Трансгенные рыбы

По мере истощения природных рыбных запасов все большую роль будет приобретать разведение рыбы в искусственных условиях. Основная цель исследований в этой области - создание рекомбинантных рыб путем трансгеноза. До настояще­го времени трансгены вводили микроинъекцией ДНК или электропорацией оплодотворенных яйцеклеток различных видов рыб — карпа, зу­батки, форели, лосося и т. д. Поскольку у рыб пронуклеус в оплодотворенной яйцеклетке пло­хо различим в обычный микроскоп, линеаризо­ванную трансгенную ДНК вводят в цитоплазму оплодотворенных яйцеклеток или клеток эмб­рионов, достигших стадии четырех бластомеров. Эмбриогенез у рыб протекает в водной среде вне организма, поэтому в имплантации нет необхо­димости. Все дальнейшие процессы могут про­текать в резервуарах с регулируемой температу­рой. Выживаемость эмбрионов рыб после микроинъекций довольно высока, от 35 до 80%, а доля трансгенных потомков колеблется от 10 до 70%. Трансген можно обнаружить с помо­щью ПЦР с использованием либо препаратов эритроцитов зародышей, либо суммарной ДНК. Скрещивая трансгенных рыб, можно вывести трансгенные линии.

Большинство первых исследований в этой области было направлено на исследование вли­яния трансгена гормона роста на скорость рос­та. В одном из экспериментов в яйцеклетки атлантического лосося был введен трансген, со­стоящий из следующих элементов: промотора гена антифризного белка американской бельдю­ги, кДНК гормона роста лосося, сигналов терминации/полиаденилирования 3'-конца гена антифризного белка американской бельдюги. Как правило, трансгенные лососи были крупнее и быстрее прибавляли в весе, чем контрольные нетрансформированные особи. В этом случае была выбрана система экспрессии с ускоренной транскрипцией гена гормона роста в холодной воде и пригодная для «всех рыб», что позволяло избежать биологической несовместимости, ко­торая могла бы возникнуть, если бы ген гормона роста происходил не из рыб. Годовалые транс­генные особи, полученные в результате введе­ния в яйцеклетки нерки генетической конструк­ции гормона роста, подходящей для «всех лососей», весили примерно в 11 раз больше, чем нетрансгенные. Физиологическая активность линий таких трансгенных лососей в естествен­ных условиях вызывает значительный интерес. Предполагается, что в будущем гены устойчиво­сти к болезням и стрессовым воздействием, а также гены, обуславливающие другие биологиче­ские особенности, будут введены как рыбам уме­ренных широт, так и тропическим рыбам.

Заключение

Генетическая модификация животных при по­мощи технологии рекомбинантных ДНК (трансгеноза) основана на введении клониро­ванного гена(ов) в геном клетки, которая могла бы дать начало клеткам зародышевой линии. Скрещивая трансгенных потомков, появивших­ся в результате такой операции, можно получить гомозиготные линии трансгенных животных. Большинство исследований в этой области про­водилось на мышах. Обычно для этого вводили клонированный ген в оплодотворенную яйце­клетку мыши с помощью микроинъекции, им­плантировали ее в реципиентную самку и про­веряли потомство на наличие введенного гена. Чужеродный ген можно вводить в оплодотворен­ную яйцеклетку мыши и с помощью ретровирусного вектора. Альтернативный подход заключа­ется в выделении мышиных эмбриональных стволовых клеток и трансфекции их клонированным геном. При этом вводимая конструкция должна интегрироваться в геном стволовых клеток. Клетки, несущие ген-мишень в определенном хромосомном сайте, отбирают и культивируют, а затем вводят их в мышиные эмбрионы на ранних стадиях развития. Мышиные эмбриональные стволовые клетки плюрипотентны, т. е. могут дать начало клеткам любого типа, в том числе и клеткам зародышевой линии. Для трансгеноза используют также искусственные дрожжевые хромосомы (YAC), несущие множество генов. Таким образом были получены мыши, синтезирующие только человеческие антитела. Их использовали в качестве модельных систем для изучения генетических болезней человека (например, болезни Альцгеймера).

С помощью аналогичных экспериментальных подходов были получены трансгенные коровы, овцы, свиньи, птицы и рыбы. Есть надежда, что трансгеноз позволит улучшать генотип существующих пород домашнего скота и выводить породы животных с новыми признаками. Кроме того, возможно, таких домашних животных, как коровы, овцы и козы, удастся использовать в качестве своеобразных «биологических фабрик» для получения продуктов клонированных генов, секретируемых в молоко.