Клонирование давно уже перестало быть самоцелью. Оно стало этапом в создании трансгенных и генетически модифицированных животных. В том число ГМ-котов.
Первых трансгенных котят сделали в Южной Корее в 2004 году. Статью об этих котах опубликовал в 2007 году журнал Biology of Reproduction (“Биология размножения”)279. Авторы этой работы выделили клетки соединительной ткани – фибробласты – из кусочка уха белой ангорской кошки по имени Бродяжка. Фибробласты Бродяжки культивировали в питательной среде, куда добавили ретровирус, в который предварительно вставили ген красного флуоресцентного белка. После того, как ретровирус проник в ядра фибробластов и встроился в хозяйскую ДНК, ученые под флуоресцентным микроскопом отобрали те из них, которые начали излучать красный свет, выделили из них ядра и перенесли в яйцеклетки, из которых предварительно удалили собственный генетический материал. Из этих реконструированных яйцеклеток развились два трансгенных котенка, у которых красный флуоресцентный белок синтезировался практически во всех клетках тела. В ультрафиолете открытые участки кожи этих котов светились мистическим красным светом. Их потомки унаследовали ген красного флуоресцентного белка и способность светиться280. Интересна последняя фраза в статье, где описаны эти коты: “Данная технология будет полезна для направленного создания моделей наследственных болезней человека и «дизайнерских котов»”.
Самая очевидная мишень для трансгенеза – это гены устойчивости к болезням. Коты, как и люди, страдают от синдрома приобретенного иммунодефицита. И у котов, и у людей эту болезнь вызывают очень сходные друг с другом вирусы FIV (вирус иммунодефицита кошек) и HIV–1 (вирус иммунодефицита человека). Размножение этих вирусов в организме могут ограничить или вовсе предотвратить определенные белки. Ген одного из таких белков, TRIMCyp макаки резуса, внесли в яйцеклетки кошек281. Чтобы следить за успешностью интеграции трансгена в кошачий геном, его сшили с геном зеленого флуоресцентного белка.
Обратите внимание на разницу в подходах. В предыдущей работе ген красного белка сначала вносили в ядра фибробластов, потом выбирали трансформированные ядра и ими уже заменяли ядра яйцеклеткок, то есть прибегали к процедуре клонирования, эффективность которой до сих пор крайне низка. Сейчас клонирование заменили прямой инъекцией трансгенов в мужское или женское ядро (пронуклеус) только что оплодотворенной яйцеклетки. Эффективность такого подхода выше.
Эта процедура тоже требует ювелирной микрохирургии и не дает стопроцентной гарантии. Мало внести трансген в ядро. Нужно, чтобы он встроился в хозяйскую ДНК. Но и встройка сама по себе ничего не гарантирует. Геномы млекопитающих за миллионы лет войны с ретровирусами выработали множество механизмов их обезвреживания. Один из них – отключение транскрипции чужеродной ДНК, и в особенности многократно повторенной ДНК. Они даже собственные повторы на всякий случай отключают, навешивая на их нуклеотиды специальные блокаторы транскрипции, а потом еще плотно упаковывая хромосомными белками. Трансгены дают клеточным охранникам все основания для тревоги. Они очевидно чужие, потому что приходят в составе вирусной частицы. Более того, они часто встраиваются кассетами, чем еще больше раздражают охрану. И тем не менее из тысяч введенных трансгенов всегда находятся такие, которые ускользают от охраны и, когда приходит их время, начинают работать в правильном месте.
Трансгены белка – подавителя вируса кошачьего иммунодефицита успешно преодолели все эти препоны. Конечно, это произошло не во всех обработанных яйцеклетках. Видимо, не все яйцеклетки с интегрированным трансгеном смогли имплантироваться в матки суррогатных матерей. Как бы то ни было, две из пяти матерей родили двух котов и одну кошечку. Все они светились зеленым светом в ультрафиолете. Значит, трансген успешно встроился. Анализ ДНК котят показал, что ген TRIMCyp макаки резуса присутствует в их геномах. И, наконец, их клетки могли успешно подавлять размножение вируса кошачьего иммунодефицита. Из чего следует, что трансген нормально транскрибируется и транслируется в защитный белок. Более того, потомки трансгенных котят унаследовали устойчивость к вирусу кошачьего иммунодефицита и светимость в ультрафиолете, что особенно приятно.