Ученые из Института нейронаук Китайской академии наук достигли успеха в клонировании животных с геномом, измененным с помощью технологии CRISPR/Cas9. Сначала они получили несколько макак с нокаутированным геном BMAL1, запускающим циркадный цикл, а затем клонировали одну из них. В итоге родилось пять ее клонов. Подобный способ «производства», по мнению китайских ученых, позволит, во-первых, обходиться их коллегам меньшим числом лабораторных животных, а во-вторых, получать испытуемых с геномами, которые лучше всего подходят для тех или иных исследований.
Клонированные макаки с отредактированным геном циркадного ритма BMAL1
© SCIENCE CHINA PRESS
Ученые получили итоговый результат в два этапа. Сначала они провели редактирование генома в уже оплодотворенных эмбрионах макак, сломав в них с помощью системы CRISPR/Cas9 ген BMAL1. Этот ген кодирует белок, активирующий транскрипцию генов других белков — PER и CRY, которые, в свою очередь, тесно связаны с циркадными ритмами. Накопление этих белков происходит днем, а ночью они распадаются, и весь этот цикл повторяется каждые 24 часа. Если отключить ген BMAL1, который запускает цикл, то животные плохо спят, у них активизируется двигательная активность по ночам, они чувствуют тревогу и впадают в депрессию.
31 из 88 отредактированных эмбрионов были отобраны для инициации беременностей, из них восемь окончились рождением здоровых обезьян. Пятеро родившихся макак имели нокаутный BMAL1, трое оказались носителями обычного, рабочего гена.
Затем ученые отобрали особей, у которых отключение гена прошло успешно и чье поведение говорило об этом лучше, чем у других. 10-месячных животных поместили в клетки, которые освещались 12 часов в сутки, и в течение двух недель наблюдали за тем, как они проводят «дни» и «ночи». Нокаутные макаки по «ночам» были намного более активны, чем контрольные животные, в особенности тревожно себя вела одна из них, макака А6.
Она-то и стала донором в следующем эксперименте китайских ученых, которому посвящена отдельная статья, также вышедшая сегодня. У нее взяли фибробласт, обычную клетку тела, которая участвует, например, в заживлении ран, синтезируя коллаген. Из фибробласта извлекли ядро, несущее измененный геном, и заменили им ядро в яйцеклетке другой макаки с нормальными генами.
325 эмбрионов, полученных таким образом, были использованы для того, чтобы инициировать беременность в 65 макаках. Из них 16 макак успешно забеременели, родив в итоге пятерых клонов макаки с нокаутированным BMAL1, с мутациями в обеих аллелях и без мозаицизма (т.е. абсолютно во всех клетках макак этот ген был сломан). Ядерный геном всех клонов был полностью идентичен геному макаки-донора.
Фото клонов макаки А6: макаки B1, B2, B3, B4 и B5
© Zhen Liu et al. / National Science Review / CC BY 4.0
По словам ученых, их успех позволит в будущем создавать на подобных «фабриках модельных животных» обезьян для изучения самых разных болезней, связанных с поломками в генах, — заболеваний головного мозга, иммунных и метаболических нарушений и рака, а клонирование позволит обойтись меньшим количеством животных, требуемых для клинических испытаний новых препаратов.
Источник: chrdk.ru
