Исследователи начинают осознавать весь потенциал методики направленного редактирования генов. Ученые из Китая сообщили о рождении первых обезьян с созданными направленными мутациями; это достижение может заложить основу новой модели по исследованию заболеваний человека.
Ученые из Центра Модельных Животных Университета Нанджунга (Китай) под руководством генетика Синсю Хуань добились успеха в получении яванской макаки Macaca fascicularis с двумя направленными мутациями, используя систему CRISPR/Cas9. Эта система основана на механизме CRISPR-интерференции, представляющем собой способ направленного нарушения экспрессии генов и появившемся в сфере генной инженерии в 2013 г. Исследователи оптимизировали эту методику для нарушения генов у мышей и крыс, но до настоящего времени никому не удавалось достичь успеха с приматами.
«Это важный шаг. Он показывает, что система работает», - комментирует Фен Жан, специалист по синтетической биологии, не участвовавший в исследовании, но участвовавший в разработке методики CRISPR в Массачусетском Технологическом Институте в Кембридже (США).
Трансгенные мыши долгое время являлись основной моделью заболеваний человека, в частности потому, что исследователи отработали метод генного редактирования на этих животных, используя гомологичную рекомбинацию – редкие случаи спонтанного обмена ДНК – для введения мутаций. Стратегия успешно работает благодаря быстрому размножению мышей, однако низкий уровень гомологичных рекомбинаций делает этот метод неподходящим для использования у таких животных, как обезьяны, которые медленно размножаются.
Предыдущие попытки генетически модифицировать приматов основывались на использовании вирусных векторов, позволявших эффективно создавать мутации, однако место их возникновения было непредсказуемо, а число неконтролируемо. Перспективы с приматами прояснились с появлением системы редактирования генов CRISPR/Cas9, использующей заданные фрагменты РНК для направленного действия ДНК-расщепляющего фермента каспазы Cas9 при создании желаемого мутационного сайта.
Сначала Хуань и его команда протестировали методику на линии клеток обезьян, разрушив каждый из трех генов с 10-25% успеха. Затем, воодушевленные полученным результатом, исследователи решили нарушить сразу три гена в более чем 180 одноклеточных эмбрионах обезьяны. После имплантации 83 эмбрионов лишь у 10 самок наступила беременность, одна из которых разрешилась появлением пары детенышей с мутациями в двух генах: Ppar-γ, участвующем в регуляции метаболизма, и Rag1, участвующем в функционировании иммунной системы.
Специалист в области стволовых клеток Рудольф Джениш из Института Биомедицинских Исследований Уайтхеда при MIT назвал результаты интересной демонстрацией, но, по его словам, в них содержится мало научных сведений.
По словам Хуань, сочетание мутаций в генах Ppar-γ и Rag1 не является моделью какого-либо синдрома, однако каждый из генов связан с человеческими заболеваниями. Исследователям предстоит полностью проанализировать состояние обезьян и проверить факт возникновения мутаций во всех клетках организма животных.
«Нашей первой целью было заставить систему работать», - говорит Хуань. Однако результаты позволяют предположить, что однажды исследователи смоделируют заболевания человека, затрагивающие множество мутаций.
Уже началась «гонка» по созданию других CRISPR-модифицированных обезьян, с большей надежностью. Жанг и его коллеги работают над оптимизацией методики для клеток приматов для повышения эффективности получения мутаций. Группа Хидейуки Окано из Университета Кейо (Япония) анализирует неопубликованные результаты, полученные на обезьянах с моделями аутизма и иммунной дисфункции, созданных недавно с помощью старой технологии генного редактирования; кроме того исследователи пытаются достичь успеха с методом CRISPR. В это время группа Хуань ожидает результаты восьми других текущих беременностей.
Двойня яванской макаки, рожденная в Китае; это первые обезьяны с мутациями по специфическим таргетным генам.
Источник: Коммерческая биотехнология
