Трансгенные животные

Эксперименты по генетической модификации животных требуют значительных затрат времени. Тем не менее, трансгеноз стал мощным инструментом для исследования молекулярных основ экспрессии генов млекопитающих и создания модельных систем, позволяющих изучать болезни человека.

Введение чужеродной ДНК в животные клетки можно осуществить либо физическими методами (микроинъекция, электропорация, слияние липосом), либо при помощи вирусных векторов.

Для изучения экспрессии перенесенных генов в лабораторных условиях используют животные клетки, выращенные в культуре перевиваемых клеточных линий. Такие линии, полученные из эмбрионов грызунов, почек и опухолей обезьян и человека, широко используются в экспериментах с рекомбинантной ДНК.

Стратегия получения трансгенных животных состоит в следующем:

1. Клонированный ген в составе вектора вводят в ядро оплодотворенной яйцеклетки.

2. Инкубированные оплодотворенные яйцеклетки имплантируют в реципиентную женскую особь.

3. Отбирают потомков, которые содержат клонированный ген во всех клетках.

4. Скрещивают животных, которые несут клонированный ген в клетках зародышевой линии, и получают новую генетическую линию.

Далее представлены основные схемы получения трансгенных животных.

1. Вектором на основе ретровируса животных инфицируют 8-ми клеточный эмбрион, который потом имплантируется в самку. Этот способ трансформации считается наиболее эффективным.

2. Трансгенную конструкцию вводят путем микроинъекции в мужской пронуклеус оплодотворенной яйцеклетки, которая затем переносится в «суррогатную мать».

3. Стволовые клетки модифицируются в культуре, после чего их вводят в эмбрион на стадии бластоцисты.

4. Перенос гена осуществляют при помощи дрожжевых хромосом (YАС), что позволяет переносить несколько генов вместе с их собственными регуляторными последовательностями.

Схема получения трансгенных животных путем микроинъекции ДНК представлена на рис. 2.

 

 

Приготовление раствора ДНК для микроинъекций

Подготовка доноров и извлечение эмбрионов

Визуализация пронуклеусов в эмбрионах животных и микроинъекция ДНК

Пересадка инъекцированных эмбрионов в яйцеводы Или (после промежуточного культивирования) в матку синхронизированных реципиентов

Доказательство интеграции у родившихся потомков и исследование экспрессии трансгена на уровне транскрипции (иРНК) и трансляции (протеин)

Получение трансгенных потомков

 

Рис.2. Схема получения трансгенных животных

 

Кроме создания новых пород крупного рогатого скота с улучшенными ростовыми характеристиками и повышенной устойчивостью к болезням, можно использовать животных в качестве «биофабрик» для получения терапевтически важных белков, секретируемых в молоко. К числу таких белков относятся лактоферрин, интерлейкины, урокиназа и др.

Сегодня с генной инженерией связывают возможность решения многих насущных вопросов:

- возможность точной диагностики и лечения многих заболеваний;

- повышение урожайности сельскохозяйственных культур путем создания растений, устойчивых к неблагоприятным факторам среды и вредителям;

- создание микроорганизмов, продуцирующих различные химические соединения и лекарственные препараты;

- создание пород животных с улучшенными признаками;

- переработка отходов.