Genscher kaitseb veiseid tuberkuloosi eest

CRISPR / Cas9 esmakordne kasutamine põllumajandusloomas

Sissetoodud geen muudab lehmad tuberkuloosi suhtes vastupidavamaks - tänu CRISPR / Cas9 ja kloonimistehnoloogiale. © ulleo / pixabay
ettelugemist

Gen tutvustati: teadlased on CRISPR / Cas9 geenikäärid kasutanud esimest korda, et muuta veised veiste tuberkuloosi suhtes vastupidavamaks. Sel eesmärgil infiltreeruvad nad rakkudesse tuberkuloosi nakkuse eest kaitsva geeni. 173st manipuleeritud rakust sai elujõulistest vasikatest vaid 11. Lisaks töötab kogu ainult koos kloonimisega.

Geenikäärid CRISPR / Cas9 peetakse tänapäevase geenitehnoloogia kõige lootustandvamaks tööriistaks. Sest see võimaldab geene ja geenisegmente täpselt genoomi süstida ja seeläbi parandada geenivigu. Teadlastel on juba õnnestunud sirprakuline aneemia vererakkudes heastada ning hiirtel on Duchenne'i lihasdüstroofia ravi olnud edukas. Hiinas on teadlased juba esimesed geenisegmendid inimese embrüotesse sisse viinud - see on inimese iduliini väga vastuoluline sekkumine.

Genschere täpsustas

Kuid ka CRISPR / Cas9 pole eksimatu. Mõnikord ilmnevad sihtmärgivälised mõjud ka uutes geenikäärides, integreerides geeniosad soovimatutesse elunditesse või DNA valesse kohta. Samal ajal võivad raku enda DNA parandamise mehhanismid viia sissetoodud geenide tagasiulatuvalt muutmiseni või elimineerimiseni.

Nüüd on Yanglingi loode- ja ülikoolide Yong Zhangi juhitud teadlased välja töötanud geenikääride variandi, mis töötab täpsemini ja tõhusamalt kui eelmised versioonid. Nad saavutasid selle, asendades ensüümi Cas9 Cas9 nikasega (Cas9n). Kui hästi nende Genscheri variant töötab, näitavad teadlased praktilises rakenduses: Esmakordselt on nad CRISPR / Cas9 veistel kasutanud ja varustanud neid veiste tuberkuloosi vastase resistentsusgeeniga.

Somaatiline tuumaülekanne: täiskasvanud raku tuum kantakse teise ümbrikku. © HHMI

Üksteist vasikat 173 rakust

Veiste loote teadlased kasutasid oma uuringus isoleeritud sidekoe rakke. Geneetilises materjalis kasutavad nad oma geenikäärid resistentsusgeeni NRAMP1 tutvustamiseks. Eelkatsete käigus olid teadlased selgitanud, milline geneetiline materjal oli kõige soodsam. Nende geneetiliselt muundatud rakkude tuumad istutati roogitud veise munaraku tarudesse. See somaatiline tuumaülekanne andis veiseembrüo - põhimõtteliselt klooniti see manipuleeritud sidekoe rakust. kuva

Teadlased kasutasid neist kloonitud embrüodest 173 asendusemadust, kellest üksteist lehma sündisid ja jäid ellu. Uuringud on näidanud, et resistentsuse geen oli nende lehmade sihtrakkudes, kuid mitte soovimatutes kudedes ega elundites. "Meie uuring näitab esmakordselt, et süsteemi CRISPR / Cas9n saab kasutada transgeensete kariloomade tootmiseks ilma soovimatute sihtmärgiväliste mõjudeta, " ütleb Zhang.

Nakkuse eest kaitstud

Nakkustesti abil testisid teadlased seejärel uue resistentsusgeeni mõju: nad manustasid kopsudesse kuus geneetiliselt muundatud lehma ja kuus kontrolllooma, igaüks tuberkuloosi patogeeni Mycobacterium bovis ühe doosi. Järgmise paari nädala jooksul kasutasid teadlased vereproove, et kontrollida, kas bakterid hoidsid ja paljunevad loomade kehas.

Tulemus: kontroll-loomadel ilmnesid kolme nädala möödudes selged tuberkuloosi nakatumise tunnused. Seevastu geneetiliselt muundatud lehmakellade puhul oli kehas säilinud märkimisväärselt vähem patogeene. "Veistel ilmnes suurenenud resistentsus Mycobacterium bovis'e suhtes, " teatavad Zhang ja tema kolleegid.

"Sellega oleme avastanud veiste pärilikus materjalis tehnoloogia ja soodsa positsiooni, mis võimaldab nendesse põllumajandusloomadesse sisestada kasulikke geene." Edukate sündide lehmade üsna madalat kvooti silmas pidades on siiski veel palju tööd teha. Et sellised meetodid oleksid tõuaretuses ja põllumajanduses kasutatavad. (Geenivaramu bioloogia, 2017; doi: 10.1186 / s13059-016-1144-4)

(BioMed Central, 01.02.2017 - MTÜ)