Внешне он ничем не отличается от своих сородичей, однако, его появление на свет произошло, благодаря современным методам генной инженерии.
Команда генетиков, эмбриологов, биологов и ветеринарных врачей 3 года трудилась над тем, чтобы разработать уникальную технологию редактирования генома крупного рогатого скота с целью получения животного с заданными признаками.
«Идея проекта заключается в том, чтобы объединить передовые разработки в эмбриологии, молекулярной биологии, генной инженерии, ветеринарной репродуктологии для создания животных с улучшенными признаками не за 7-10 поколений, а в короткие сроки – путем прямого внесения небольших изменений в геном распространенных на Урале голштинизированных черно-пестрых коров. Сейчас улучшение каких-то характеристик коров происходит традиционно, через селекционную работу, а для этого нужны десятилетия», – пояснила Анна Сергеевна Кривоногова, руководитель проекта, ведущий научный сотрудник Лаборатории биологических технологий УрФАНИЦ УрО РАН, доктор биологических наук.
Главными мишенями для ученых стали участки ДНК, отвечающие за восприимчивость к лейкозу, комолость (безрогость) и выработку гипоаллергенного молока. Поскольку лейкоз – одно из самых распространенных инфекционных заболеваний крупного рогатого скота во многих странах мира. Молоко от больных коров использовать запрещено, а это напрямую влияет на эффективность любого животноводческого предприятия. Комолость – важный момент в товарном производстве: рогатые животные часто травмируют друг друга и персонал. Чтобы этого избежать, телятам в младенчестве удаляют рога. А отсутствие аллергенного белка в молоке позволяет не только употреблять его людям с аллергией, но и изготавливать из него детские смеси и диетические продукты.
Редактирование генома – ювелирный и очень сложный процесс. Прежде всего, ученым пришлось определить участок ДНК, где находится нужный ген, найти способ, как доставить в клетку систему редактирования, чтобы заблокировать тот участок генома, который не нужен. Для этого они использовали технологию CRISPR/Cas9, которая позволяет изменять фрагменты ДНК. Для живой клетки любое вмешательство – это стресс. Поэтому много раз ученые сталкивались с ситуацией, когда клетка замирала и прекращала делиться.
«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 серьезный биоинформатический анализ, создана система для внесения изменений в геном на основе CRISPR/Cas9, и её улучшенная версия, упакованная в аденоассоциированный вирус (ААВ). На каждом этапе что-то не получалось, не срабатывало, и мы щепетильно искали причину. Залогом успеха проекта стала замечательная команда – генетики, эмбриологи, биологи и ветеринарные врачи, участвующие в исследовании, являются высококлассными специалистами», – Анна Сергеевна Кривоногова, руководитель проекта, ведущий научный сотрудник Лаборатории биологических технологий УрФАНИЦ УрО РАН, доктор биологических наук.
Уникальный в масштабах страны проект курирует вице-президент Российской академии наук И.М. Донник. Проект реализуется в Уральском федеральном аграрном научно-исследовательском центре УрО РАН совместно с Центром высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины Института биологии гена РАН.
Сегодня ученые начали исследования первого опытного теленка. В ближайшем будущем им предстоит заложить следующие опыты с целью доведения технологии до совершенства.
Справка. Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (УрФАНИЦ УрО РАН) – ведущее научное учреждение, занимающееся разработкой фундаментальных основ и технологий в растениеводстве и животноводстве для обеспечения населения высококачественными продуктами питания за счет возобновляемых природных ресурсов и технологий жизнеобеспечения, защитой здоровья человека и животных.
