Выращивание сперматозоидов в пробирке открывает новый путь для генетического изменения животных и в будущем может помочь корректировать генетические заболевания у человека до зачатия.
Методика дает два преимущества. Во-первых, можно создавать генетически модифицированных животных в одном поколении, а не в двух, как в большинстве обычных методик.
Во-вторых, поскольку гены внедряются в выращенные в лабораторных условиях сперматозоиды, она позволяет ученым совершать тонкие генетически манипуляции у многих животных, а не только у мышей, как было сих пор.
Шон Берджесс из подразделения Национальных институтов здравоохранения в Бетесде (штат Мэриленд) вместе со своими японскими коллегами разработал эту методику для введения новых генов в рыбу под названием зебровый данио, которая представляет собой удобный объект для генетических экспериментов.
Существующие методики (такие, как введение ДНК в яйцеклетки, сперматозоиды или эмбрионы незадолго до оплодотворения или имплантации) дают высокий процент так называемых «мозаичных» рыб, т. е. рыб, которые имеют как генетически измененные так и обычные клетки.
Для получения животных, имеющих новые гены в каждой клетке, исследователям приходится спаривать мозаичных рыб и затем проверять потомство и отбирать тех, родители которых имели генетически измененную сперму или яйцеклетку.
Новая методика основывается на методике по выращиванию мужских зародышевых клеток и превращению их в сперматозоиды в пробирке, разработанной японскими учеными. Г-н Берджесс затем создал ретровирусы, которые инфицируют сперматозоиды и вставляют новый ген в их ДНК.
Затем ученые использовали эти сперматозоиды для оплодотворения яйцеклеток и создания новых животных. Лишь из шести яйцеклеток (из 1410), оплодотворенных измененными сперматозоидами, развились трансгенные животные, но зато каждая клетка в их теле содержала новый ген.
«Эту методику стоит иметь в виду», – говорит генетик Пэрри Хакетт из компании Discovery Genomics в штате Миннесота.
Однако он указывает на то, что количество успешных попыток было настолько мало, что, в конце концов, обычная методика отбора может оказаться быстрее. «А в этом случае не нужно выращивать сперматозоиды и не нужно вирусов, – говорит он. – Так что я не думаю, что данная методика пока готова к презентации».
Биологи, занимающиеся млекопитающими, тоже вряд ли ринутся к этой методике. Во-первых, они еще не разработали аналогичных методик по выращиванию и созревания сперматозоидов у млекопитающих. К тому же, существующие трансгенные технологии для многих млекопитающих уже сейчас гораздо более эффективны, чем для зебрового данио.
Однако г-н Берждесс утверждает, что они уже занимаются совершенствованием технологии. Например, они разрабатывают способы выращивания сперматозоидов в течение более длительного времени, с тем чтобы от сперматозоидов, не содержащих ДНК, можно было избавиться. Это намного повысит эффективность.
В случае успеха исследователи смогут разрушать и заменять существующие гены, что сейчас возможно производить только на мышах.
Замена генов является также одной их целей исследований по клонированию, однако у клонирования тоже есть свои проблемы, которые еще предстоит решить.
Если новую методику удастся применить к сперматозоидам человека, то, как говорит г-н Берджесс, это позволит исправлять генетические дефекты еще до оплодотворения.
medicus.ru Ключевые слова: