/Cas9 (Нобелевская премия 2020 года) коллективу уже удалось «выключить» гены PAEP и LOC100848610, которые отвечают за производство бета-лактоглобулина в организме коров. Полученная линия генетически модифицированных эмбрионных фибробластов будет использоваться качестве доноров для переноса ядра соматической клетки при клонировании.
Бета-лактоглобулин, основной аллерген в составе коровьего молока, — непростая мишень, поскольку за него в геноме коровы отвечают по две копии сразу двух генов. Коллективу удалось деактивировать три копии из четырех, но, по словам Сергиева, этого достаточно для дальнейшего выведения «идеального» животного традиционной селекцией.
В рамках подготовки к следующей стадии эксперимента ученые выращивают стадо на несколько десятков коров, которые будут вынашивать ГМО-телят. «Поскольку стопроцентной гарантии в таком процессе нет, приходится бросать кости многократно, что весьма дорого», — отмечает Сергиев.
«Я думаю, эта работа заложит методологическую основу для генной инженерии скота в России, после чего появятся более сложные задачи. Например, сделать так, чтобы коровы вырабатывали некоторые белки, которые они в норме не вырабатывают. Это может иметь приложения в биотехнологиях», — заключает ученый.
Материалы публикуемые на "НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ" это интернет обзор российских и зарубежных средств массовой информации по теме сайта. Все статьи и видео представлены для ознакомления, анализа и обсуждения.
Мнение администрации сайта и Ваше мнение, может частично или полностью не совпадать с мнениями авторов публикаций. Администрация не несет ответственности за достоверность и содержание материалов,которые добавляются пользователями в ленту новостей.
