В рамках проекта, запущенного Уральским федеральным аграрным научно-исследовательским центром УрО РАН, команда генетиков, эмбриологов, биологов и ветеринарных врачей разрабатывает технологию редактирования генома крупного рогатого скота.
Результат был достигнут спустя три года: учёные смогли получить животное с заранее заданными признаками.
Идея проекта состоит в том, чтобы направить передовые разработки на создание животных с улучшенными признаками в короткие сроки – путём прямого внесения небольших изменений в геном. Участниками экспериментов стали черно-пестрые голштинизированные коровы – распространенная порода молочного скота на Урале.
Учёные работали с участками ДНК, отвечающими за восприимчивость к лейкозу, комолость (безрогость) и выработку гипоаллергенного молока. Специалисты использовали технологию CRISPR/Cas9, которая позволяет изменять фрагменты ДНК. Без инновационных технологий улучшение характеристик коров происходит традиционно, через селекционную работу, и для этого требуется несколько десятилетий.
«Разработка методики трансплантации животному искусственно выращенного эмбриона с генной корректировкой – масштабный и очень трудоемкий процесс. За несколько лет было проведено огромное количество научно-поисковых работ по отбору донорского материала, его подготовке к редактированию, выполнен серьёзный биоинформатический анализ, создана система для внесения изменений в геном на основе CRISPR/Cas9, и ее улучшенная версия, упакованная в аденоассоциированный вирус (ААВ). На каждом этапе что-то не получалось, не срабатывало, и мы тщательно искали причину. Залогом успеха проекта стала замечательная команда», – заявила Анна Кривоногова, руководитель проекта.
Выбрав участок ДНК, экспериментаторы искали путь блокировки того участка генома, который не нужен. Было важно добиться, чтобы измененный участок пропал не только у модифицированного животного, но и у его потомства. «Эмбрион изменяют уже на стадии одной клетки, но у организма существует защитный механизм, который постоянно сканирует ДНК и устраняет найденные в нем поломки. Этот механизм помогает организмам выживать, но он же мешает работать с изменениями генов. Приходилось не просто «ломать участок генома», но и делать это так, чтобы защитный механизм не заметил», – поясняет Анна Кривоногова.
Первый телёнок, созданный по такой технологии, уже родился, и теперь команда наблюдает за его развитием. Это самка; имя ей пока не придумано, и у неё пока заблокирован только один ген — подверженности лейкозу. Успех на этом этапе дает надежду на то, что можно будет выводить целые стада животных с измененными генами.
Лейкоз — одно из самых распространенных инфекционных заболеваний крупного рогатого скота во всём мире. Молоко от больных коров использовать запрещено, а это напрямую влияет на эффективность любого животноводческого предприятия. Рогатые животные часто травмируют друг друга и персонал. Чтобы этого избежать, телятам в младенчестве удаляют рога, но такое серьезное вмешательство становится для них стрессом. А отсутствие аллергенного белка в молоке позволяет не только употреблять его людям с аллергией, но и изготавливать из него детские смеси и диетические продукты.
Как русский в Америке на весь мир показал преимущества отечественного образования