В лаборатории родились первые генетически модифицированные опоссумы

Опоссум-мать с генетически модифицированными детёнышами.

Опоссум-мать с генетически модифицированными детёнышами.
Фото RIKEN.

Учёные из Центра исследования динамики биосистем RIKEN в Японии создали первое генетически модифицированное сумчатое животное. Теперь учёные смогут исследовать уникальные генетические характеристики, присущие только этому инфраклассу млекопитающих.

К примеру, у сумчатых не развивается полноценная плацента, а детёныши рождаются недоношенными. Однако, хоть это и крайне любопытная особенность сумчатых млекопитающих, у них есть и другие характерные черты, представляющие для исследователей особенный интерес.

Так, у сумчатых животных, как и у человека, может развиться рак кожи под воздействием ультрафиолетового излучения.

Это уникальная особенность, не присущая другим плацентарным млекопитающим, кроме людей. Конечно же, учёным не терпится исследовать генетические особенности сумчатых, ответственные за эту слабость, роднящую их с человеком.

Также, в отличие от детёнышей других млекопитающих, новорождённые детёныши сумчатых, страдающие от повреждений спинного мозга, могут естественным образом "вылечить" сами себя.

Генетические процессы, отвечающие за эти "волшебные" способности, можно изучить, проводя эксперименты на животных моделях. Подобным образом учёные исследуют биологические процессы, происходящие в организме млекопитающих, используя в качестве модельных животных крыс и мышей.

Для того чтобы разобраться, какие гены за что отвечают, необходимо часть из них "выключить": выключая (нокаутируя) определённые участки ДНК, учёные могут увидеть, за какие процессы в организме они отвечают. Соответственно, необходимо получить генетически модифицированных животных.

В качестве животной модели сумчатого млекопитающего исследователи выбрали опоссумов. Они считаются наиболее древними представителями сумчатых животных.

К тому же опоссумы похожи на крыс и мышей по размеру и по особенностям ухода и разведения. Это облегчает учёным проведение экспериментов — им не нужно создавать для новых животных моделей принципиально новые условия.

Для редактирования генома необходимо ввести специальный химический раствор в оплодотворённую яйцеклетку. Исследователи преодолели ряд технически сложностей, чтобы добиться этого.

Во-первых, у опоссумов достаточно долгий эстральный цикл (животный аналог менструального цикла). Учёные вводили животным гормон, стимулирующий эструс (течку): физиологический процесс, необходимый для успешного оплодотворения яйцеклетки.

Во-вторых, чтобы ввести раствор для редактирования генома в яйцеклетку, необходимо сделать инъекцию тонкой иглой. Однако оплодотворённые яйцеклетки опоссумов защищены прочной белковой оболочкой, которую не так просто проткнуть иглой для инъекций.

Учёные использовали пьезоэлектрический элемент вместе с иглой, чтобы облегчить её введение. Этот метод сработал.

Чтобы наглядно продемонстрировать успех редактирования генома, исследователи модифицировали ген, отвечающий за пигментацию тела животного. Когда работа этого гена нарушается, пигмент перестаёт производиться, и кожа животного становится бесцветной (такая генетическая особенность называется альбинизмом).

Некоторые генетически модифицированные детёныши опоссумов действительно оказались альбиносами и даже передали эту генетическую черту по наследству.

Так исследователи успешно продемонстрировали первый в истории метод генетической модификации сумчатых.

Авторы работы отмечают, что это достижение открывает новые возможности в области эмбриологии млекопитающих, геномного импринтинга, репродукции, нейробиологии, иммуногенетики, биологии рака и даже сравнительной эволюции. Об этом сообщает портал SciTechDaily.

Исследование было опубликовано в издании Current Biology.

Напомним, недавно мы писали об отмене важного правила, ограничивавшего эксперименты с человеческими эмбрионами. Также мы сообщали о создании первых генетически модифицированных собак, свиней и даже рептилий.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".