Первые трансгенные животные

Первые трансгенные животные были получены в 1974 г в Кембридже (США) Рудольфом Янишем (Rudolph Jaenisch) в результате инъекции в эмбрион мыши ДНК вируса обезьяны SV40. В 1980 г американским ученым Жоржем Гордоном (Gordon) с соавторами было предложено использовать для создания трансгенных животных микроинъекцию ДНК в пронуклеус (ядро в яйцеклетке) зиготы. Именно этот подход положил начало широкому распространению технологии получения трансгенных животных. В России первые трансгенные животные появились в 1982 г. С помощью микроинъекций в пронуклеус зиготы в 1985 г в США были получены первые трансгенные сельскохозяйственные животные (кролик, овца, свинья).

Все имеющиеся методы переноса генов (трансгеноз) пока еще не очень эффективны. Для получения одного трансгенного животного в среднем необходимы микроинъекции ДНК в 40 зигот мышей, 90 зигот козы, 100 зигот свиньи, 110 зигот овцы и в 1600 зигот коровы.

Роль мыши в создании трансгенных животных

Мыши селектировались, как домашние животные для забавы, еще в древней Японии и Китае. Настоящий взрыв их популярности, как модельного организма, произошел сравнительно недавно, и в результате усилий многих лабораторий на протяжении последних десятилетий было создано и поддерживается большое количество инбредных линий мышей. Они внесли громадный вклад в современные представления об иммунологии, онкологии, эмбриологии и нейробиологии.

Научились выделять и культивировать ранние оплодотворенные яйцеклетки мыши и ранние эмбрионы. В результате и были проведены первые опыты по трансгенозу именно на мыши.

Исследование генома мыши идет параллельно с получением все новых мутантов и сейчас известно примерно 4870 мышиных генов, из которых около 4200 картировано. Не случайно и техника направленного трансгеноза, о которой пойдет речь дальше, также была развита на этом животном.

На рис. 1 приведена схема, которую использовали в большинстве опытов по созданию трансгенных животных и продолжают использовать и сейчас Micklisch ea 1991. Здесь речь идет о внедрении гена множественной лекарственной устойчивости MDR1, но на его месте мог бы оказаться любой другой ген. Путем скрещивания мышей различных линий получают оплодотворенные зиготы. Перед слиянием мужского и женского пронуклеусов в зиготу в мужской пронуклеус (он больше) путем микроинъекции вводят ДНК, которую хотят внедрить в геном. Обработанные таким образом зиготы инкубируют в СО₂ инкубаторе.

Зиготы подсаживают в матку ложнобеременной (их получают скрещиванием с вазэктомированными самцами) самке мыши. Она приносит потомство, которое может оказаться трансгенным, если микроинъецированная ДНК встроилась в геном путем рекомбинации.

Трансгенных потомков (они гетерозиготны по введенному гену) скрещивают с гомозиготными мышами и получают генерацию F1, среди которой, как и положено, половина гетерозигот.

Скрещивают между собой гетерозигот поколения F1 и получают гомозиготных по введенному гену мышей.

Если есть желание, чтобы ген не только встроился, но еще и экспрессировался, его нужно снабдить подходящими регуляторными элементами — промоторами, энхансерами и т. п. Сейчас важно, что мы ввели требуемую генетическую информацию в геном животного, и она наследуется. ДНК в геном животного можно вводить и другими способами.

Рисунок 1 — Схема введения генов и установления гомозиготной линии мышей с помощью микроинъекций.