Все разделы
Наши издания
Телеграм
Карта зообизнеса
Профиль
Согласно статье, опубликованной в Nature Communications, биологам из японского Национального института физиологических наук под руководством Масуми Хирабаяси (Masumi Hirabayashi) впервые удалось вырастить гонады в крысах с отсутствующим геном Prdm14, который отвечает за развитие этих органов у животных.
По сути, учёные создали химерных крыс, у которых производящие гаметы органы заменили на донорские – от других крыс и даже мышей. Полученные таким образом в химерных крысах гаметы несли либо заданную учёными генетическую информацию, либо вообще принадлежали другому виду и при этом сохраняли свою жизнеспособность и функции. Исследователи надеются, что предложенный ими подход станет удобным инструментом для генетических исследований, а возможно, даже спасёт некоторые вымирающие виды животных от исчезновения.
Генно-инженерные животные позволяют учёным исследовать функции генов в организме и моделировать наследственные заболевания человека. Например, при помощи технологии генного редактирования CRISPR/Cas9 можно создавать мозаичных животных, у которых часть клеток будет нести заданную мутацию, а часть – нет. Также можно добавить в клетки искусственную мышиную хромосому, которая может нести на себе несколько миллионов пар нуклеотидов. Искусственную мышиную хромосому часто используют для создания гуманизированных моделей животных, но вставки такой длины нельзя получить обычным редактированием эмбрионов.
Однако полученные животными модификации порой не передаются по наследству или передаются с плохой эффективностью, потому что изменённые клетки проигрывают в конкуренции клеткам животного-хозяина. Поэтому учёные, работающие в этой области, уже некоторое время искали экспериментальный подход, который позволил бы им выращивать животных с жизнеспособными половыми клетками, несущими заданные мутации.
Также существует технология, когда стволовые клетки одного животного (донора) подсаживают в другой зародыш с мутацией, которая не позволяет какому-либо органу развиваться. В результате во втором животном (хозяине) этот орган развивается из предоставленных зародышу стволовых клеток. Например, таким образом можно даже создать крыс, у которых будут образовываться мышиные почки, или, наоборот, мышей с крысиными органами. Если таким же образом получить химерных животных с несущими мутации половыми железами (гонадами: семенниками и яичниками), то половые клетки у таких животных передавали бы необходимую генетическую информацию потомству.
Сначала учёные проверили, обеспечит ли нокаут гена Prdm14 развитие в зародышах гонад только из донорских стволовых клеток. Для этого несущие ген красной флуоресценции стволовые клетки внедряли в бластоцисты (зародыши на ранней стадии развития) крыс с нокаутом Prdm14 и подсаживали крысам-матерям. Эксперимент прошёл удачно: клетки половых желёз у полученных крыс обладали красной флуоресценцией. В этих органах отсутствовали клетки животного-хозяина.
Далее учёные протестировали, можно ли развести с помощью этого метода потомство с дополнительной искусственной хромосомой. По аналогии с предыдущим экспериментом исследователи добавили в бластоцисты с нокаутом Prdm14 стволовые клетки, несущие искусственную мышиную хромосому. В качестве репортерного гена на хромосоме был ген зелёной флуоресценции. Таким образом удалось получить крыс, у которых гонады производили половые клетки с искусственной мышиной хромосомой. Скрестив этих животных, авторы работы получили потомство, у которых искусственная хромосома была уже во всех клетках тела.
Таким же образом учёные создали химерных крыс с мышиными половыми железами, добавив в бластоцисты крыс стволовые клетки мышей. Вырабатываемые животными сперматозоиды плохо двигались, но оказались функциональными. Исследователям удалось искусственно оплодотворить обычных мышей этими клетками и получить здоровое потомство. Почти половина мышат обладала флуоресценцией, что согласуется с менделевским распределением.
Авторы работы показали, что возможно создавать химерных животных с половыми железами, развившимися из стволовых клеток животного другого вида. Исследователи предполагают, что эта технология найдёт применение не только в качестве инструмента для фундаментальных исследований: они надеются, что таким образом можно будет поддерживать численность видов, которым угрожает вымирание. Достаточно будет вырастить половые железы этих животных в других животных-хозяевах и скрестить их.
Подобная технология – выращивание органов животных другого вида в животном-хозяине — может найти применение в медицине. Возможно, когда-нибудь человеческие органы для трансплантации будут выращивать в химерных свиньях или обезьянах. Несмотря на все этические вопросы, связанные с таким подходом, и запреты, которые в некоторых странах наложены на исследования в этой области, отношение людей к идее органов из химер, кажется, постепенно меняется в сторону одобрения.
Источник: nplus1.ru
