No Image

Светящиеся коты генная инженерия

СОДЕРЖАНИЕ
1 просмотров
10 марта 2020

24 хвоста могут удивлять вас 24 часа в сутки

29.08.2017

«Единственное, чему научила меня моя долгая жизнь: что вся наша наука перед лицом реальности выглядит примитивно и по-детски наивно. И всё же, это самое ценное, что у нас есть.» (Альберт Эйнштейн)

«Пределы наук походят на горизонт: чем ближе подходят к ним, тем более они отодвигаются.» (Пьер Буаст)

«Придет время, когда наука опередит фантазию.» (Жюль Верн)

Хорошо это или плохо — покажет время, но мы живем в век стремительно развивающейся генной инженерии , которая творит такие чудеса, которые порою далеко опережают идеи самых дерзких фантастов.

Ученые генетики научились виртуозно видоизменять и даже комбинировать ДНК, и в результате, мир увидел абсолютно новые и невероятные генетически модифицированные организмы или ГМО, которые давно уже стали частью нашей с вами повседневной жизни.

Каждый день мы едим самые разнообразные генномодифицированные продукты (кукурузу, соевые продукты, зерновые, многие овощи и фрукты), и остается только надеяться, что они действительно безопасны для нашего здоровья, и особенно — для здоровья будущих поколений.

Только недавно я писала о первой клонированной генномодифицированной собаке (бигле), созданной в Китае, и о том, что в Поднебесной надеются решить проблему дефицита говядины на внутреннем рынке путем клонирования одного миллиона животных каждый год! Ох, предчувствую я скоро эти клон-бифштексики и на нашем рынке тоже.
А в данной статье хочу вас познакомить даже с более ранними генетическими экспериментами, в результате которых человечество увидело совершенно сказочных кошек, светящихся в темноте!

В 2007 году в Южной Корее генетики из национального университета Гьеонсан (Gyeongsang National University) клонировали трех кошек с модифицированной ДНК (с геном, отвечающим за выработку белка, флуоресцирующего красным светом — RFP).

При дневном свете клонированные животные выглядели, как обыкновенные кошки. Зато при облучении их ультрафиолетовыми лучами в темноте, удивительные создания светились красным светом.

Флуоресцентный ген внедрялся в ДНК кошки как биомаркер, чтобы получить подсветку тканей и следить за внедрением других активных генов и клеток.

Южнокорейские генетики под руководством эксперта по клонированию Кона Иль-Кына (Kong Il-keun) взяли клетки кожи матери-кошки и изменили их гены с помощью вируса. Затем трансплантировали измененные гены в яйцеклетку и внедрили в матку ангорской кошки-донора. Две клонированные кошки выжили, а один клон родился мертвым (хотя и в его органах присутствовал светящийся белок).

« Данная технология позволит в будущем клонировать животных, страдающих от тех же заболеваний, что и человек, возможно, вылечить их, а значит, со временем вылечить и самого человека », — прокомментировал уникальные результаты ведущий исследователь Кон Иль-Кын.

«Впервые в мире мы смогли клонировать кошек с красным флуоресцентным белком. То, что нам удалось клонировать кошку с изменёнными генами, открывает новые возможности для создания методов лечения наследственных генетических заболеваний человека», — сказал представитель министерства науки и техники Южной Кореи.

Дело в том, что у кошек встречается около 250 видов генетических отклонений, что и у людей.

Исследование трансгенных кошек было продолжено в 2011 году группой американских биологов под руководством Эрика Пейшла (Eric Poeschla) из Медицинской школы клиники Майо в Рочестере.

Американские ученые вывели трансгенных кошек — носителей 2 важных генов: обезьяньего гена устойчивости к вирусу иммунодефицита и гена зеленого флюоресцентного белка (green fluorescent protein, GFP).

Читайте также:  Podenco ibicenco

Glow in the dark cat

Домашние кошки нередко (до 4.5%) страдают от вируса иммунодефицита кошек (ВИК, англ.FIV), который родственный вирусу иммунодефицита человека (ВИЧ, англ. AIDS). Очень часто вирусом ВИК болеют дикие представители кошачьих. Однако кошки умирают от СПИДА гораздо реже, чем люди.

У человека и кошки белки, называемые факторами ограничения, которые борются с вирусными заболеваниями, беззащитны перед ВИЧ и ВИК. С учетом того, что геномы людей и кошек совпадают примерно на 90%, при этом люди не восприимчивы к ВИК, (так же как и кошки не заражаются человеческим ВИЧ), ученые полагают, что возможен генетический обмен между людьми и кошками.

В процессе экспериментов в геном кошек были внедрены 2 новых гена: обезьяний ген устойчивости к вирусу иммунодефицита TRIMcyp (от макак-резусов) и ген зеленого флюоресцентного белка (GFP, от морской медузы).
Ген GFP был впервые выделен учеными из ДНК морской медузы в 1994 году, а в 2008 году за это открытие американскому биологу Мартину Чалфи (Martin Chalfie) была присуждена Нобелевская премия по химии. Ученые с помощью данного гена получали светящихся бактерий, рыбок, мышей, кроликов, свиней и даже собак. Пейшла и его коллеги вывели трансгенных кошек, которые светились зеленым при освещении ультрафиолетом.

В своих экспериментах ученые использовали GFP в качестве биологического маркера — индикатора успешности «пересадки» другого гена — обезьяньего гена устойчивости к вирусу иммунодефицита.

Для этого они через очень тонкую иглу вводили в кошачьи яйцеклетки и сперматозоиды ретровирус TSinG, в который и был встроен этот ген.

Затем ученые оплодотворили полученные яйцеклетки, вырастили несколько эмбрионов и поместили их в утробу пяти кошек. Через несколько недель две суррогатных матери родили трех здоровых котят — двух мальчиков и одну девочку. Три других кошки либо не приняли чужой эмбрион, либо потеряли его через несколько недель после имплантации яйцеклетки.
Как отмечали ученые, ген флуоресценции GFP и ген TRIMcyp правильно «встроились» во все клетки котят — тело и шерсть животных светились зеленым светом при облучении ультрафиолетом, а ген устойчивости к вирусу иммунодефицита присутствовал в геноме каждого кота и кошки.
Биологи взяли несколько образцов клеток «зеленых» котят и заразили их кошачьим вирусом иммунодефицита. Эти клетки показали частичную устойчивость к вирусу иммунодефицита.

Затем генетики продолжили эксперимент, скрестив светящихся кошек между собой. Новое поколение котят сохранило все признаки, которыми обладали их трансгенные родители. Биологи сделали вывод, что это говорило о высокой эффективности «имплантации» новых генов — иначе часть котят потеряла бы эти приобретенные признаки.

Ученые полагают, что уязвимость трансгенных кошек к вирусам иммунодефицита позволит проверить эффективность различных комбинаций генов, задающих устойчивость к разным видам этого патогена.

Таким образом, возможно, что в будущем трансгенные светящиеся кошки помогут разработать новые способы лечения человеческих генетических заболеваний, разработать лекарства и генную терапию для противодействия ВИЧ, а также помогут спасти домашних и диких кошек, включая львов, леопардов и тигров, от эпидемий кошачьего вируса иммунодефицита и будут способствовать спасению исчезающих видов диких кошек.
Еще совсем недавно мы и представить себе такой фантастики не могли.

Читайте также:  Сколько живет обычная бабочка

Примечание. В этой статье использованы фотоматериалы из открытых источников в интернете, все права принадлежат их авторам, если вы считаете, что публикация какой-либо фотографии нарушает ваши права, пожалуйста, свяжитесь со мной при помощи формы в разделе контакты, фотография будет немедленно удалена.

Идея создать кошек, которые светятся в темноте при направлении на них ультрафиолета, принадлежит корейским учёным. 13 лет назад им удалось клонировать трёх кошек с геном, который вырабатывает белок, флуоресцирующим красным цветом, который светится при направлении на него ультрафиолета. Этот ген служил биомаркером и внедрялся в молекулу ДНК животных для того, чтобы появилось свечение тканей и видна была работа других клеток. Клонированная кошка с измененными генами открыла в мире генетики новые методы лечения заболеваний, носящих наследственный характер. И все потому, что кошки по количеству генетических отклонений схожи с людьми: и у тех, и у других их около 250.

Американские учёные генетики продолжили идею корейских коллег и вывели кошек с
зелёным флуоресцентным белком. Ген зеленого белка был выведен американским биологом из ДНК морской медузы. Генетики с помощью этого гена выводили светящихся бактерий, рыбок, мышей, свиней и собак.

На этом генетики не остановились и скрестили между собой светящихся кошек. Молодое
поколение котят родилось со всеми признаками, присущими их трансгенным родителям. Этот эксперимент доказал высокую эффективность имплантированных генов.
Удавшийся эксперимент по клонированию добавил в копилку генетиков новые возможности, с помощью которых можно будет клонировать животных с теми же заболеваниями, какие имеются у человека, и вылечить их, и, как следствие, можно будет побороть многие неизлечимые заболевания человека.

Недавно генетики сумели создать новый тип кошек, которые светятся. Правда, о создании новой породы ученые пока не думают, отводя таким кошкам сугубо научную роль. Благодаря светящемуся гену ученые пытаются найти средство борьбы со СПИДом.

Светящиеся кошки

Мы живет в век нанотехнологий и генной инженерии и эти научные сферы уже стали наступать даже на кошачий мир. Во всяком случае, в 2007 году ученые-генетики всерьез взялись за кошек. Итогом их усилий стали светящиеся в темноте кошки. Правда, отдельной породой эти животные не являются и на данный момент кошки с измененным геномом выполняют функцию участников лабораторных испытаний.

Как появились светящиеся кошки

Чтобы добиться эффекта светящихся тканей и осуществлять мониторинг активности внедренных клеток и генов, в ДНК кошки был внедрен взятый у анемонов и медуз флуоресцентный ген GFP. Если в клетку внедряется светящийся и какой-то другой ген, то можно будет наблюдать за тем, как внедренные гены осуществляют синтез соответствующих белков. Такой способ дает возможность отслеживать рост раковых клеток, рост нейронных связей (и не только) в организме лабораторных животных.

Немного истории

Эксперименты с флуоресцентным белком произвели сенсацию еще два десятилетия назад, когда один корейский профессор сумел вывести светящихся рыбок Glofish. Изначально эти рыбки тоже служили целям науки, но спустя некотрое время они, как и следовало ожидать, превратились в совершенно самостоятельный коммерческий продукт.

А вот на трансгенных кошек у научного мира возлагаются куда большие, нежели на рыбок, надежды. Например, биологи из Соединенных Штатов с их помощью уже достаточно давно пытаются найти средство, с помощью которого можно было бы победить ВИЧ. Дело в том, что домашние кошки тоже подвержены этому заболеванию, только в кошачьей разновидности. Его так и называют – синдром кошачьего иммунодефицита. Хотя кошачий ВИЧ и не может передаваться человеку, как и человеческий кошкам, у этих заболеваний, как видно из названия, очень много общего.

Читайте также:  Первая течка у джек расселов терьеров

Светлая роль светящихся кошек в науке

Как считают ученые, от 2,5 до 4,5% домашних кошек заражены этим вирусом, хотя по большей части ему подвержены дикие представители семейства кошачьих. И у кошек, и у людей белки, которые называются факторами ограничения, и функцией которых является борьба с вирусными инфекциями, совершенно беззащитны перед ВИЧ и вирусом иммунодефицита кошек (ВИК). Учитывая то обстоятельство, что геном человека и кошки совпадает примерно на 90%, а также в свете того, что люди не восприимчивы к вирусу кошачьего СПИДа (и наоборот), ученые предполагают возможность генетического обмена между людьми и кошками.

В ходе научных экспериментов в кошачий геном внедрялся ген макак-резусов TRIMcyp, который обеспечивал защиту от ВИЧ будучи фактором ограничения. Флуоресцентный же ген использовался для того чтобы все происходящие в организме процессы в буквальном смысле слова подсвечивались. В итоге были получены три клона-котенка (одна самка и два самца), которые имели совершено обычный вид и хорошее здоровье. Но хотя на первый взгляд в них и не было ничего необычного, когда их облучали ультрафиолетовой лампой, тело и шерсть у них начинали светиться зеленым светом. Другим, более важным для науки отличием было то, что в геноме каждого котенка-клона имелся ген устойчивости к вирусу иммунодефицита.

Изначально генетически модифицированные кошки создавались учеными с помощью традиционного метода клонирования.

При этом методе производится инъекция генов в клетки той или иной части тела, например кожи, а после этого модифицированное ядро клетки имплантируется в яйцеклетку, ядро которой, в свою очередь, полностью удаляется. Затем полученная таким образом клетка будет развиваться в обычный эмбрион, как это было бы с оплодотворенной яйцеклеткой, и на свет появляются сияющие котята.

Проблема этого вида клонирования состоит, во-первых, в его сложности, а во-вторых, в возможных негативных последствиях, которые связаны с тем, что ядро клетки может быт подвержено на эмбриональном этапе влиянию суррогатной матери и слабо предсказуемому «перепрограммированию». Это часто приводит к тому, что на свет появляются котята, которые имея, казалось бы, нормальный вид имеют различные нарушения на клеточном и молекулярном уровне.

Дальнейшие перспективы светящихся кошек

В настоящее время ученые разработали новый способ создания кошек с модифицированным геномом, при котором клетку изменяют с помощью вирусов. При нем количество имплантированного кошкам генетического материала просто мизерно.

Как считают сами ученые, те исследования, которые сейчас проводятся с помощью светящихся кошек, могут принести много пользы, как людям, так и кошкам. Правда, эти опыты в основном связаны с исследованием СПИДа, но есть и масса других заболеваний, которые являются общими для кошек и людей, и на которые можно будет пролить свет с помощью светящихся кошек.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Комментировать
1 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector