Уникальный в масштабах страны проект предусматривает создание генетически модифицированного крупного рогатого скота, который будет иметь врожденный иммунитет к лейкозу, комолость (безрогость) и главное, давать молоко, которое смогут пить люди с аллергией.
Исследования по разработке технологии редактирования генома КРС проводятся под руководством вице-президента Российской академии наук Ирины Михайловны Донник по гранту Российского научного фонда в Уральском федеральном аграрном научно-исследовательском центре УрО РАН совместно с Центром высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины Института биологии гена РАН при участии екатеринбургского Центра семейной медицины.
Идея проекта заключается в том, чтобы объединить разработки по in vitro оплодотворению, культивированию, трансплантации эмбрионов с опытом молекулярной биологии, генной инженерии и генной терапии для создания животных с улучшенными хозяйственными свойствами не за 7-10 поколений, а быстрее - путем прямого внесения небольших изменений в геном существующей высокопродуктивной породы коров.
Работа по редактированию генома ведется с тремя участками ДНК. Первый участок отвечает за рецептор к вирусу лейкоза. Его изменение позволяет получить особь, невосприимчивую к этому заболеванию. Поскольку лейкоз – одно из самых распространенных инфекционных заболеваний у КРС, защита от этого вируса имеет огромное значение для экономической эффективности организаций и качества производимой продукции. Запрещено законом использовать молоко от больных лейкозом коров, а учитывая распространенность заболевания во многих регионах страны, это наносит серьезный экономический ущерб.
Второй участок генома, с которым ведут работу уральские ученые, отвечает за образование белка бета-лактоглобулина, который является одним из самых сильных аллергенов коровьего молока. Если заблокировать ген, корова не сможет синтезировать этот белок, и, как следствие, его не будет в молоке. Такой продукт смогут употреблять в пищу люди с аллергией или высоким риском ее развития, а также использовать для производства специальных продуктов питания.
Третий участок ДНК, отвечающий за комолость (безрогость), изначально был взят в качестве модельного для отработки технологии внесения нужной последовательности в ДНК животного, однако получил важное практическое значение. Дело в том, что рога приводят к травматизму на фермах и для его уменьшения приходится удалять телятам рога в раннем возрасте. Для создания комолых пород КРС с помощью селекции потребуются десятки лет, кроме того, есть риск потерять в процессе другие ценные качества животного. А проект уральских ученых позволит относительно быстро добавить в существующие генетические настройки высокопродуктивной коровы еще одно полезное свойство – комолость. Причем сделано это будет на самых распространенных отечественных породах КРС, имеющих реальную хозяйственную ценность.
«Залогом успеха проекта стала наша замечательная команда. Генетики, эмбриологи, биологи и ветеринарные врачи, участвующие в разработке, являются специалистами мирового уровня, а сотрудничество мощных научных центров дает возможность проводить глубокие фундаментальные исследования. Значимость объединения сил при поддержке гранта РНФ трудно переоценить. Благодаря такому «симбиозу» стал возможным синтез наиболее современных знаний и методов генной инженерии, генной терапии, молекулярной биологии, искусственного оплодотворения, эмбриологии, репродуктивной физиологии животных и человека, который и привел нас к нужному результату. За несколько лет было проведено огромное количество научно-поисковых работ по отбору донорского материала, его подготовке к редактированию, выполнен серьезный биоинформатический анализ, создана система для внесения изменений в геном на основе CRISPR/Cas9, и её улучшенная версия, упакованная в аденоассоциированный вирус (ААВ). Для этого пришлось исследовать несколько ААВ-вирусов человека и шимпанзе и найти такой, который может проникать в зиготу коровы. Кроме того, постоянно ведутся работы по дальнейшему «выращиванию» модифицированных зигот в бластоцисты, и далее, в эмбрионы, которые пересаживают коровам», - рассказала Анна Сергеевна Кривоногова, ведущий научный сотрудник Лаборатории биологических технологий УрФАНИЦ УрО РАН, доктор биологических наук.
«Создание сельскохозяйственных культур растений и пород животных всегда было результатом кропотливого труда селекционеров. XX век привнес совершенно новое понимание процессов наследственности и изменчивости живых организмов. Была открыта молекула ДНК, определяющая внешние признаки, открыты белки, отработана технология синтеза молекул ДНК, получила стремительное развитие технология модификации генома живых организмов. На сегодняшний день в России успешно выполняется Программа по развитию генетических технологий, результатом которой должны стать 30 линий растений и животных, созданных с помощью генетических технологий. Все это ставит нас на порог уникальных востребованных открытий» - прокомментировала Ирина Алексеевна Шкуратова, директор УрФАНИЦ УрО РАН, член-корреспондент Российской академии наук, д.в.н.
Для справки. Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (УрФАНИЦ УрО РАН) создан в мае 2017 года путем объединения пяти ведущих научно-исследовательских организаций УрФО: Уральского научно-исследовательского ветеринарного института, Уральского научно-исследовательского института сельского хозяйства, Свердловской селекционной станции садоводства, Южно-Уральского научно-исследовательского института садоводства и картофелеводства, Курганского научно-исследовательский институт сельского хозяйства. Основная цель центра – разработка фундаментальных основ и технологий в растениеводстве и животноводстве для обеспечения населения высококачественными продуктами питания за счет возобновляемых природных ресурсов и технологий жизнеобеспечения, защита здоровья человека и животных.
Текст – Юлия Филимонова
Фото – УрФАНИЦ УрО РАН
| Вложение |
|---|
 |