Животные напичканные гмо. Эра генетически модифицированных животных (3 фото). Золотые морские коньки

Трансгенные животные, экспериментально полученные животные, содержащие во всех клетках своего организма дополнительную интегрированную с хромосомами чужеродную ДНК (трансген), которая передается по наследству по законам Менделя. Изредка трансген может реплицироваться и передаваться по наследству как экстрахромосомный автономно реплицирующийся фрагмент ДНК. Термин «трансгеноз» был предложен в 1973 для обозначения переноса генов одних организмов в клетки организмов других видов, в том числе далеких в эволюционном отношении. Получение трансгенных животных осуществляется с помощью переноса клонированных генов (ДНК) в ядра оплодотворенных яйцеклеток (зигот) или эмбриональных стволовых (плюрипотентных) клеток. Затем в репродуктивные органы реципиентной самки пересаживают модифицированные зиготы или яйцеклетки, у которых собственное ядро заменено на модифицированное ядро эмбриональных стволовых клеток, либо бластоцисты (эмбрионы), содержащие чужеродную ДНК эмбриональных стволовых клеток. Имеются отдельные сообщения об использовании спермиев для создания трансгенных животных, однако этот прием пока не получил широкого распространения.

Ученые приспособили вирусы для решения практических задач, прежде всего в генной инженерии. Генная инженерия родилась в 1972 году, когда Пол Берг собрал первую рекомбинантную ДНК, содержащую фрагменты ДНК вируса SV40 и бактерии E.coli. Вирусы в этом случае использовались исключительно как удобная модель. Несколькими годами позже Бойер синтезировал рекомбинантную ДНК с геном человека, ответственным за синтез инсулина, и внедрил его в бактерию. Это была уже технология. Но для внедрения гена в бактерию вирус не требуется, это можно сделать гораздо проще. Другое дело - клетки высших организмов, тут не обойтись без вирусов с их всепроникающей способностью и умением внедрять свой геном в ДНК клетки-хозяина, отточенными до совершенства за миллиарды лет эволюции.

Немецкого биолога Рудольфа Яниша интересовал вопрос, который не давал покоя ученым на протяжении уже нескольких десятилетий: почему при заражении взрослых мышей различными вирусами развиваются только определенные формы рака? Для проверки некоторых своих предположений Яниш решил заразить вирусом SV40 эмбрионы мышей на самой ранней стадии развития и посмотреть, что из этого выйдет и будут ли у выросших особей появляться опухоли. После года экспериментов им удалось доказать, что ДНК вируса внедряется в геном эмбриона и передается по наследству. В 1974г. Минц и Яниш получили первое генетически модифицированное животное.

В России первые трансгенные животные появились в 1982 г. С помощью микроинъекций в пронуклеус зиготы в 1985 г.

«Под руководством академика РАСХН Л. К. Эрнста получены свиньи с интегрированным в геном рилизинг-фактором гормона роста. По утвержде­нию создателей, продукция, получаемая от этих экспериментальных животных, менее жирная, высококачественная и безопасная, что подтверждается исследо­ваниями Института питания РАМН. Надо подчеркнуть, что все трансгенные орга­низмы, будь то растения или животные, должны пройти длительные испытания на их биологическую безопасность и только после этого их могут разрешить к культивированию. В настоящее же время, скажу ещё раз, на территории Российской Федерации запрещено коммерческое вы­ращивание и использование в промыш­ленных масштабах трансгенных растений и животных.»

ЗА И ПРОТИВ

ПРОТИВ? Все чаще исследования независимых ученых в области ГМО заканчиваются все новыми и новыми скандалами. Особо активно заговорили о небезопасности трансгенных культур с конца 1998 года. Британский иммунолог Арманд Пуцтаи в телевизионном интервью заявил о снижении иммунитета у крыс, которых кормили модифицированным картофелем. Также "благодаря" меню, состоящему из ГМ-продуктов, у подопытных крыс обнаружили уменьшение объема мозга, разрушение печени и подавление иммунитета.

ЗА? «Сходные результаты получила в опытах 2005-8 годов доктор биологических наук И.В. Ермакова потомство крыс самок, которых кормили ГМ соей, оказалось ниже весом и ослабленным по сравнению c контрольной группой. По утверждению Ермаковой употребление генно-модифицированной сои негативно влияло на репродуктивные функции животных, приводило к нарушению баланса гормонов и бесплодию».

ЗА? В свою очередь НИИ питания РАМН опубликовало статью в журнале «Вопросы Питания» о схожем эксперименте над крысами. «В статье представлены результаты оценки влияния генетически модифицированной (ГМ) кукурузы на пренатальное и постнатальное развитие потомства трех поколений животных. В эксперименте использовано 280 взрослых животных (160 самок и 120 самцов) и 1545 крысят 1-го месяца жизни. Животных разделили на две группы, получавшие рационы с включением ГМ-кукурузы (опыт) и ее изогенного контроля (контроль). Кукурузу включали в рацион в максимально возможном количестве, не нарушавшем баланс основных пищевых веществ (31,4% по калорийности). При анализе данных, полученных при изучении пренатального развития (предимплатационная и постимплантационная гибель, соматометрические показатели плодов) и постнатального развития (физическое развитие, выживаемость, динамика соматометрических показателей) по­томства, не выявили какого-либо влияния ГМ-кукурузы в сравнении с изогенным контролем. Все показатели находились в пределах физиологических норм, характерных для животных данного вида и возраста. Таким образом, употребление с рационом агравированных количеств ГМ-кукурузы не оказывало какого-либо воздействия на развитие потомства крыс».

ЗА. Один из основных аргументов сторонников ГМО – это то, что именно они помогут решить продовольственные проблемы на нашей маленькой планете. Даже в наши благополучные времена на Земле есть места, где люди ежедневно умирают от голода. По большей части это относится к Африканским странам. Сторонники ГМО говорят о том, что при помощи данной технологии можно вывести такие растения, которым и засухи африканские будут нипочем и разные болезни растений.

Против? «В 2000 году Всемирная организа­ции продовольствия ООН (FAO) зая­вила, что проблема продовольствия в мире может быть решена без ГМ продукции. Больше того, в резолю­ции ФАО от 6 мая 2007 года указыва­лось, что «только экологически чистая пища пригодна для решения проблемы голода и оздоровления человечства» Таким образом, аргументацию об «использовании ГМ растении для решения проблемы голода в мире-следует считать надуманной, а без предоставления независимых науч­ных экспертиз безопасности ГМ про­дуктов и вовсе недействительной».

ЗА. Использование ГМО снизит или даже совсем избавит от использования химии в сельском хозяйстве.

Против. Как правило, сторонники ГМО игнориру­ют тот факт, что гены не изолированы друг от друга, а функционируют в процессе построения организма совместно с другими генами.

ЗА. Трансгенные организмы будут не требовательны к пище и стойки к заболеваниям, их использование сократит эрозии почв.

ЗА. При помощи ГМО можно будет выращивать органы для трансплантации. Тысячи людей умирают ежедневно, так и не дождавшись донорской почки или печени. А вот при помощи генной инженерии можно будет выращивать органы в любых количествах и довольно быстро. Генная инженерия поможет вырастить сырье для биотоплива, которое в ближайшем будущем потеснит бензин с наших заправок. При помощи ГМО можно будет создавать новые лекарства, выращивать растения для изготовления тканей.

Против? «Резко отрицательную позицию по отношению к широкомасштабному внедрению ГМ растений в России заняли представители института физиологии растений им. К.А. Тимирязева, в том числе член-корреспондент РАН Вл. Кузнецов. Ряд ученых привели экспериментальные данные, свидетельствующие о негативном воздействии кормов, содержащих ГМО, на потомство животных. Исследователями Всероссийского института картофельного хозяйства было установлено, что питательная усвояемость ГМ картофеля составляет всего 50% от обычного картофеля. Поэтому предложенные К. Скрябиным два ГМ сорта карто­феля не были Госсорткомиссией МСХ России допущены к использованию в сельскохозяйственном производстве РФ.»

ГДЕ НАЙТИ?

Впервые генномодифицированные продукты появились на рынке в начале 1990-х годов. В 1994 коммерциализирован генетически модифицированный томат (FlavrSavr), продукции компании Calgene с повышеной лежкостью. Генетическая трансформация в этом случае не приводила к встраиванию какого-либо гена, а касалась исключительно удаления гена полигалактуроназы при помощи антисенс-технологии. В норме продукт этого гена способствует разрушению клеточных стенок плода в процессе хранения. FlavrSavr недолго просуществовал на рынке, поскольку существуют более дешевые конвенционные сорта с такими же свойствами. Большая часть современных генномодифицированных продуктов растительного происхождения. По состоянию на 2009 год, коммерциализированно и допущено к выращиванию как минимум в одной стране 33 вида трансгенных растений: соя - 1, кукуруза - 9, рапс- 4, хлопчатник - 12, сахарная свекла - 1, папайя - 2, тыква - 1, паприка - 1, томат - 1, рис - 1. На разных стадиях рассмотрения запросов на допуск находится ещё примерно 90 разных видов трансгенных растений в том числе картофель, слива, люцерна, фасоль, пшеница, земляной орех, горчица, цветная капуста, перец чили и другие.

В статье “Технический регламент таможенного союза «О безопасности пищевой продукции». Размышления экспертов” Л.М. Шалова, В.И. Гельгор (ОАО «ВНИИС») говорится о том, что важно чтобы люди поняли, что ген - это структурная единица белка и что генетические изменения происходят лишь в живом организме.

Бессмысленно искать ГМО в продуктах, где белка нет или он содержится в ничтожных количествах - сахаре, соли, минеральной воде, растительном масле, алкогольных напитках и т.д. Не нужно искать ГМО и в дикорастущих плодах. А «генно-модифицированный крахмал» стал вообще главной «уткой» газетных публикаций. Между тем модификация - это просто изменение, и совсем не обязательно генетическое. В перечень пищевых добавок включен крахмал, обработанный кислотой щелочью, ферментными препаратами, отбеленный окисленный (но термин «модифицированный» во избежание недоразумений там вообще отсутствует, хотя в перечнях компонентов на упаковке продукции крахмал обычно именно «модифицированный»!). Кстати, согласно справочнику «Химический состав пищевых продуктов», в картофельном крахмале содержится лишь 0,2 % белка!

Так как же нам определить какие продукты содержат трансгены и какое предприятие использует ГМО для изготовления продуктов питания? На страницах сайтов мы часто наталкиваемся на черный список компаний, использующих ГМО, опубликованный якобы общественная некоммерческая независимая международная организация, Гринпис. Зайдя на сайт www.greenpeace.org можно обнаружить статью, содержащую данную фразу: «В связи с появлением в Интернете «чёрного списка» компаний, использующих ГМО, со ссылкой на сайт greenpeace.org, считаем необходимым заявить, что Гринпис не имеет к распространяемому перечню никакого отношения».

Офисы Гринпис в разных странах и в разные годы действительно выпускали справочники, помогающие потребителям отличать товары с генетически модифицированными ингредиентами. При этом компании в них делятся, как правило, на два списка: красный (производители, использующие ГМО) и зелёный (отказавшиеся от трансгенов компании).

Гринпис не создают универсальных справочников, актуальных в любой стране мира. Каждый список организации составляется на основе данных компаний – юридических лиц, зарегистрированных в соответствующей стране, и лабораторных исследований продуктов, приобретенных в местных магазинах. Необходимо учесть, что экологическая политика международных компаний нередко варьируется от страны к стране, а значит продукт одной и той же марки, продаваемый, скажем, в Китае, может содержать ГМО, а в России – нет.

Как упоминалось выше все продукты, со­держащие не менее 0,9% ГМ-компонентов. «Подлежат маркировке, но зачастую не маркируются. Так, недавний мониторинг московского и подмосковного пищевых рынков показал, что из 400 наименований пищевых продуктов 111 были генетически модифицированными, причём лишь незначительная часть ГМ-продуктов была маркирована производителем»,-В.В. Кузнецов директор Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева РДЦ председатель комитета «Биобезопасность пищевых продуктов и методы её контроля».

Журнал Основы Безопасности Жизнедеятельности в 7 номере 2010г. опубликовал список производителей, применяющих ГМО в своем производстве:

♦ «Кока-Кола», «Спрайт», «Фанта», «Пепси», «Миринда», «7UP»;

♦ йогурты и прочие молочные продукты «Да-нон», «Вимм-Билль-Данн», «Эрман» и многие дру­гие;

♦ различное детское (!) питание (особенно от «Нестле»);

♦ шоколадные батончики «Марс», «Сникерс», «Баунти», «Твикс», «МилкиВэй», «Пикник», «Шок» и др.;

♦ детские молочные коктейли и шоколадки «Несквик» и «Растишка»;

♦ лапша быстрого приготовления «Ролтон» и других фирм-производителей;

♦ кетчупы «Балтимор» и т.п.

ПОСЛЕДСТВИЯ И РИСКИ

По мнению многих учёных, использование ГМ-растений может при­вести к следующим последствиям:

Гибели почвообразующих микроор­ганизмов и беспозвоночных животных в результате оставления на полях фрагментов трансгенных растений, несущих токсины;

Потере разнообразия генофонда диких сородичей культурных растений в генетических центрах их происхождения вследствие переопыления их с родствен­ными трансгенными растениями. Так, в Мексике, центре происхождения по меньшей мере 59 сортов ма­иса, в 2001 году в абориген­ном, диком виде кукурузы обнаружен фрагмент искусственной генетической вставки - вирусный произошло в страну трансгенной кукурузы из США (по данным статьи: Quist D. Chapela I. Transgenic DNA Introgressed into Traditional M&ize Landraces in Oaxaca, Mexico 11 Nature 414, 6863, November 29, 2001);

Неконтролируемому переносу гене­тических конструкций, особенно опреде­ляющих различные типы устойчивости к пестицидам, вредителям и болезням растений вследствие переопыления с дикорастущими родственными и предковыми видами, в связи с чем происходит снижение биоразнообразия дикорастущих предковых форм культурных растений и формирование новых форм суперсорня­ков. Примером такого «перепрофилиро­вания» может служить ситуация в Канаде, где, переопылившись с дикими близко­родственными видами, распространился ГМ-рапс. Будучи устойчивым к действию гербицидов, он превратился в суперсорняк.

Вред, который может нанести здоровью человека, применения ГМ продуктов:

Угнетение иммунитета, аллергические реакции и метаболические расстройства, в результате непосредственного действия трансгенных белков. (В Швеции, где трансгены запрещены, болеют аллергией 7% населения, а в США, где они продаются даже без маркировки - 70,5%.

Также по одной из версий, эпидемия менингита среди английских детей была вызвана ослаблением иммунитета в результате употребления ГМ-содержащих молочного шоколада и вафельных бисквитов);

Различные нарушения здоровья в результате появления в ГМО новых, незапланированных белков или токсичных для человека продуктов метаболизма;

Нарушения здоровья, связанные с накоплением в организме человека гербицидов. (Большинство известных трансгенных растений не погибают при массовом использовании сельскохозяйственных химикатов и могут их аккумулировать. Есть данные о том, что сахарная свекла, устойчивая к гербициду глифосат, накапливает его токсичные метаболиты);

Основные риски использований ГМ-продуктов питания кроются не столько в трансгенном белке, сколько в непрогнозируемом изменении клеточного ме­таболизма растения в процессе его трансформации, то есть встраивания трансгена в растительный геном. Растения в норме синтезируют десятки тысяч различных ве­ществ, а с учётом того, что в отличие от всех других живых организмов растения имеют так называемый вторичный метаболизм - сотни тысяч.

Выделяют следующие основные агротехнические риски при выращивании ГМ-сортов:

Риски непредсказуемых измене­ний нецелевых свойств и признаков модифицированных сортов, связанные с плейотропным действием введённого гена. Например, у сортов, устойчивых к насекомым-вредителям, может снизиться устойчивость к патогенам при хранении и устойчивость к критическим температурам при вегетации;

Снижение сортового разнообразия сельскохозяйственных культур вслед­ствие массового применения монокультур ГМО;

Риски отсроченного изменения свойств через несколько поколений, свя­занные с адаптацией нового гена и с прояв­лением как новых плейотропных свойств, так и изменением уже декларированных;

Неэффективность трансгенной устой­чивости к вредителям через несколько лет массового использования данного сорта;

Сверхзависимость фермеров от моно­полизма производителей генетически мо­дифицированных семян и химикатов;

Невозможность предотвратить гене­тическое загрязнение посевов нормальных (не трансгенных) сельскохозяйственных культур на прилегающих полях при выра­щивании генетически модифицированных растений;

Истощение и нарушение естественного плодородия почв. ПЙ-культуры с генами, ускоряющими рост и развитие растений, в значительно большей степени, чем обычные, истощают почву и нарушают её структуру. В результате подавления ток­синами ГМ-растений жизнедеятельности почвенных беспозвоночных, почвенной микрофлоры и микрофауны происходит на­рушение естественного плодородия почв. [наука и жизнь]

Болезнь Моргеллонов

Болезнь Моргеллонов - это самая загадочная и самая «последняя» болезнь обнаруженная у человека. Многие считают что она появилась из-за психологических расстройств, другие винят в этом ГМО, военных инженеров, следы облаков появляющихся после пролетов самолетов. Но то, что это болезнь необычная и она заставляет людей просто сдирать с себя кожу. Наша наука идет вперед и с нею наши новые болезни. Стоит ли винить в этом ГМО?

Люди, страдающие от этого неописанного кожного заболевания сообщают о ряде кожных симптомов включая ползание, покусывание и язвительные ощущения; гранулы, нити, волокна, чёрные, подобные пятнышкам образования на и под кожей, различные поражения кожи (например: сыпь или язвы). В дополнение к образованиям на коже больные также сообщают об усталости, умственной рассеянности, потере кратковременной памяти, боли в суставах и изменениях в зрении.

В одной из газет 2006 года исследователи из Фонда исследований болезни Моргеллонов обнаружила, что наиболее часто заболевание Моргеллонов стречается в Калифорнии, Техасе и Флориде. Основная масса случаев была отмечена в Лос-Анджелесе и Сан-Франциско (штат Калифорния) а также вгородах Хьюстон Даллас и Остин (штат Техас). На Калифорнию приходится 26% от всех случаев заболеваний в США, но также и все 50 штатов и 15 других государств, включая Канаду, Великобританию, Австралию и Нидерланды предали гласности случаи заболевания Моргеллонов. Основными социальными прослойками с зарегистрированным заражением оказались няни, сиделки, медсестры и учителя с троекратным превосходством в численности первых в сравнении с количеством заражения в учительской среде. Предположительно, риск-фактор одинаковый для всех групп, состоит в возможности передачи возбудителей инфекции.

Виталий Цитовский является профессором биохимической и клеточной биологии в Нью-Йоркском Университете Стони Брука (Государственный Университет Нью-Йорка). Он является мировым авторитетом по генной модификации клеток агробактерий - почвенных бактерий, вызывающих болезнь желчной короны (один из видов бактериального рака у растений), который широко использовались в создании генетически-модифицированных растений, способные передавать часть своего генетического материала, вызывающие опухоль плазмиды Т-ДНК, геному растения.

Образцы кожи заболевших Моргеллоновой болезнью были подвергнуты высокоточной цепной реакции полимеразы для определения генов в хромосомах агробактерии, а также определения вирулентности генов агробактерий и Т ДНК в Ти-плазмидах. Они обнаружили, цитата: «…все пациенты, проверенные к тому моменту, имели положительный тест на наличие агробактерий, в то время как этот микроорганизм не был обнаружен ни в одном из образцов, полученных от здоровых людей». Предварительное заключение звучит как: «Агробактерия может иметь прямое отношение к этиологии» заболевания Моргеллонов.

ДНК бактерий существуют не только в виде хромосом, но и в виде маленьких кольцевых молекул (плазмид). Бактерии Agrobacterium tumefaciens помимо прочих содержат плазмиды, вызывающие опухоли (Ti-плазмиды). На такой плазмиде среди прочих генов имеется так называемая область Т-ДНК, содержащая гены, отвечающие за образование опухоли на растениях и синтез опинов. Именно этот кусочек плазмиды агробактерии встраивают в ДНК растений. Выяснилось, что агробактерии в принципе способны переносить в растения любую ДНК, которая расположена в этом месте плазмиды. Поэтому в плазмидах, используемых в генно-инженерных целях, природные гены заменяют любыми другими, представляющими интерес для человека. Как правило, это два-три гена: целевой, который придает, например, устойчивость к насекомым; селективный, который придает устойчивость к определенным веществам (чаще всего - антибиотикам), что позволяет трансформированной клетке расти в питательной среде с антибиотиками, в то время как нетрансформированные клетки в ней гибнут; и иногда - репортерный ген, который позволяет качественно определить трансформированную клетку, например, по окрашиванию или свечению в ультрафиолетовом свете.

Агробактерии не только заражают клетки человека и животных, но также вызывают миграцию генов в них. Это открытие сделал профессор Цитовский с коллегами из Государственного исследовательского университета Нью-Йорка Стони Брук. До этого момента все сообщество генных инженеров полагало, что агробактерии не инфицируют клетки животных и конечно не вызывают передачи им свои гены. Было установлено, что агробактерии переносят Т-ДНК в хромосомы человека. В устойчиво преобразованных клетках HeLa (группа клеток для исследования рака у пациента – прим. пер.) интеграция произошла по правой границе Т-ДНК - точно также как если бы процесс произошёл бы с геномом клетки растения, что наводит на то, что изменения агробактериями человеческих клеток происходят по схожему механизму, что и трансформация клеток растений. Раковые клетки человека, нейроны, клетки - все они трансформировались под воздействием Т-ДНК агробактерий. Комментируя это исследование Джо Камминс предупреждал об опасности для лабораторных работников и фермеров.

КАК ВЫБРАТЬ?

Наверное, нет универсального и стопроцентного совета при выборе качественного, а, тем более, не содержащего ГМ добавок, продукта питания. Но, несомненно, есть предписания, которые снизят риск приобретения опасного продукта.

1) ЧИТАЙТЕ ЭТИКЕТКИ НА ПРОДУКТАХ и избегайте компонентов на соевой основе, таких, как соевая мука, сыр тофу, соевое масло, лецитин (Е322) и гидролизированный растительный белок, компоненты на кукурузной основе, такие, как модифицированный крахмал, кукурузная мука, кукурузный крахмал, кукурузное масло и полента.

Этих компонентов надо избегать просто потому, что нет способа узнать, содержат ли они производные генетически изменённых сои или кукурузы.

2) ПОКУПАЙТЕ ДЛЯ СЕБЯ ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ ИЗ НАДЁЖНОГО ИСТОЧНИКА: Сертифицированные органические продукты имеют гораздо меньшую вероятность быть затронутыми генной инженерией. По возможности отдавайте предпочтение органическим, натуральным продуктам.

3) ЕДА ДОМАШНЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ, - хлеб, торты, творог и т.д., вне сомнения, гораздо полезнее для здоровья и более питательны, чем их аналоги промышленного изготовления. В выращивании и приготовлении своей собственной пищи есть много преимуществ, возможность избежать продуктов генной инженерии - только одно из них. В России сейчас можно приобрести машины для выпечки хлеба в домашних условиях, при этом рекомендуется использовать отечественную муку твердых сортов пшеницы (Краснодарский и Алтайский край).

4) ИЗБЕГАЙТЕ ресторанов быстрого питания и низкобюджетных продуктов, поскольку генетически изменённые ингредиенты в первую очередь вводятся в более дешёвые сорта.

5) ХЛЕБОБУЛОЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ: при покупке хлебобулочных изделий, таких, как хлеб, избегайте «добавок для улучшения муки» и «вещества для пропитки теста», которые могут представлять собой смесь генетически изменённых энзимов и добавок. Подобным образом, «аскорбиновая кислота» может быть генетически изменённой производной.

6) ИЗБЕГАЙТЕ маргарина. Отдавайте предпочтение органическому сливочному маслу.

7) МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ и мясо животных, которых кормили генетически изменёнными соей и кукурузой, не помечаются на этикетках как таковые - несмотря на свидетельства того, что изменённая ДНК может проникать через стенки кишечника в селезёнку, печень и белые кровяные клетки. По возможности отдавайте предпочтение органическому молоку, маслу, сливкам, творогу и т.п.

8) ШОКОЛАД может содержать лецитин из генетически изменённой сои, а также «растительный жир» и «сыворотку», затронутые генной инженерией. Поэтому отдавайте предпочтение органическому шоколаду. Весь лецитин представляет собой соевый лецитин. Его кодовый номер - Е322.

9) ДЕЛАЙТЕ ПОКУПКИ С ОСОБОЙ ОСТОРОЖНОСТЬЮ, когда покупаете такие продукты, как детское питание и готовые завтраки, поскольку они вполне могут содержать в виде добавок витамины и другие компоненты, полученные из генетически изменённых организмов.

10) ОТНОСИТЕЛЬНО ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ, витаминов и лекарств: проверяйте у производителя, поскольку некоторые компоненты могут быть произведены с помощью биотехнологий и представлять опасность. Генетически изменённая пищевая добавка Триптофан привела к смерти 37 потребителей и сделала инвалидами ещё 1500 человек. Кроме этого, за последние 10 лет поступали сообщения о генетически изменённом варианте «человеческого инсулина», вызывающего проблемы у больных диабетом, годами успешно пользовавшихся »животным инсулином».

11) МЁД. В нескольких сортах меда уже были обнаружены следы ДНК генно-модифицированного масличного рапса. Если на этикетке банки мёда указано: «импортный мёд» или «производство нескольких стран», то можно посоветовать избегать таких сортов. Вместо этого отдавайте предпочтение местному меду или органическому мёду.

12) СУХОФРУКТЫ. Многие сорта сухофруктов, включая изюм и финики, могут быть покрыты маслом, полученным из генетически изменённой сои. Отдавайте предпочтение органическим сортам сухофруктов или сортам, на этикетке у которых не указано наличие «растительного масла».

13) ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Избегайте всех импортных продуктов из США и Канады. Продукты и изделия, которых следует избегать, включают все фрукты и овощи, мороженое, молоко, сухое молоко, сливочное масло, соевый соус, шоколад, попкорн, жевательную резинку,витамины. Пребывание в США и Канаде почти наверняка приведёт к регулярному потреблению генетически изменённой пищи (включая генетически изменённые свежие фрукты и овощи).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Здоровье часто недооценивают, когда оно есть, и очень горько сожалеют о том, что не позаботились о здоровье раньше. Нет ничего важнее здоровья для человека, так как никакие богатства не могу сделать человека здоровым. От здоровья организма зависит наша жизнь, способность радоваться и достигать своих целей.

Трансгенные организмы противоестественны, искусственное происхождение, которых не делает их природу лучше или хуже, не делает лучше продукты питания и не решает проблему голода. Человечество должно быть осторожно создавая что-то новое, ведь на любое антропогенное воздействие, природа находит противодействие, бьющее сильнее и больнее по нашему будущему, нашим детям.

Говоря об осторожности, не стоит думать, что научное развитие это ужасный процесс, приносящий только вред. Мы не должны забывать, о что ум человеческий должен постигать все новое. Биотехнологии и экология должны быть в состоянии взаимодействия и гармонии. Ведь нельзя идти у будущее забывая о прошлом.

Как бы не изменялся мир, каждый из нас должен заботиться о будущем, о своих детях.

Прошло 10 лет с того момента, когда учёные закончили построение карты человеческого генома. Так чего же мы добились с тех пор? Многого! На самом деле, мы, возможно, стали немного безответственными.

10. Дизайнерские младенцы

Первая партия генетически модифицированных младенцев была создана в 2001 году. У 15 из 30 родившихся детей было найдено ДНК трёх взрослых людей. Несмотря на то, что ДНК более чем из двух источников у младенцев может появиться естественным образом (как в случаях микрохимеризма и тетрагаметического химеризма), эти 15 детей были созданы с помощью метода под называнием «цитоплазматический перенос», который был запрещён управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств. Этот метод был изначально разработан для сохранения женских яйцеклеток, которые было сложно оплодотворить, и выглядел многообещающим - до того, как в ходе наблюдения за ростом генетически модифицированных младенцев было выявлено, что одному из детей был поставлен диагноз расстройства развития, относящийся к классификации нарушений развития, которые включают аутизм.

8. Гипоаллергенные домашние животные


Что вы можете сделать, если вы очень сильно любите кошек и собак, но они вызывают у вас невыносимую аллергию? Вероятно, вы могли бы смириться со своей неидеальной иммунной системой и завести золотую рыбку или вы могли бы приобрести гипоаллергенное животное. Компания под названием «Lifestyle Pets» утверждает, что им удалось вывести гипоаллергенных домашних животных, выбирая для разведения кошек и собак, у которых есть «природные генетические отклонения». У этой группы кошек и собак не вырабатываются виды животных аллергенов (четыре вида у кошек и шесть видов у собак), ответственных за аллергические реакции у людей. Но учитывая цену, начинающуюся от 6 950 долларов, вы, возможно, всё же предпочтёте завести золотую рыбку.

Интересно отметить то, что до того, как «Lifestyle Pets» нашли подходящих для разведения домашних животных, они использовали генную модификацию для производства своей первой партии гипоаллергенных домашних животных. Учёные выделили белок, ответственный за производство аллергенов у кошек и уничтожили его при помощи метода под названием «подавление экспрессии генов». Как следует из названия, это очень мучительная процедура для животных и, возможно, несправедливая, учитывая, что владелец животного может просто чаще пылесосить и время от времени принимать антигистаминные препараты.

7. Предпочтение самцов тиляпии


Тиляпии были генетически модифицированы, чтобы значительно сократить время, необходимое рыбе для достижения зрелости, чтобы сделать их крупнее, и чтобы помочь им выживать, употребляя меньшее количество пищи. Это всё - стандартные вещи для генетически модифицированных животных, но есть одна вещь, которая довольно уникальна для их вида: фермеры, разводящие тиляпий хотят, чтобы их рыбы были преимущественно самцами.

Причина состоит в их репродукции. Самки тиляпии защищают свои яйца с помощью тактики, известной как «оральная инкубация», которая подразумевает держание яиц во рту в течение длительного периода времени. Чтобы избежать проглатывания собственных яиц, самки тиляпии ничего не едят в этот период, что, очевидно, негативно влияет на их размер. По этой причине, фермеры, разводящие тиляпий, предпочитают самцов.

6. Сверкающие золотом морские коньки (Glittering Gold Seahorses)


Забудьте о телефоне, инкрустированном золотом, беконе, посыпанном золотом, или о позолоченном автомобиле: если у вас действительно есть куча лишних денег, то теперь вы сможете купить себе морского конька, сверкающего золотом.

Эти существа создаются вьетнамскими учёными и являются первыми в истории генетически модифицированными животными из Вьетнама. Золотую пыль смешивают с белками медуз, которые затем впрыскиваются в яйца морского конька, при помощи метода под названием «метод пристрелки генов», который обладает огромным потенциалом для использования. В ходе дальнейших исследованиях и испытаниях, при помощи метода пристрелки генов можно будет вылечить неизлечимые заболевания человека, таких как диабет, заменяя проблематичные участки ДНК в организме пациента.

5. Фармацевтические верблюды


Учёные из Дубая считают, что лучшим способом лечения генетических заболеваний является модификация животных для производства лечебных белков в молоке. Но не просто животных - до сих пор эксперименты были направлены на модификацию верблюдов. Почему верблюдов? Потому что они дешевые: они устойчивы к болезням, способны приспосабливаться к различным климатическим условиям, за ними легко ухаживать, и их корм обходится достаточно дёшево.

Забавно, что вы об этом подумали, другая группа учёных решила создать вид комаров, который передаёт «ген скоропостижной смерти» своим потомкам. Это заставляет личинок комаров умирать от старости ещё до того, как они достигают полового созревания. Однако стоит учитывать разрушительный экологический эффект: если убить всех комаров, такие животные как летающие мыши, рацион которых основывается на комарах, также быстро вымрут.

3. Суперкоровы


Бык Герман - это первое генетически модифицированное жвачное животное, которое было выведено в 1990 году для гуманизации молока его телят, но с тех пор его прошло времени и мы достигли многого. Теперь у нас есть коровы, рога которых меньше обычных и которые устойчивы к коровьему бешенству и инфекциям вымени. Мы можем даже определять их пол или выводить бельгийскую голубую породу коров.

Хотя бельгийская голубая не была создана с помощью генной модификации, можно легко подумать, что дело было именно так. Бельгийская голубая порода была выведена методом селекции особей с дефектным геном миостатина (ген, который отвечает за остановку роста мышц), что привело к появлению коров с двойной мускулатурой. Мясо бельгийских голубых более постное, с пониженным содержанием жира, что приводит к значительно большему риску для здоровья коров (и инбридингу), чем у других пород. Зато цена на стейки из этого мяса самая высокая.

2. Свиньи Попайя


Если есть какой-то мясной продукт, который не даёт людям перейти на вегетарианство, так это бекон, который обычно обладает плохой репутацией в обществе сторонников здорового питания. Но теперь любители здорового питания могут забрать свои слова назад: учёные в Японии вывели генетически модифицированных свиней, которые одновременно являются мясом и овощами!

Этим свиньям, названным «свиньи Попайя» был введён ген шпината, который преобразует насыщенные жиры в ненасыщенные (линолевая кислота). Несмотря на то, что у этих свиней нет никаких осложнений, их появление было встречено общественным резонансом, и многие люди удивлены, почему покупатели не могут просто есть овощи вместо того, чтобы превращать свиней во что-то, чем они не являются.

1. Светящиеся в темноте кошки, овцы и черви


Похоже, что как только учёные выяснили, как делать светящихся в темноте животных, они, не теряя времени, решили превратить всё, что можно в украшения для Хэллоуина. Несмотря на то, что одного только фактора крутости светящихся в темноте животных, по-видимому, достаточно, чтобы кто-то начал экспериментировать (один кролик был создан исключительно ради искусства), на самом деле существуют другие, более благородные причины появления этих странных существ.

Например, кошки со светящимся в темноте геном более устойчивы к кошачьему ВИЧ, которым болеют 500 миллионов кошек по всему миру. Ученые также вводили светящийся в темноте ген рыбам для того, чтобы отследить их миграцию. Если вы безразлично относитесь к кошкам или окружающей среде (какой же вы монстр!), то, знайте, что ученые также используют светящихся в темноте животных для того, чтобы узнать больше об изнурительных заболеваниях, таких как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера.

Наряду со всеми этими благородными целями всегда найдётся одна странная, и в этом случае, это светящиеся шелкопряды. Некоторым шелкопрядам был впрыснут светящийся в темноте ген для того, чтобы создать экзотический шёлк для дорогих платьев.

Трансгенные животные, примеры которых будут приведены ниже, были получены экспериментальным путем. Они содержат во всех своих клетках дополнительную ДНК-трансген, внедренную в клетки животного с хромосомами и там реализующуюся. Трансген наследуется, согласно законам Менделя.

• Использование трансгенных животных для получения органов, которые пересаживаются человеку.

Не секрет, что человечество нуждается в донорских органах. Сейчас генетики ведут работу над выращиванием таких органов в теле животных. Например, органы свиней вполне могли бы подойти по своему размеру и составу. Но они будут незамедлительно отторгнуты человеческой иммунной системой. Чтобы этого не происходило, создается трансгенная свинья, у которой выключены гены гистосовместимости, а вместо них внедрены гены гистосовместимости человека.

• Клонирование трансгенных животных.

Создание трансгенных животных - трудозатратный процесс. Согласно статистике, на 100 инъецированных зигот овцы, 40 мышиных зигот и 1500 зигот коровы приходится менее 50% особей, экспрессирующих трансгенный белок. При удачной попытке получения трансгенного животного совсем необязательно, что его потомками будет наследован трансген. Поэтому клонирование животного с необходимыми генетическими параметрами - есть оптимальный выход из положения.

31016 0

В отличие от растений, где существует возможность получения целого фертильного растения из одной трансформированной соматической клетки и вегетативное размножение, получение трансгенных животных - очень сложный и длительный процесс.

Используемая стратегия состоит в следующем:
1. Клонированный ген вводят в ядро оплодотворенной яйцеклетки.
2. Оплодотворенные яйцеклетки с экзогенной ДНК имплантируют в рецепиентную женскую особь (поскольку успешное завершение развития эмбриона млекопитающих в иных условиях невозможно).
3. Отбирают потомков, развившихся из имплантированных яйцеклеток, которые содержат клонированный ген во всех клетках.
4. Скрещивают животных, которые несут клонированный ген в клетках зародышевой линии, и получают новую генетическую линию.

Эксперименты по генетической модификации многоклеточных организмов путем введения в них трансгенов требуют много времени. Тем не менее, трансгеноз стал мощным инструментом для исследования молекулярных основ экспрессии генов млекопитающих и их развития, для создания модельных систем, позволяющих изучать болезни человека, а также для генетической модификации клеток молочных желез животных с целью получения с молоком важных для медицины белков. Был даже предложен новый термин «фарминг» (pharming), относящийся к процессу получения из молока трансгенных домашних животных аутентичных белков человека или фармацевтических препаратов.

Использование молока целесообразно потому, что оно образуется в организме животного в большом количестве и его можно надаивать по мере надобности без вреда для животного. Вырабатываемый молочной железой и секретируемый в молоко новый белок не должен при этом оказывать никаких побочных эффектов на нормальные физиологические процессы, протекающие в организме трансгенного животного, и подвергаться посттрансляционным изменениям, которые, по крайней мере, близки к таковым в клетках человека. Кроме того, его выделение из молока, которое содержит и другие белки, не должно составлять большого труда.

Несмотря на то, что первые трансгенные сельскохозяйственные животные были получены в 1985 г. введением экзогенной ДНК в пронуклеус зигот, до настоящего времени не разработано эффективного метода, который бы мог быть использован для создания генетически модифицированных животных независимо от вида и от целей эксперимента. Разработка новых эффективных методов переноса генов в эмбриональные и соматические клетки животных, а также совершенствование существующих подходов остается актуальной задачей.

Среди большого разнообразия способов внедрения экзогенной ДНК в геном животного можно выделить следующие, которые нашли широкое применение в практике трансгеноза:
- метод микроинъекции,
- опосредованный ретровирусами перенос генов,
- использование модифицированньгх эмбриональных стволовых клеток,
- перенос трансформированных ядер генеративных и соматических клеток,
- использование спермиев и сперматогониев как переносчиков ДНК.

Среди других способов доставки экзогенной ДНК в организм животных можно отметить использование липосом, аденовирусных векторов, а также метод высокоскоростной инъекции. Однако эти методы не нашли широкого применения вследствие их недостаточной стабильности, а также отсутствия интеграции трансгена в геном.

Микроинъекции рекомбинантной ДНК в оплодотворенные ооциты многоклеточных животных пока остаются наиболее популярным способом введения чужих генов в организм животных. Несмотря на то, что метод требует высокой квалификации и дорогостоящего оборудования, простота и надежность окупают все его недостатки.

Первой и наиболее хорошо разработанной экспериментальной системой для получения трансгенных животных явилась мышь. Донорных самок мышей с экспериментальной суперовуляцией скрещивают с самцами-производителями, через 12 ч выделяют оплодотворенные яйцеклетки и помещают их в культуру. Далее в больший их двух пронуклеусов (обычно мужской) инъецируют рекомбинантную ДНК (рис. 2.17). Пережившие инъекцию яйцеклетки пересаживают самкам-реципиентам. Только часть трансплантированных ооцитов продолжает развиваться до рождения детенышей.

Рис. 2.17. Микроинъекция экзогенной ДНК в пронуклеус оплодотворенной яйцеклетки млекопитающих под микроскопом (а) и схема эксперимента (б)

На частоту интеграции экзогенной ДНК при использовании метода микроинъекции оказывают влияние такие факторы, как чистота вводимого образца, форма и концентрация ДНК, состав буферного раствора для микроинъекции, качество эмбрионов, а также способ пересадки эмбрионов реципиентам (нехирургический, хирургический, лапароскопический).

Трансгенных животных в потомстве идентифицируют различными методами, чаще всего ПЦР, и скрещивают для получения трансгенных линий. Некоторые из трансгенных животных оказываются мозаичными (половые клетки не содержат экзогенной ДНК), поэтому при скрещивании трансгенным оказывается меньшая часть потомства первого поколения, чем расчетные 50 %. В ряде случаев гомозиготные линии получить не удается, поскольку 5-15 % трансгенных инсерций в гомозиготном состоянии летальны, так как инсерция иногда нарушает жизненно-важные части генома.

Точный механизм, обеспечивающий интеграцию инъецированной ДНК в хромосомы клетки-мишени, неизвестен, однако анализ структуры встроенной ДНК позволяет выявить некоторые моменты. Интеграция происходит случайным образом в один хромосомный локус, который может содержать от одного до нескольких тысяч тандемных копий интегрированной ДНК. Около 30 % полученных первичных трансгенных животных, как правило, обнаруживают ту или иную степень мозаичности, что может являться следствием интеграции экзогенной ДНК после завершения первого цикла репликации.

Степень интеграции экзогенной ДНК в геном, т.е. число трансгенных животных от общего числа родившихся животных, при использовании метода микроинъекции в зависимости от вида животных колеблется в незначительных пределах 5-15 % . Наиболее важным с учетом затрат, требующихся для получения одного трансгенного животного, является показатель общей эффективности трансгеноза, который рассчитывается как отношение числа полученных трансгенных животных к общему числу пересаженных эмбрионов, выраженное в процентах. Величина этого показателя для млекопитающих также относительно постоянна и составляет в среднем от ~0,5 % у свиней и коров до ~2 % у мышей.

Ретровирусные векторы также используются для получения трансгенных животных. Инфицирование предимплантационных эмбрионов рекомбинантными ретровирусами - относительно несложная эффективная процедура.

Восьмиклеточную морулу (рис. 2.18) освобождают от яйцевой оболочки и помещают в культуральную чашку с фибробластами, продуцирующими рекомбинантный ретровирус. Инфицированные эмбрионы, достигшие стадии бластулы, имплантируют псевдобеременным самкам. В результате формируются трансгенные организмы, мозаичные по числу и локализации встроек рекомбинантной ДНК в геном. Поэтому для получения чистых линий далее необходим масштабный аутбридинг.

Недостатком метода является ограничение вставки экзогенной ДНК ~8 тнп, вследствие чего трансген может оказаться лишенным прилегающих регуляторных последовательностей, необходимых для его экспрессии, а в некоторых случаях интеграция в исходный локус нестабильна.

Новые лентивирусные векторы (лентивирусы принадлежат семейству ретровирусов) показали свою очень высокую эффективность при доставке ДНК в ооциты и зиготы. Инъекция рекомбинантных лентивирусных конструкций в перивителлиновое пространство свиных зигот и коровьих ооцитов привело к появлению потомства с самой высокой на данный момент долей трансгенных особей. В то же время лентивирусные векторы обладают всеми недостатками ретровирусных: малый размер вставки экзогенной ДНК и множественная интеграция в хозяйский геном, которая может привести к таким нежелательным побочными эффектам, как активация онкогенов и инсерционный мутагенез. Кроме того, для лентивирусных векторов наблюдается высокая степень мозаичности получаемого трансгенного потомства и отдельные факты сайленсинга (инактивации) лентивирусных рекомбинантных последовательностей в полученных трансгенных линиях.

Использование ретровирусных векторов имеет и еще один большой недостаток. Хотя эти векторы создаются так, чтобы они были дефектными по репликации, геном штамма ретровируса (вируса-помощника), который необходим для получения большого количества векторной ДНК, может попасть в то же ядро, что и трансген. Несмотря на все принимаемые меры, ретровирусы-помощники могут реплицироваться в организме трансгенного животного, что совершенно недопустимо, если этих животных предполагается использовать в пищу или как инструмент для получения коммерческого продукта. И поскольку существуют альтернативные методы трансгеноза, ретровирусные векторы редко используются для создания трансгенных животных, имеющих коммерческую ценность.

Рис. 2.18. Схема получения линии трансгенных мышей с использованием ретровирусных векторов

Модифицированные эмбриональные стволовые клетки могут быть использованы для получения трансгенных животных. Клетки, выделенные из мышиных эмбрионов на стадии бластоцисты, могут пролиферировать в культуре, сохраняя способность к дифференцировке в любые типы клеток, в том числе и в клетки зародышевой линии, при введении в другой эмбрион на стадии бластоцисты (рис. 2.19).

Такие клетки называются плюрипотентными эмбриональными стволовыми клетками (ES). В ES-клетки в культуре можно ввести целевой трансген различными методами (трансфекция, электропорация, ретровирусная инфекция и т.д.) без нарушения их плюрипотентности. Практическое достоинство этой схемы заключается в том, что она дает большие возможности для проведения селекции клеток по определенному параметру. Это может быть число копий трансгена, его локализация или характер экспрессии.

Зная последовательности, окружающие конкретный сайт для желаемой интеграции, можно сконструировать вектор для встраивания целевой ДНК путем гомологичной рекомбинации. Например, заменить какой-либо ген, кодирующий легко идентифицируемый признак с целью селекции, убрав или восстановив его функцию в полученной трансгенной клетке.

Таким же образом получают так называемых нокаутных мышей (knock out) - мышей с направленно инактивированным определенным клеточным геном для исследования его функций. Для осуществления гомологичной рекомбинации вектор конструируют из фрагментов целевого гена, который планируется инактивировать, часть целевого гена при этом заменяется каким-либо селективным маркером для проведения отбора клеток с интегрированной конструкцией.

Рис. 2.19. Получение трансгенных мышей методом реконструкции эмбрионов с помощью генетически модифицированных эмбриональных стволовых клеток (ES-клеток). ES-клетки получают из внутренней клеточной массы бластоцисты мыши

Отобранные трансгенные ES-клетки можно культивировать и использовать для получения трансгенных животных. Это позволяет избежать случайного встраивания трансгена, характерного для метода микроинъекций и ретровирусных векторных систем.

Все получаемые по такой схеме животные являются мозаиками, поэтому необходима селекционная работа по получению чистых линий. Проблему мозаичности первичных трансгенных животных можно преодолеть пересадкой ядер трансформированных ES-клеток в энуклеированные ооциты, которые затем продолжают свое нормальное развитие. В результате в каждой клетке полученного животного будет содержаться трансген.

К сожалению, плюрипотентные ES-клетки, аналогичные мышиным, пока не обнаружены у других млекопитающих и птиц, но поиски продолжаются.

Перенос ядер трансформированных генеративных и соматических клеток в яйцеклетку, или соматический ядерный перенос (somatic nuclear transfer), еще один способ, используемый в практике трансгеноза. Было показано, что ядра эмбриональных клеток различных животных при переносе в энуклеированную яйцеклетку иногда способны обеспечивать развитие целого нового организма. После непродолжительного культивирования даже ядра из некоторых дифференцированных клеток способны обеспечивать развитие до жизнеспособной особи.

Так, например, знаменитая овечка Долли была клонирована в 1997 г. слиянием культивируемых (3-6 пассажей) клеток эпителия молочной железы (вымени) взрослого шестилетнего животного с лишенной ядра яйцеклеткой (рис. 2.20). Хотя нельзя исключить, что для клонирования случайно была взята недифференцированная клетка, присутствующая в донорском эпителии.

Рис. 2.20. Клонирование овцы методом переноса ядра. Эпителиальные клетки молочной железы в культуре индуцируют для перехода в фазу G0 (стадия, на которой находится яйцеклетка). Затем осуществляют слияние такой клетки с энуклеированной яйцеклеткой и выращивают эмбрионы до ранних стадий эмбриогенеза. После чего эмбрионы имплантируют в матку суррогатной матери, где происходит дальнейшее развитие. В эксперименте Я. Уилмута (I. Wilmut) по клонированию Долли было проведено 277 слияний безъядерных яйцеклеток с клетками молочной железы в фазе G0, из 29 выживших эмбрионов только один развился до жизнеспособного организма

Клонирование Долли из ядра дифференцированной клетки и трех других овец из ядер эмбриональных клеток удалось осуществить благодаря переносу ядер из клеток, находящихся в стадии покоя (G0), и, возможно, особенностям эмбриогенеза этого животного. В зиготах овец в течение первых трех делений, занимающих несколько суток, происходит только репликация ДНК, ни один из генов не экспрессируется. Предполагается, что за это время введенная ДНК освобождается от специфичных для клетки регуляторных белков, а соответствующие гены эмбрионального развития связываются с инициаторными эмбриональными белковыми факторами из цитоплазмы яйцеклетки.

Хотя технологиям клонирования еще очень далеко до совершенствования - клонированная Долли выявляла многие признаки преждевременного старения, это очень многообещающая технология получения трансгенных животных. Даже если имеются различные проблемы с первым поколением, скорее всего, второе поколение не будет иметь недостатков, приобретенных вследствие использования «старого» ядра для яйцеклетки.

Основная проблема, которую нужно решить для того, чтобы создание любых трансгенных животных с помощью метода переноса ядер стало реальным, - это сохранение плюрипотентности клеток в непрерывной культуре. В настоящее время ведутся активные поиски факторов репрограммирования дифференцированных клеток для индукции плюрипотентности. Если это удастся, то генетическое изменение таких клеток и создание трансгенных организмов путем соматического ядерного переноса станет почти рутинной процедурой, а пока это единичные удачные эксперименты.

Искусственные хромосомы как трансгенный вектор. Большинство трансгенов представляют собой кДНК, небольшие гены (<20 тнп) или фрагменты генов. Зачастую кДНК плохо экспрессируются в клетках млекопитающих, а когда трансгеном служит геномная ДНК, важные геноспецифичные регуляторные последовательности, расположенные до и после гена-мишени, обычно не входят в состав вставки. Кроме того, полноразмерные гены и мультигенные комплексы (>100 тнп) слишком велики для встраивания в обычные векторы.

Учитывая все это, для трансгеноза стали использовать искусственные дрожжевые хромосомы (YAC), вмещающие фрагменты геномной ДНК длиной от 100 до > 1 000 тнп и искусственные хромосомы человека еще большей емкости (об искусственных хромосомах). Данные эписомальные векторы имеют еще одно преимущество - позволяют избежать эффект положения гена при экспрессии экзогенной ДНК. Уровень экспрессии встроенного гена очень зависит от его хромосомной позиции, например, встраивание в неактивный хроматин (гетерохроматин) интактной хромосомы приводит к инактивации гена.

С помощью искусственных дрожжевых хромосом (YAC), несущих несколько родственных генов или один большой ген, были получены трансгенные мыши путем микроинъекции в пронуклеус оплодотворенной яйцеклетки или трансфекцией ES-клеток. Трансгенные мыши, несущие кластер из пяти функциональных геновв -глобина человека суммарной длиной примерно 250 тнп, экспрессировали все эти гены тканеспецифично и в нужное время -точно так же, как это происходит у человека. Такое соответствие обеспечивалось фланкирующими их последовательностями, которые содержат промотор и другие важные регуляторные элементы. С помощью YAC-трансгеноза были получены мыши, которые синтезировали только человеческие антитела, являющиеся сложной тетрамерной конструкцией из двух пар разных полипептидных цепей.

Искусственные хромосомы человека (human artificial chromosome -HAC), содержащие целиком иммуноглобулиновый локус человека с тяжелыми и легкими цепями, были внедрены в бычьи фибробласты, которые затем использовали для соматического ядерного переноса. Полученные трансхромосомальные телята экспрессировали иммуноглобулины человека в своей крови. Эта система стала важным шагом в направлении животной продукции терапевтических поликлональных антител человека.

Дальнейшие наблюдения за трансгенными животными показали, что рекомбинантные HACs поддерживались в большинстве особей первого поколения в течение нескольких лет. Будут ли полученные искусственные хромосомы соответствующим образом разделяться в процессе мейоза и наследоваться, еще только предстоит выяснить.

Совсем недавно возникла новая перспективная технология для получения животных с выключенными генами - малые интерферирующие РНК (миРНК, siRNA), которые используют для прицельного выключения генов (сайленсинга). РНК-интерференция - консервативный посттранскрипционный регуляторный процесс. Двухцепочечные малые интерферирующие миРНК в 19-23 нуклеотида специфически связываются с комплементарной последовательностью своей матричной мРНК-мишени, направляя ее по пути деградации.

РНК-интерференция является составной частью системы генной регуляции, а именно контролирует/супрессирует трансляцию мРНК из эндогенных и экзогенных вирусных элементов и может быть использована для терапевтических целей. Для транзиентного выключения гена синтетические миРНК трансфецируют в клетки или ранние эмбрионы. Для стабильной генной репрессии последовательность миРНК должна быть инкорпорирована в геном в составе экспрессионной генной конструкции.

Очень эффективна комбинация лентивирусных векторов с миРНК для интеграции в геном. В противоположность классической нокаут-стратегии, которая требует длительного скрещивания для получения чистой линии с инактивированным геном в обоих локусах диплоидного генома, миРНК при интеграции могут легко выключить целевой ген в любой имеющейся линии животных.

Несмотря на разработанный широкий спектр методик получения трансгенных животных, в настоящее время пока отсутствует надежная и эффективная технология трансгеноза животных. Самые большие проблемы связаны с беспорядочным встраиванием экзогенной ДНК в геном при использовании большинства существующих методов. Так что дальнейшие качественные улучшения технологии необходимы в области разработки прицельной модификации клеточных генов и точного встраивания экзогенной ДНК в геном.

Тем более что геномы большинства хозяйственно важных организмов к настоящему времени полностью секвенированы и можно планировать будущую структуру трансгенного организма. Сочетание полностью расшифрованных последовательностей геномов с методами адресной доставки экзогенной ДНК позволит проводить целенаправленное конструирование трансгенных геномов с заранее заданными свойствами.

Н.А. Воинов, Т.Г. Волова

Трансгенные животные давно покинули пределы лабораторий и постепенно приходят к нам в дом. Ученым эти животные помогают находить противоядия против ВИЧ и птичьего гриппа, сельскому хозяйству — увеличивать прирост мышечной массы, а людям — получать забавных зверушек. Кому и зачем нужны флуоресцирующие сердца трансгенных свиней, кошачий СПИД и собаки-халки — рассказывает в этой галерее.

Флуоресцирующий птенец

На изображении — два куриных птенца. У того, что слева, флуоресцентный белок, поэтому у него под действием ультрафиолета светятся клюв и лапки. Правительство Великобритании поддержало работы по выведению таких птенцов с целью борьбы с птичьим гриппом. Только в 2015 году от этого заболевания в США погибли более 48 миллионов кур и индеек. Излучение позволяет ученым Кембриджского и Эдинбургского университетов отличить обычных птиц от генномодифицированных, в организме которых тормозится размножение и активность вируса птичьего гриппа. Модифицированные куры оказались менее восприимчивыми и к другим видам инфекции. Ученые обещают, что не всех генетически измененных животных будущего сделают светящимися.

Светящаяся кошка

Американские ученые из частной клиники Мейо в Рочестере использовали кошек для борьбы со СПИДом. В исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Nature Methods, авторы использовали гены обезьян, которые блокировали FIV (Feline Immunodeficiency Virus, вируса кошачьего иммунодефицита) — аналог ВИЧ (Human Immunodeficiency Virus, вируса человеческого иммунодефицита). Модифицированным кошкам внедряли гены медузы Aequorea victoria, из-за которых животные светились. Тесты на клетках, полученных от необычных кошек, демонстрировали устойчивость к FIV. Пути распространения, проявление, течение и последствия воздействия этого вируса на организмы кошек и человека схожи, однако кошки редко умирают от FIV. Этот вирус безвреден для человека, как и ВИЧ — для кошек. Ученые оптимистично настроены и надеются бороться с FIV (а значит — и с ВИЧ: ДНК людей и кошек совпадают примерно на 90 процентов) при помощи генной терапии.

Трансгенные свиньи

Ученые из Тайваньского национального университета вырастили светящихся в темноте зеленым светом трансгенных свиней. Исследователи утверждают, что в отличие от других ученых им впервые удалось вырастить животных, внутренние органы которых (в частности, сердце) тоже светятся. При дневном свете у свиней глаза, зубы и кожа имеют зеленоватый оттенок. Как и кошкам, животным ввели генетический материал медуз. Специалисты полагают, что такие свиньи стимулируют исследования стволовых клеток и помогут с изучением заболеваний человека. По словам ученых, кроме того, что животные светятся в темноте, они ничем не отличаются от обычных свиней.

Микросвинки

Пекинский институт геномики изначально создал микросвиней для исследований заболеваний человека. Теперь ученые собираются продавать свинок, размеры которых не превышают габаритов небольшой собаки, по 1,6 тысячи долларов за особь. Такой поросенок весом не более 15 килограммов может стать отличным домашним питомцем. Предки микросвинок были как минимум в три раза тяжелее. Китайские ученые в сотрудничестве с европейскими коллегами выключили часть генов, ответственных за рост организма. Впрочем, не все ученые согласны с тем, что трансгенные свинки имеют право становиться домашними животными. По их мнению, это может негативно сказаться на восприятии в обществе генетики и трансгенных продуктов.

Собаки Геркулес (слева) и Тяньгоу

Ученые из Гуанчжоу вывели собак со сверхмощной мускулатурой. Генетики удалили у подопытных биглей ген, отвечающий за выработку миостатина — белка, подавляющего рост и дифференцировку мышечной ткани. Его блокирование приводит к значительному увеличению сухой мышечной массы с практически полным отсутствием жировой ткани. В результате у собак в два раза более мощная мускулатура, чем у их сородичей, и они более выносливы. Ученые собираются использовать собак для исследований появления и протекания болезни Альцгеймера.

Большая Венди

В отличие от Геркулеса и Тяньгоу, мышечная масса уиппета по кличке Большая Венди обусловлена природной генетической мутацией, также связанной с выработкой миостатина. Масса собаки-халка превышает 27 килограммов — в два раза больше нормы, однако размеры головы, сердца, легких и ног этого уиппета такие же, как у обычных представителей этой породы.

Мускулистая собака породы грейхаунд по кличке Салли

Бельгийская голубая корова

Бельгийская голубая корова выводилась селекционерами в период с 1920-го до 1950 года. Ученые и фермеры отдавали предпочтение животным с большой мышечной массой, а не тем, которые давали много молока. Быки этой породы могут иметь массу более 1,3 тонны и достигать 1,5 метра в высоту. Мышцы у таких животных появляются на шестой неделе от рождения и дают на выходе до 80 процентов больше мяса по сравнению с обычными коровами. У бельгийских голубых также наблюдаются мутации, связанные с выработкой миостатина.

Флуоресцирующая тернеция GloFish

Компания GloFish продает разноцветных светящихся рыбок. Зеленые содержат ген медузы Aequorea Victoria, а красные — коралла рода Discosoma. Рыбки с двумя генами имеют желтый цвет. Компания запатентовала свой бренд, а ее рыбки стали первыми общедоступными генномодифицированными домашними питомцами.

Флуоресцирующие мыши

Конечно, не обошлось и без мышей. На фото особи со светящимися зеленым хвостами, ушами, глазами, носами и лапками. Этим животным ввели флуоресцентный ген GFP, впервые выделенный из ДНК морской медузы в 1994 году. За это в 2008 году ученым Мартину Чалфи, Осаму Симомуре и Роджеру Тьсену присудили Нобелевскую премию по химии.