Хотелось ли вам когда-нибудь иметь домашнее животное, которое светится в темноте? Это странная черта научно-фантастического уровня, которую, вероятно, вы считаете естественной ни у одного живого домашнего животного.
Интересно, что в последние годы ученые занимаются странными вещами, и благодаря им люди теперь, если захотят, могут купить светящуюся в темноте золотую рыбку. Это лишь один из многих примеров трансгенных животных — генетически модифицированных животных.
И это не только рыбки. Существуют трансгенные мыши, коровы, кролики и даже комары. В этой статье мы попрбуем объяснить, что такое трансгенные животные, как их получают и приведем несколько примеров.
Что такое трансгенные животные?
Живые клетки содержат молекулы, которые определяют характеристики клетки и общие черты организма. Ученые называют эти молекулы дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК), которая присутствует во всех организмах, начиная с эмбриональной стадии.
Фрагменты этой ДНК составляют гены. Хотя они возникают естественным образом, можно изменить генетическую информацию животного путем введения чужеродных генов. В случае со светящейся рыбой ученым было достаточно ввести светящийся ген другого животного, чтобы изменить его естественный генетический состав. Это позволило животному проявить чужеродные черты, которые не проявились бы в естественных условиях.
Животные, чьи гены были изменены таким образом, называются трансгенными.
Помимо возможности придать животному новые крутые черты путем изменения его ДНК, трансгенные животные полезны и для человечества. Их используют для лучшего понимания болезней, тестирования методов лечения и производства биологических продуктов, таких как вакцины.
Трансгенные сельскохозяйственные животные обладают большей устойчивостью к болезням и производят более качественную побочную продукцию, например, высококачественное молоко.
Примеры трансгенных животных
Некоторые примеры трансгенных животных включают:
Трансгенные мыши
.Мыши всегда используются в научных экспериментах, поэтому неудивительно, что первым трансгенным животным была именно мышь.
- Вирусолог Рудольф Йениш провел первую генетическую модификацию в Институте Салк в 1974 году.
- Примерно в то же время Беатрис Минц, эмбриолог мышей, проводила собственные изменения генома мыши в онкологическом центре Фокс Чейз.
Они вводили ДНК эмбрионов ранних стадий и пересаживали их самке мыши. Ученые смогли доказать осуществимость этого процесса и тем самым заложили основу для генетических модификаций.
Спустя годы они создали трансгенных мышей, которые болели раком некоторых штаммов. Поскольку морфология их тела в некоторой степени схожа с человеческой, идея заключалась в том, чтобы использовать животных для изучения болезни, наблюдения за ее развитием и тестирования лекарств.
Трансгенные кролики
.Несмотря на популярность в этой области, у использования трансгенных мышей для биомедицинских исследований есть слабая сторона. В некоторых случаях мутации, которые приводят к некоторым заболеваниям человека, не имеют такого же эффекта у мышей. Относительно небольшой размер и некоторые филогенетические особенности мышей также делают их непригодными для некоторых биологических методов.
Кролики, обладающие чертами, более близкими к приматам, стали лучшей альтернативой.
В 1985 году ученые создали первого кролика, в ДНК которого были внесены изменения. Впоследствии трансгенных кроликов использовали для изучения ряда заболеваний, включая СПИД и многие сердечно-сосудистые заболевания. Кроме того, они были полезны для синтеза фармацевтических белков.
Трансгенная курица
Считается, что яйца, снесенные курами с модифицированной ДНК, могут излечить некоторые редкие заболевания домашних птиц.
Ученые смогли создать трансгенных цыплят путем введения в куриный эмбрион чужеродных модифицированных клеток. В 1987 году Д.В. Солтер и Л.Б. Криттенден смогли создать особый вирусный штамм курицы, который был устойчив к птичьему лейкозу.
Считается, что яйца, снесенные курами с модифицированной ДНК, излечивают некоторые редкие заболевания домашних птиц.
В 2015 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) в США разрешило использовать трансгенные куриные яйца для производства определенного лекарства. Препарат, который они назвали Kanuma®, предназначен для лечения редкого заболевания, которое препятствует расщеплению жирных кислот в клетках организма.
Трансгенная рыба
В 1985 году в Китае была получена первая трансгенная рыба. После этого было создано множество трансгенных видов рыб. Одной из причин генетического переноса в рыбе является производство продуктов питания. Процесс модификации увеличил скорость роста рыбы.
Трансгенный лосось был первым видом животных, полученным для этой цели. Однако власти еще не одобрили генетически модифицированную рыбу для коммерческого использования.
С течением времени причины модификации генов рыбы менялись. Ученые начали производить трансгенную рыбу для получения полезных белков для медицинских исследований. Они также создали трансгенных рыб в качестве не млекопитающих объектов для сравнительных исследований.
Модифицированные рыбы также использовались для демонстрации негативного воздействия токсичных веществ в пресноводной и морской среде.
Трансгенные овцы
.В 1996 году британские ученые успешно вывели овечку Долли. Это животное стало первым млекопитающим, полученным из взрослой клетки. До этого упор делался только на эмбриональные клетки.
В случае с Долли они извлекли клетки вымени из белой овцы породы финн-дорсет. Клетки вымени шестилетнего животного были помещены внутрь яйцеклетки, принадлежавшей шотландской овце черной масти. В результате появился эмбрион, который культивировался в течение семи дней, а затем был имплантирован другой шотландской овце.
Вопрос о том, является ли Долли клоном или трансгенным животным, вызвал много споров в научном мире. Люди, придерживающиеся теории клонирования, настаивают на том, что гены, использованные в случае с овцой, были не модифицированы.
Несмотря на это, с тех пор было создано несколько трансгенных овец. Удивительно, но эмбриональные клетки мышей были использованы для восстановления поврежденных сердец овец. Целью экспериментов было проверить, могут ли человеческие стволовые клетки в их эмбриональной форме восстанавливать повреждения сердца.
Помимо исследований, специалисты также использовали трансгенных овец в фармацевтических целях. Некоторые ученые даже питают футуристическую надежду, что трансгенные овцы могут стать полезными при пересадке человеческих органов и клеток для лечения генетических заболеваний.
Трансгенная корова
Рози, трансгенная корова, была выведена в 1997 году для увеличения производства молока и молекулярного земледелия. Дополнительные гены этой трансгенной коровы были введены в клетки молочной железы.
Гены могут происходить от того же вида или от других видов коров. Молоко этих коров также изменяли, чтобы оно содержало вещества (например, некоторые терапевтические белки) для лечения определенных заболеваний человека.
Поскольку исследования еще продолжаются, высказывались предположения, что трансгенные виды будут потенциально полезны во многих других отношениях. Существует мнение, что они найдут применение в других областях, таких как здоровье животных, сельское хозяйство и сохранение окружающей среды.
Трансгенная собака
.Бигль по кличке Руппи был создан в Южной Корее в 2009 году. Она стала первой в мире трансгенной собакой. Исследователи ввели собаке клетки фибробластов с красными флуоресцентными генами с помощью процесса, известного как трансфекция. В результате получилась собака, которая светилась красным цветом под ультрафиолетовым светом.
Надеемся, что метод, с помощью которого была создана Руппи, пригодится в исследованиях, посвященных влиянию эстрогена на фертильность.
Трансгенная обезьяна
Для получения трансгенной обезьяны эксперты использовали ген, встречающийся в естественных медузах. Этот ген — зеленый флуоресцентный белок (GFP), и они добавили его в хромосомы обезьяны.
Трансгенная обезьяна ANDi — это макака-резус. Они выбрали этот вид именно потому, что его ДНК на 95% схожа с человеческой.
Для получения генетической обезьяны генетики использовали в эксперименте в общей сложности 224 яйцеклетки. Из этого числа только три рождения были успешными, и только ANDi был единственным с трансгеном. Однако ген «свечения» у ANDi был рецессивным.
Хотя он не светился, как медуза, проект ANDi был огромным успехом и научным прорывом. Джеральд Шаттен, возглавлявший исследовательскую группу, предположил, что эта процедура станет решающей в лечении смертельно опасных заболеваний человека, таких как рак.
Исследователи внесли еще больше изменений в естественную структуру ДНК этого вида. Ученые прилагают усилия, чтобы изучить и, возможно, найти лекарство и для других заболеваний.
Трансгенные комары
Возможно, одним из самых интересных случаев использования трансгенных животных является создание комаров, которые дают слабое потомство. Обычные комары живут всего несколько дней. Но за этот короткий период они успевают передать множество смертельных заболеваний, включая малярию и Зику.
Генетическая модификация может стать ключом к решению этой проблемы в будущем. Британская компания Oxitec создала трансгенного самца комара с «самоограничивающим геном».
Цель этого гена заключается в том, чтобы потомство, произведенное этим комаром, погибло в течение более короткого периода времени, чем обычно. Однако неизвестно, чем это обернется, поскольку некоторые ученые считают, что эти генетически модифицированные комары могут привести к появлению в будущем более жизнестойкого гибридного вида.
Заключение
С момента создания первого трансгенного животного в 1974 году генетическая модификация распространилась на многие виды. Производство трансгенных животных — это огромный скачок вперед в генетике, и существует множество удивительных возможностей, которые могут быть раскрыты в ближайшие несколько лет.
Читайте также:
