Поделись улыбкою своей … китайские инженеры-генетики создали суперсобаку с удвоенной мышечной массой
Приветствуем вас на страницах блога iCover! То, что вы видите на фотографии ниже – не плод вашего воспаленного воображения и не результат эксперимента страстного любителя фотошопа. Сегодня это уже наша с вами дополненная реальность и стала она такой благодаря ученым генетикам из института биомедицины и здоровья Гуанчжоу (Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health). Именно так выглядит “суперпес”, у которого трансформирован один единственный, но очень важный ген.
О цели эксперимента над братьями нашими меньшими, его результатах и возможных последствиях мы поговорим в этой статье.
Фактически, свое влияние на генетику собак люди начали оказывать еще 3600 лет назад, когда решили одомашнить волка. И именно собаке, — его отдаленному потомку в описании механизма “Происхождения видов” Дарвин уделил особое внимание. По мнению генных инженеров из Гуанчжоу, сегодня имеются все возможности для того, чтобы не только ускорить естественный процесс эволюции, но и придать ему нужное направление. Сразу оговоримся, что пока речь идет о собаках. Пока…
С недавних пор на лучшего друга человека возложена новая ответственная миссия. Группа инженеров-генетиков из Института биомедицины и здоровья в провинции Гуанчжоу (Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health) под руководством Лиэнгксу Лай (Liangxue Lai) объявила о создании первого в своем роде “суперпса” с качествами, приобретенными в результате коррекции генома. Акцент в эксперименте был поставлен на экстерьере собаки, мышечную массу которой планировалось увеличить более чем вдвое. Приобретение усиленного мышечного каркаса, как считают китайские специалисты, усилит выносливость и скоростные качества собак, что позволит с успехом использовать их в полиции, армии, на государственной спецслужбе.
В ходе многочисленных экспериментов и наблюдений процессов мутации в природе генетики пришли к выводу, что отсутствие в цепочке ДНК гена, отвечающего за производство миостатина (myostatin), который в организме отвечает за контроль уровня белка в организме приводило к усиленному росту мышечной массы. Естественное нарушение мутации с потерей или подавлением гена миостатина в природе характерно для единственной породы собак – уиппетов, говорит Ева Енгвал (Ева Engvall) – заводчик, точно определившая причину изменение внешнего вида уиппета в 2007 году.
Неконтролируемая природная мутация гена миостатина уиппета. Слева т. н. “уиппет-хулиган” с признаками мутации
Уиппет-хулиган Венди с дефектным геномом (естественная мутация)
Технология CRISPR/Cas9
В качестве технологического инструмента для преобразования собачьего генома была выбрана относительно недорогая и наиболее точная технология CRISPR/Cas9 позволившая удалить из цепочки ген, отвечающий за производство миостатина.
Перекодирование генетической информации по технологии CRISPR/Cas9 предполагает введение в эмбрион молекул определенных ферментов, приводящих к расщеплению ДНК в нужном месте с последующей ”перекоммутацией” цепочки но уже без учета потенциально опасного гена. На место исключенных из цепочки генома молекул устанавливаются те, которые были введены посредством наноинъекции.
Цель эксперимента, проведенного группой Лиэнгксу Лай – “… Использовать генные технологии для искусственного воссоздания ряда отклонений и заболеваний, встречающихся у собак и человека, что позволит значительно более эффективно разрабатывать профилактические и лечебные схемы. Анатомические, физиологические и метаболические процессы, происходящие в организме собак по характеру протекания очень близки к тем, которые имеют место в организме человека. Поэтому вероятность того, что технологии, использованные нашей группой в экспериментах с собаками при их минимальной коррекции смогут быть успешно использованы и при лечении людей очень высока”.
Геркулес и Тиангу – первые собаки на планете, эмбрион которых был искусственно скорректирован путем полного удаления (Тиангу) и подавления (Геракулес) гена миостатина.
После успешных экспериментов с биглями Геркулесом и Тиангу группа Лая планирует приступить к созданию особей с искусственно стимулированными симптомами болезни Паркинсона, мышечной дистрофии и прочих тяжелых заболеваний человека. Таким образом, собак с отредактированной ДНК в лаборатории Лиэнгксу Лай планируется использовать в экспериментах с новейшими методами лечения заболеваний, с трудом, или не поддающихся излечению на сегодняшний день.
Элиан Острандер из Национального института здравоохранения, изучающая влияние уровня миостатина на организм собак оценивает работу китайских генетиков очень высоко, считая, что редактирование генома вполне может быть использовано для коррекции генетических заболеваний, характерных для других пород собак. Вместе с тем, признает она, для окончательных выводов о безопасности методики для животных, а, тем более, для человека должно пройти время.
Коррекция ДНК на уровне эмбриона позволит оказать влияние на каждую клетку организма животного, включая яйцеклетку и сперматозоиды, что впоследствии послужит причиной корректировки всей «зародышевой» линии. К такому выводу китайские ученые пришли, проанализировав сперму Геркулеса, подвергшегося искусственной мутации. "Благоприятные черты, которые следуют из редактирования гена смогут быть переданы из поколения в поколение," – уверены генетики. Вместе с тем, пропорционально увеличиваются и последствия в случае допущения даже самой незначительной ошибки в начале пути.
Известны также и “гарвардские” генетические эксперименты с эмбрионами пары макак-резус годичной давности, поставленные с целью изучения возможности получения стволовых клеток. Животные родились здоровыми и на сегодняшний день пребывают на этапе тестирования, которое продлится 3 года.
Аналогичные естественные мутации при отсутствии гена, отвечающего за производство миостатина, наблюдаются и у крупного рогатого скота “мясной” породы Belgian Blue. Контролированная коррекция ДНК путем подавления или удаления миостатина искусственным путем, проведенная с целью улучшения качества породы по прошествии времени не вызвала отрицательных последствий и не доставила животным видимого дискомфорта. Коровы и телята выглядят вполне бодро и на здоровье, как видно, не жалуются.
Яркий представитель мясной породы belgian blue, в днк-цепочке которого отсутствует ген миостатина (double muscling фенотип)
Результаты эксперимента группы генетиков позволяют Лиэнгксу Лаю оценивать перспективы методики весьма позитивно: "… Технология CRISPR/Cas9 — уверен он — позволит направить и взять процесс формирования широкого спектра полезных качеств животных под контроль человека".
Как утверждают в инициативной группе ученых генетиков они стали первыми, кто использовал искусственное редактирование генома собак на уровне гена меостатина для создания представителей породы с индивидуальными физическими данными. На вопрос журналистов о том, собираются ли экспериментаторы из группы Лиэнгксу Лая заниматься направленными мутациями генома собак “под заказ” хозяев ученые отвечают резко отрицательно.
Вместе с тем, Лай не исключает, что успех эксперимента вдохновит другие группы генетиков к использованию его результатов в коммерческих целях. Блестящее подтверждение его слов – генномодифицированные “чайные” мини-свиньи, выращенные в лаборатории китайского института BGI, предлагаемые с сентября 2015 года по $1600 «за пятачок».
Чайные мини-свинки с измененным геномом. ”Работа” инженеров лаборатории института BGI(Китай)
С учетом остроты и масштабов вопроса, дискуссии относительно этического права использования технологии CRISPR/Cas9 в научных кругах, обществе и Церкви неизменно рождают достаточное количество ярых противников и последовательных сторонников. И отношение к экспериментам в этой области, как считают китайские генетики может измениться после успешных опытов с лабораторными биглями. Как утверждает Лиэнгксу, эксперимент прибавил собакам не только мышечной массы, но и сообразительности и нескольких лет жизни. Церковь убеждена, что стартовав с опытов над животными, генетики неизбежно перейдут к экспериментам над людьми, запустив дьявольский необратимый механизм вырождения человечества в мутантов. Геном человека, по мнению скептиков – та последняя черта, перейдя которую человечество обречет себя на самоуничтожение.
Для тех наших читателей, которые не знакомы с подробностями последних экспериментов с геномом человека, напомним, что в апреле этого года группа китайских инженеров-генетиков из той же провинции Гуанчжоу университета Сунь Ятсена (Sun Yat-sen University) уже провела первый в истории человечества эксперимент по коррекции генома эмбриона человека, удалив гены, ответственные (по их мнению) за фатальное нарушение процесса кровоснабжения, приводящее к смерти эмбриона. В ходе эксперимента была использована та же технология CRISPR/Cas9, что и в опытах Лиэнгксу Лая.
Вместе с тем, как отмечает Карл Зиммер (Carl Zimmer) на страницах National Geographic, методика CRISPR изучена достаточно мало для того, чтобы транслировать полученный опыт на человека. Более того, в ходе ряда экспериментов коррекция ДНК в геноме была осуществлена неточно, что можно сравнить с бомбой замедленного действия. Последствия такой ошибки, по мнению Зиммера, могут оказаться фатальными для целых поколений. И тем не менее, дальнейшие эксперименты в этом направлении с совершенствованием технологии CRISPR/Cas9 и улучшением качества статистики необходимы.
Сейчас выведенные собаки содержаться в питомнике Генерального отделения Научно-исследовательского института фармацевтики в Гуанчжоу. Вслед за собаками, согласно списку, согласованному институтом с китайской академии наук на очереди окажутся кролики, крысы, обезьяны и козы. С учетом видимых успехов китайских генных инженеров и расширенного финансирования программы редактирования ДНК государством, центр мировой генной инженерии с большой долей вероятности уже в самом ближайшем будущем переместится в Китай.
Естественные природные мутации в геноме человека, приводящие к подавлению миостатина крайне редки. Так в 2004 году врачи сообщили о рождении ребенка, рожденного с явными признаками оформившейся мускулатуры бедер и плеч. Проведенные исследования подтвердили отсутствие миостатина в геноме младенца. Уже в возрасте 4,5 лет мальчик свободно и с удовольствием работал с гантелями весом в 3 кг.
Сегодня ген, отвечающий за производство миостатина изучен достаточно хорошо, а обрывочная информация о возможностях экспериментов в этом направлении стимулирует к поиску возможности его блокировки в различных терапевтических и спортивных целях. Но если в спорте такой способ стимуляции роста мышечной массы можно приравнять к “генетическому допингу”, то у мальчиков, страдающих мышечный дистрофией (болезнь Дюшена) такая технология может стать прямым медицинским показанием.
Блокирование пути от гена миостатина к его продукту и, далее, к мышечным клеткам, выступающим в качестве ”мишеней” позитивно отражается на метаболизме клеток скелетной мускулатуры. Кроме того, как свидетельствует ряд исследований, миостатиновый ген вовлечен в процесс старения и имеет непосредственное отношение к процессу “кахексии”, развивающемуся при наступлении многих патологических состояний, включая СПИД.
Уважаемые читатели, мы с удовольствием встречаем и ждем вас на страницах нашего блога. Мы готовы и дальше делиться с вами интересными публикациями и сделаем все возможное для того, чтобы время, проведенное с нами доставило вам удовольствие. Приглашаем подписаться на наши рубрики и обещаем — скучать не придется!
Другие наши статьи и события
