Ученые впервые вставили "саморазмножающиеся" гены в ДНК млекопитающих
Генетики из США впервые встроили в ДНК мышей особый набор "саморазмножающихся" генов, который позволяет быстро распространять определенные вариации генов по всей популяции животных, говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке bioRxiv.org.
"Эта работа подтверждает, что подобные приемы действительно могут работать для млекопитающих, но при этом она отрезвляет нас. Нам еще предстоит многое сделать для того, чтобы превратить такие гены в инструмент для борьбы с грызунами или другими вредителями", - комментирует открытие Пол Томас (Paul Thomas), генетик из университета Аделаиды (Австралия), чьи слова приводит журнал Nature.
Войны генов
Геномный редактор CRISPR/Cas9, названный главным научным прорывом 2015 года, был открыт американским ученым Фэнем Чжаном (Feng Zhang) и рядом других молекулярных биологов примерно пять лет назад. С тех пор он пережил несколько модернизаций, которые позволяют ученым использовать его для редактирования генома со стопроцентной точностью.
Практически сразу после обнаружения этой системы в ДНК бактерий, ученые задумались о том, можно ли использовать ее для того, чтобы очень быстро и надежно распространять "нужные" версии генов по популяциям различных живых существ.
Дело в том, что CRISPR/Cas9 и другие редакторы ДНК можно вставить в геномы одноклеточных существ или даже многоклеточных животных таким образом, что они начнут удалять все "неправильные" копии генов и заменять их на "нужные" последовательности ДНК во всех его клетках.
В результате этого все потомство генно-модифицированных и "нормальных" живых существ всегда будет носителями "правильной" копии гена, а не только в половине случаев, как об этом говорят законы Менделя. Благодаря этому "нужные" версии генов распространятся по всей популяции за несколько поколений, не требуя вмешательства в жизнь животных со стороны людей.
Это можно использовать для самых разных целей - уничтожения определенных разновидностей комаров и мошек, распространяющих паразитов, защиты определенных видов животных от болезней или вирусов, а также целого ряда других целей. Многие ученые и политики крайне негативно относятся к этой идее, так как они считают, что подобные "саморазмножающиеся" гены невозможно контролировать.
"Заразный" альбинизм
До настоящего времени, как отмечают Кимберли Купер (Kimberly Cooper) и ее коллеги из университета Калифорнии в Сан-Диего (США), подобные "саморазмножающиеся гены удавалось вставить лишь в ДНК дрожжей и насекомых. Ее команда сделала первый шаг к реализации этой спорной идеи среди млекопитающих, экспериментируя с мышами.
В качестве "мишени" для вставки системы CRISPR/Cas9 ученые выбрали ген Tyr, отвечающий за синтез темных пигментов в организме всех млекопитающих, в том числе и людей. Повреждение всех его копий, как правило, ведет к тому, что животное становится альбиносом, поэтому за изменениями в его состоянии очень легко наблюдать.
Подобрав правильный "шаблон" для распознавания этого гена белком Cas9, ученые "перевели" его на язык клетки, в набор генетических "букв"-нуклеотидов, и вставили в ДНК нескольких мышей вместе с набором инструкций, заставлявших клетку синтезировать молекулы Cas9. Когда грызуны выросли, биологи скрестили их с несколькими "обычными" мышами и проверили, как будет выглядеть их потомство.
Как оказалось, потомство этих грызунов примерно на 73% состояло из альбиносов. Это одновременно подтвердило, что "саморазмножающиеся" гены могут работать и в ДНК млекопитающих, и показало, что эта процедура работает среди них не так активно, как среди беспозвоночных животных.
Подобную методику, как признают сами ученые, пока нельзя использовать для борьбы с крысами и прочими четвероногими "захватчиками", которые были завезены европейцами на тропические острова Тихого и Индийского океана. С другой стороны, уже сейчас ее можно использовать для выращивания животных, предрасположенных к развитию сложных генетических болезней.
