Skip to Content

ПОТЕНЦИАЛ КОМОЛОСТИ

Уральские ученые-аграрии разрабатывают технологию редактирования генома крупного рогатого скота. На текущем этапе внимание будет сосредоточено на создании безрогих животных, и в случае удачи технология может быть применена для решения более насущных задач. Работа ученых поддержана грантом Российского научного фонда. Подробнее об исследовании корреспонденту «НУ» рассказала руководитель проекта, ведущий научный сотрудник Уральского федерального аграрного научно-исследовательского центра УрО РАН доктор биологических наук Анна Кривоногова.
— Анна Сергеевна, вначале простой вопрос: для чего в целом редактировать геном сельскохозяйственных животных?
— Это нужно, в первую очередь, для создания особей, устойчивых к опасным болезням. Многие из существующих болезней, особенно вирусной природы, такие, например, как лейкоз крупного рогатого скота, очень трудно поддаются искоренению. На оздоровительные меры уходят годы и значительные материальные ресурсы. А некоторые болезни, такие, как африканская чума свиней, наносят огромный ущерб животноводству, приводят в том числе к ликвидации поголовья, и лечения для них не существует. Если бы можно было сделать организм животного невосприимчивым к возбудителю, мы бы могли сдержать заболеваемость или даже полностью защитить поголовье от опасных инфекций. Технологии редактирования генома как раз позволяют наделить организм животного такой устойчивостью.
— Традиционная селекция для этого уже не подходит?
— Она отлично справляется с решением таких задач, как выведение животных с заданными породными качествами, с высокой продуктивностью. Однако для выведения животных, устойчивых к инфекционным болезням, методы селекции действительно не годятся. Для того чтобы найти особей, имеющих устойчивость к какой-либо инфекции, нужна очень большая выборка: среди сотен и тысяч зараженных может оказаться всего несколько невосприимчивых. А для опасных вирусных инфекций допускать такой уровень поражения поголовья немыслимо в принципе. Если же искать «устойчивых» животных при текущей заболеваемости, исследования настолько растянутся во времени, что потеряют смысл из-за мутаций возбудителя. Проще говоря, пока мы будем десятилетиями искать «устойчивых» животных, вирус будет изменяться и приобретать новые свойства, и за этими переменами нам просто не угнаться. 
— Какие существуют проблемы на пути создания технологии редактирования генома?
— Редактирование генома само по себе — огромный комплекс научно-исследовательских и прикладных задач. В мире накоплен большой опыт успешного применения генных технологий в медицине и биологии, но по сельскохозяйственным животным таких наработок на порядок меньше. Поэтому основные сложности лежат в области неизведанного. Почти на каждом этапе мы сталкиваемся с проблемами, которые до нас еще никто не решал: подготовка пригодного донорского материала, его сохранение, биоинформационный анализ, адаптация генных технологий и методик с учетом видовых, физиологических, даже региональных, особенностей крупного рогатого скота, получение жизнеспособных отредактированных эмбрионов, их оценка и адаптация.
На каждом этапе возникают свои трудности: от молекулярной несовместимости рецепторов до индивидуальной реакции конкретного организма. Но мы находим решения и работаем дальше. У нас замечательная команда, ученые из крупных исследовательских центров: генетики, эмбриологи, репродуктологи, биологи, ветеринарные врачи и технологи. Есть и талантливая молодежь, которая генерирует идеи, и заслуженные мэтры, которые эти идеи направляют в правильное русло. Поэтому по существу мы справляемся.
Мешает еще одна общая проблема — несовершенство законодательной базы. Мировой опыт показывает, что без своевременной законодательной поддержки развитие и внедрение новых технологий невозможно, будь то редактирование генома, искусственный интеллект или переработка ядерных отходов. В России мы пока сталкиваемся с такой ситуацией, когда нам ставят задачу и требуют результата, но при этом запрещают работать множеством нормативных актов, которые еще и противоречат друг другу. Эта ситуация требует разрешения.              
— Как на практике будет проходить процесс редактирования генома? Как будут появляться генетически модифицированные животные?
— В общих чертах это выглядит так: берется материал от коров и быков-доноров. Редактирование генома проводится на оплодотворенной яйцеклетке. Далее зигота (клетка, образующаяся при слиянии половых клеток самки и самца) культивируется до бластоцисты (ранней стадии развития зародыша — прим. ред.), готовится к трансплантации в организм коровы-реципиента, а затем, после пересадки, эмбрион развивается, как обычно, корова рожает теленка — вот мы и получили животное с отредактированным геномом, имеющее нужные нам признаки. Схема выглядит очень просто, однако ее осуществление — громадная научная работа.
— В рамках проекта редактирование генома будет направлено на развитие так называемой комолости, то есть отсутствия рогов. Почему выбран именно этот морфологический признак?
— Комолость взята как модель, потому что с этим признаком удобней работать, гены комолости известны и достаточно хорошо изучены. Несмотря на то что геном живого существа работает как единая система со сложными внутренними взаимосвязями, сейчас уже возможно избирательно влиять на конкретный участок ДНК, в том числе выключить, к примеру, гены, отвечающие за развитие рогов. В целом наша первая задача — создать рабочую технологию редактирования генома крупного рогатого скота. А потом эту технологию уже можно будет применять для получения организмов с конкретными нужными признаками, в том числе с устойчивостью к ряду заболеваний.  
— Вокруг экспериментов с генами всегда много пугающих мифов. Будут ли генетически модифицированные животные чем-то опасны для человека?
— На этот вопрос нельзя ответить однозначно и со стопроцентной уверенностью. Геномное редактирование — только инструмент, высокотехнологичный, очень сложный и мощный. Все будет зависеть от того, в чьи руки этот инструмент попадет. С помощью генной инженерии можно дать людям животных, устойчивых к опасным болезням, высокопродуктивных, защищенных от инфекций, — это благая цель. А кто-то может решить воспользоваться редактированием генома для низких целей и выпустить джина из бутылки. Но такие риски есть всегда, это касается любых высокотехнологичных разработок. Например, атомная энергетика и ядерное оружие — два пути применения одной и той же технологии расщепления атомного ядра. Польза или опасность генномодифицированных животных для человека будет зависеть от того, какие признаки в них будут меняться искусственным путем.
Беседу вел Павел КИЕВ
 
Год: 
2020
Месяц: 
апрель
Номер выпуска: 
7
Абсолютный номер: 
1211
Изменено 13.04.2020 - 18:08


2021 © Российская академия наук Уральское отделение РАН
620049, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91
document@prm.uran.ru +7(343) 374-07-47