CRISPR допоміг виростити клонованих генетично модифікованих собак

Корейські дослідники виростили генетично модифікованих клонованих собак завдяки поєднанню методу генетичного редагування CRISPR-Cas9 та пересадки ядер соматичних клітин. У собак успішно вдалося спричинити бажану мутацію, при цьому тварини народилися й дожили щонайменше до дорослого віку здоровими, але за ними продовжують ретельно спостерігати. Дослідження опублікували в BMC Biotechnology.

Генетично модифіковані щенята. Okjae Koo / ToolGen

Генетично модифіковані щенята. Okjae Koo / ToolGen

Навіщо клонувати та ще й редагувати собак?

Процедура клонування собак не є новою і проводиться в багатьох лабораторіях світу, відколи вперше її здійснили 2005 року. Люди користуються цією можливістю, щоб повернути свого улюбленця, який загинув, для збереження рідкісних порід чи розмноження елітних робочих собак, наприклад, умілих рятувальників. Водночас собак використовують як модельні організми у деяких біомедичних дослідженнях. Вчені з національного університету Чунгнам з корейськими колегами припустили, що у такому разі є доречним поєднання клонування із генетичним редагуванням. Хоча раніше вже вирощували клонованих собак з модифікованим геномом, але зараз вчені вперше використали поєднання генетичного редагування CRISPR-Cas9, що дає змогу вносити точні мутації, із клонуванням, за якого відбувається перенесення ядра соматичної клітини в без'ядерну яйцеклітину із подальшим формуванням ембріона.

Кого клонували і як це робили?

Дослідники спочатку відібрали клітини шкіри від ембріона собаки породи бігль та піддали їхній геном модифікації завдяки CRISPR-Cas9. Під час редагування вимикали роботу гена, який відповідає за вироблення білка DJ-1, що його у людей пов'язують із хворобами Паркінсона, Альцгеймера та ішемічним інсультом, для вивчення його ролі у розвитку цих недуг. Щоб краще зрозуміти, чи вдалося редагування, до вектора CRISPR-Cas9 приєднали ген зеленого флуоресцентного білка. Завдяки цьому модифіковані клітини (а згодом і тварини) під ультрафіолетовим світлом світилися яскравим зеленим. Ядра цих клітин перенесли до без'ядерних собачих яйцеклітин, отримавши ембріони, 68 із яких перенесли шістьом самкам.

Якими виявилися собачі клони?

Лише одна самка зрештою успішно виносила дитинчат, народивши двох генетично модифікованих щенят. Із цього науковці розрахували, що успішність виведення клонованих із клітин шкіри й генетично модифікованих за допомогою CRISPR-Cas9 собак складає близько 3,7 відсотка, що порівнянно з успіхом отримання собак із редагованим геномом іншими методами.

Флуоресценція лап двох модифікованих собак, у порівнянні з немодифікованим. Dong-Ern Kim et al. / BMC Biotechnology, 2022

Флуоресценція лап двох модифікованих собак, у порівнянні з немодифікованим. Dong-Ern Kim et al. / BMC Biotechnology, 2022

Модифіковані собаки народилися здоровими й станом на 14 місяців все ще не мають патологічних проявів. Але оскільки DJ-1 пов'язаний із віковими хворобами, за тваринами продовжать спостерігати до старшого віку.

Автори припускають, що їхня технологія знайде використання не лише при вирощуванні модельних організмів, а й для усунення генетичних факторів ризику у деяких чистих порід собак без втрати їхніх характерних рис зовнішності.