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 Уральского НИВИ ФГБНУ УрФАНИЦ УрО РАН, доктор биологических наук.
Главными мишенями для ученых стали участки ДНК, отвечающие за восприимчивость к лейкозу, комолость (безрогость) и выработку гипоаллергенного молока. 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 тщательно искали причину. Залогом успеха проекта стала замечательная команда – генетики, эмбриологи, биологи и ветеринарные врачи, участвующие в исследовании, являются высококлассными специалистами», – рассказывает Анна Сергеевна Кривоногова, руководитель проекта.
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.
