Достижение в области редактирования генов у кур открывает путь к созданию яиц, производящих лекарства
Достижение в области редактирования генов у кур открывает путь к созданию яиц, производящих лекарства
Куриные яйца уже используются для получения полезных белков, называемых антителами, для защиты человека от вирусов, таких как грипп. Теперь прорыв в Университете Миссури может однажды привести к созданию кур, которые будут производить другие полезные медицинские белки в своих яйцах.
Решение проблемы подавления генов
В новом исследовании ученые из Университета Миссури решили распространенную проблему в области генетики птиц, известную как эпигенетическое подавление. Статья «Высокоэффективное редактирование генов посредством целенаправленной вставки Cas9 в ген домашнего хозяйства курицы» была опубликована в журнале Poultry Science.
В прошлом ученые выяснили, что если они вставляют новый ген в случайные места в ДНК курицы, новый ген может со временем «подавиться» или отключиться. Таким образом, курица — и, что более важно, её потомство — может либо не унаследовать преимущества, связанные с новым геном, либо эти преимущества могут уменьшаться со временем по мере передачи нового гена из поколения в поколение. Это затрудняет создание стабильной линии генетически модифицированных кур, производящих полезные лекарственные белки.
Нацеливание на трудолюбивый ген, отвечающий за поддержание жизнедеятельности
Поэтому учёные из Университета Миссури попробовали новый подход, чтобы избежать эпигенетического подавления. Используя инструмент редактирования генов CRISPR, исследователи сосредоточились на конкретном ферменте, играющем ключевую роль в метаболизме глюкозы внутри куриной клетки. Они прикрепили маркер, светящийся зелёным цветом, что позволяет им легко определить, остаётся ли ген активным.
«Этот фермент, GAPDH, необходим для расщепления сахара с целью получения энергии, поэтому он необходим каждой клетке для выживания», — сказала Кихо Ли, профессор Колледжа сельского хозяйства, продовольствия и природных ресурсов и автор исследования. «Наша гипотеза заключалась в том, что, поскольку этот фермент активен постоянно, сегмент гена, который мы вводим в это место, должен оставаться активным постоянно».
После нескольких месяцев и множества циклов деления клеток исследователи были в восторге от того, что увидели в клетках кур в лаборатории Ли: гены-репортеры все еще ярко светились зеленым, что указывало на то, что подавление генов так и не произошло.
Потенциальное влияние на медицину и сельское хозяйство
Успех этого экспериментального исследования открывает путь к тому, чтобы выяснить, смогут ли Ли и его команда создать платформу для разработки стабильной линии генетически модифицированных кур. Они сотрудничают с учеными и отраслевыми партнерами, чтобы определить, какие генетические модификации будут наиболее полезны для различных заинтересованных сторон.
Ли работает в идеальном университете для развития своих исследований. В Миссури находится одна из немногих лабораторий в стране, обладающих опытом и инфраструктурой, необходимыми для работы с высокоспециализированными клетками кур, которые невероятно трудно поддерживать в жизнеспособном состоянии в лабораторных условиях. Хотя Миссури уже является национальным лидером в исследованиях генетически модифицированных свиней, усилия Ли выводят Миссури на передовые позиции в области генетически улучшенной птицы.
«Эта работа в конечном итоге может поддержать усилия по созданию стабильной линии генетически модифицированных птиц, несущих много яиц, каждое из которых, как мы надеемся, будет содержать полезные белки, которые можно будет использовать в различных клинических приложениях в медицине человека», — сказал Ли.
«Эта работа также может иметь сельскохозяйственные и экономические последствия. Учитывая, насколько опасен птичий грипп для птиц, если новый сегмент гена, способный снизить передачу вируса, можно будет внедрить в геном курицы, мы хотели бы, чтобы этот новый сегмент гена сохранился и передавался из поколения в поколение».
Работа Ли отражает миссию Университета Миссури как университета, финансируемого государством.
«Моя цель — помочь производителям, проводя фундаментальные исследования, которые в конечном итоге поддерживают сообщества и улучшают жизнь», — сказал Ли. «Предоставляя наш опыт и создавая систему, которая может иметь широкий спектр потенциальных применений, мы, надеюсь, сможем оказать реальное влияние в Миссури и за его пределами».
Источник: Phys.org
Решение проблемы подавления генов
В новом исследовании ученые из Университета Миссури решили распространенную проблему в области генетики птиц, известную как эпигенетическое подавление. Статья «Высокоэффективное редактирование генов посредством целенаправленной вставки Cas9 в ген домашнего хозяйства курицы» была опубликована в журнале Poultry Science.
В прошлом ученые выяснили, что если они вставляют новый ген в случайные места в ДНК курицы, новый ген может со временем «подавиться» или отключиться. Таким образом, курица — и, что более важно, её потомство — может либо не унаследовать преимущества, связанные с новым геном, либо эти преимущества могут уменьшаться со временем по мере передачи нового гена из поколения в поколение. Это затрудняет создание стабильной линии генетически модифицированных кур, производящих полезные лекарственные белки.
Нацеливание на трудолюбивый ген, отвечающий за поддержание жизнедеятельности
Поэтому учёные из Университета Миссури попробовали новый подход, чтобы избежать эпигенетического подавления. Используя инструмент редактирования генов CRISPR, исследователи сосредоточились на конкретном ферменте, играющем ключевую роль в метаболизме глюкозы внутри куриной клетки. Они прикрепили маркер, светящийся зелёным цветом, что позволяет им легко определить, остаётся ли ген активным.
«Этот фермент, GAPDH, необходим для расщепления сахара с целью получения энергии, поэтому он необходим каждой клетке для выживания», — сказала Кихо Ли, профессор Колледжа сельского хозяйства, продовольствия и природных ресурсов и автор исследования. «Наша гипотеза заключалась в том, что, поскольку этот фермент активен постоянно, сегмент гена, который мы вводим в это место, должен оставаться активным постоянно».
После нескольких месяцев и множества циклов деления клеток исследователи были в восторге от того, что увидели в клетках кур в лаборатории Ли: гены-репортеры все еще ярко светились зеленым, что указывало на то, что подавление генов так и не произошло.
Потенциальное влияние на медицину и сельское хозяйство
Успех этого экспериментального исследования открывает путь к тому, чтобы выяснить, смогут ли Ли и его команда создать платформу для разработки стабильной линии генетически модифицированных кур. Они сотрудничают с учеными и отраслевыми партнерами, чтобы определить, какие генетические модификации будут наиболее полезны для различных заинтересованных сторон.
Ли работает в идеальном университете для развития своих исследований. В Миссури находится одна из немногих лабораторий в стране, обладающих опытом и инфраструктурой, необходимыми для работы с высокоспециализированными клетками кур, которые невероятно трудно поддерживать в жизнеспособном состоянии в лабораторных условиях. Хотя Миссури уже является национальным лидером в исследованиях генетически модифицированных свиней, усилия Ли выводят Миссури на передовые позиции в области генетически улучшенной птицы.
«Эта работа в конечном итоге может поддержать усилия по созданию стабильной линии генетически модифицированных птиц, несущих много яиц, каждое из которых, как мы надеемся, будет содержать полезные белки, которые можно будет использовать в различных клинических приложениях в медицине человека», — сказал Ли.
«Эта работа также может иметь сельскохозяйственные и экономические последствия. Учитывая, насколько опасен птичий грипп для птиц, если новый сегмент гена, способный снизить передачу вируса, можно будет внедрить в геном курицы, мы хотели бы, чтобы этот новый сегмент гена сохранился и передавался из поколения в поколение».
Работа Ли отражает миссию Университета Миссури как университета, финансируемого государством.
«Моя цель — помочь производителям, проводя фундаментальные исследования, которые в конечном итоге поддерживают сообщества и улучшают жизнь», — сказал Ли. «Предоставляя наш опыт и создавая систему, которая может иметь широкий спектр потенциальных применений, мы, надеюсь, сможем оказать реальное влияние в Миссури и за его пределами».
Источник: Phys.org
Источник: https://poultryproducer.com
