Учёные из Калифорнийского института в Дейвисе (UC Davis) на протяжении пары лет редактировали ген зародышей большого рогатого скота, определяющий пол. В апреле возник бычок Космо (Cosmo) — и его ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) показывает перспективы данной области исследовательских работ.
Телёнок опоздал. Его ожидали 30 марта, но не дождались. Сначала зоогенетик Элисон ван Эненнам (Alison Van Eenennaam) разъясняла задержку специфичностью бычков: они норовят родиться на день-два позднее обычного срока. Шли деньки, и ван Эненнам отыскала другое разъяснение: зародыши с отредактированными генами — вроде того, который девять месяцев вспять начал своё развитие в утробе Скотины 3113, — могут несколько запаздывать с подачей сигнала суррогатным матерям о собственной готовности к родам. Но минула неделька, и опосля 2-ух неверных тревог в институтском коровнике ван Эненнам, вся на нервишках из-за отсутствия признаков приближающегося отёла, решила, что с неё хватит. Она позвонила ветеринарному врачу. Настало время провоцировать роды.
В интересах развития мясной индустрии ван Эненнам с помощью технологии CRISPR стремилась в первый раз в мире сделать линию большого рогатого скота, и сейчас фуррор всей данной нам практически пятилетней работы, стоившей наиболее полумиллиона баксов, опосля 10-ов неудачных беременностей и бессчетных научных неудач зависел от одного-единственного телёнка, которому, судя по всему, предстояло родиться в разгар пандемии.
Всего несколько недель вспять губернатор Калифорнии во избежание распространения новейшего смертельно небезопасного коронавируса отдал приказ всем жителям штата оставаться дома. Это вышло опосля того, как в США (Соединённые Штаты Америки — государство в Северной Америке) был выявлен 1-ый нездоровой с COVID-19. Хворого расположили в мед центр Калифорнийского института в Дейвисе, приблизительно в 20 милях от институтского коровника. В реанимационных отделениях больниц в районе залива Сан-Франциско не осталось вольных мест. Ван Эненнам волновало то, что коровьи роды могут осложниться и будет нужно кесарево сечение, тогда как ветеринаров обязали сберегать седативные средства ввиду возрастающего спроса на эти препараты при лечении (процесс для облегчение, снятие или устранение симптомов и заболевания) людей с помощью ИВЛ от COVID-19. А здесь ещё, как будто не достаточно было данной нам порухи, ветеринар, прибывший в тот денек следить за родами, всё утро усыплял овец из институтского стада, которых ночкой искалечили койоты.
«В свете того, как шла реализация этого проекта, другого и не следовало ждать, — гласит ван Эненнам, и приятные австралийские ноты её голоса покрашены нервным сарказмом. — Было похоже на то, что прямо к нашему телёнку скачут три наездника Апокалипсиса».
Но вышло не совершенно так. В тот денек телёнок всё же родился: весом 110 фунтов, вороной — кроме белоснежных пятен над его задними копытцами. Двум ветеринарам пришлось цепями растягивать его из Скотины 3113, но, когда его положили на подстилку из травы, он был живой и здоров. «Кооооосмооо! — торжествующе воскрикнула ван Эненнам. — Добро пожаловать в мир, малыш!»
Небо не померкло и конец света не наступил. Но этот большенный, мощный и здоровый вороной бычок всё же не был буквально таковым телёнком, какого возлагали надежды получить учёные. Внимательное исследование его ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) покажет, как непредсказуемым быть может редактирование генов с помощью CRISPR и как много ещё необходимо выяснить, до этого чем эта разработка станет ежедневным инвентарем животновода.
Джоуи Оуэн (Joey Owen) никогда не был зоологом. Он изучал биохимию, а потом генетику онкологических болезней, до этого чем в 2014 году очутился в животноводческой лаборатории ван Эненнам. Для таковых учёных, как они, то было время огромных надежд. Всего 2-мя годами ранее в генной инженерии возникла многообещающая разработка CRISPR. Она открыла возможность внедрять в животноводство дизайнерские новаторства, не прибегая к переносу генов звериных 1-го вида другому. В базе старенькых генно-инженерных технологий лежит перемещение ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) с помощью вирусов и микробов, которое запускает дорогостоящий и долгий процесс одобрения со стороны регуляторных органов США (Соединённые Штаты Америки — государство в Северной Америке). В итоге, южноамериканские крестьяне и обладатели ранчо, чтоб сделать лучше гены собственных стад и отар, привыкли полагаться только на неспешный и трудоёмкий прогресс селекционного разведения. Разработка CRISPR обещала совершить революцию.
Ван Эненнам вознамерилась сделать лучше большой рогатый скот, используя ген SRY — длиннющий участок Y-хромосомы, который диктует зародышам млекопитающих развитие мужских черт. В естественных критериях рождение у скотин потомства различного пола — мужского (XY) либо дамского (XX) — равновероятно (это справедливо и для людей). Ван Эненнам возлагала надежды получить возможность создавать стада, состоящие из одних самцов, добавляя с помощью CRISPR ген SRY в Х-хромосому зародышей большого рогатого скота. Любые звериные с геном SRY, даже генетические самки (с 2-мя X-хромосомами), физиологически могли быть самцами. Получится либо не получится, ван Эненнам не знала, ибо до неё этого никто не делал, но она твёрдо решила проверить догадку, каким бы ни оказался результат.
Мясной индустрии нужен большой рогатый скот помассивнее и помясистее, потому чем больше самцов — тем лучше, тем больше прибыль. Так как быки набирают вес лучше, чем скотины, выкармливание одних быков дозволит фермерам, имея наименьшее поголовье скота, создавать такое же количество мяса, как и до этого, и при всем этом уменьшить животноводческие выбросы в атмосферу парниковых газов. Ван Эненнам желала о том, что её догадка в случае собственного доказательства откроет путь для сотворения не лишь различного однополого поголовья (куриных свор из одних только кур-несушек, коровьих стад из одних молочных скотин и т. д.), да и, в конечном счёте, наименее грубой системы промышленного производства товаров питания.
Но экспериментальное исследование, которое она и Оуэн предложили министерству сельского хозяйства США (Соединённые Штаты Америки — государство в Северной Америке) (МСХ США (Соединённые Штаты Америки — государство в Северной Америке)), было неописуемо принципиальным. Оно добивалось вводить весьма большенный фрагмент ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) в зародыши большого рогатого скота. На тот момент, когда исследователи подали в МСХ заявку на получение гранта с оценкой биотехнологического риска, похожее редактирование с помощью CRISPR было проведено лишь два раза, ну и то не в зародышах, а в коровьих клеточках. Тем не наименее, министерство предоставило ван Эненнам и Оуэну пятилетний грант на сумму 500 000 баксов. «Когда МСХ США (Соединённые Штаты Америки — государство в Северной Америке) профинансировало наш проект, нам длительно не верилось», — вспоминает Оуэн. И с самого начала исследование пошло не так, как планировалось.
На первом шаге исследователи попробовали, используя CRISPR, внести нужные им конфигурации в зародыши большого рогатого скота. На самом деле, разработка CRISPR — это программируемый молекулярный скальпель. Нацелившись на определённый участок генома, он разрезает основную цепь двойной спирали ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов). Потом вступает в дело клеточная система репарации, задачка которой сшить разрезанную ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов). Когда желают добавить в пространство разреза новейшие фрагменты генетического кода, хитрость состоит в том, чтоб подсунуть клеточке вкупе с компонентами CRISPR подходящий «эталон для починки ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов)» — в данном случае копию гена SRY.
Эта разработка идеальнее всего работает в клеточках, которые интенсивно делятся. А вот в одноклеточных зародышах, как скоро нашел Оуэн, употреблять её тяжело. «Что мы лишь не пробовали, — гласит он, — но ничего не вышло».
Исследователям пришлось прибегнуть к наиболее старенькому и наименее желательному способу: редактировать клеточки быка и потом клонировать их ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) в яйцеклетки. (Приблизительно в то же время китайская экспериментальная группа удачно употребляла эту технологию для того, чтоб при помощи CRISPR снабдить большой рогатый скот геном стойкости к туберкулёзу). Стремясь облегчить данный процесс, Оуэн добавил к гену SRY ген GFP (зелёного флуоресцентного белка). Эта добавка отдала возможность созидать клеточки с удачно вставленной в Х-хромосому генетической программкой мужского развития. И скоро учёный увидел странноватое: все светящиеся клеточки, другими словами клеточки с удачно отредактированной ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов), закончили делиться. Проведённая редакция приостановила их развитие.
Когда команда Оуэна начинала опыт, исследователи нацелились на участок Х-хромосомы, который, как они задумывались, находился в зоне «мусорной ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов)», вдалеке от всех актуально принципиальных генов. Но единственной картой генома большого рогатого скота, которой они в то время располагали, был твердый портрет, сделанный наиболее 10 лет ранее. Когда в весеннюю пору 2018 года вышел в свет обновлённый геном большого рогатого скота, выяснилось, что в ходе опыта ген SRY был вставлен не туда, куда следовало: расстояние от этого гена до гена, нужного для роста клеток, оказалось в два раза меньше, чем 10 000 пар оснований.
Исследователи возвратились к начальному пт и, чтоб никакие актуально принципиальные гены не влияли на редактирование, перепроектировали свою систему CRISPR, используя обновлённую карту. Потом они поновой провели опыт с зародышами. На сей раз вышло успешно. Но это случилось в летнюю пору 2018 года, другими словами прошло практически три года. Реализация проекта выбилась из графика. Исследователям пришлось попросить МСХ США (Соединённые Штаты Америки — государство в Северной Америке) продлить действие их гранта. Из-за долгой вереницы неудач Оуэн пребывал в очень подавленном состоянии и жалел, что взялся за CRISPR-эксперименты с большим рогатым скотом. Его фуррор с редактированием генома зародышей в новеньком месте Х-хромосомы приободрил его, но кратковременно. Зародыши первой партии, отредактированные и помещённые в матку тёлок, призванных сыграть роль суррогатных матерей, зачахли. 5 имплантированных зародышей из последующей партии вышли на уровень ранешней стадии беременности, но через несколько недель и они пропали.
Чтоб установить причину неудач, Оуэн и ван Эненнам проконсультировались с заводчиками и ветеринарами. Те представили, что исследователи повредили зародыши — может быть, во время биопсии, когда от зародыша отделяют крошечный кусок, чтоб провести секвенирование и найти, как удачным оказалось редактирование. Всё это просит времени, и, не считая того, пока лаборатория секвенирования не получит результаты, зародыши должны пребывать в замороженном виде. Любой шаг — замораживание, биопсия, редактирование — понижает жизнеспособность зародышей.
Можно было действовать и проще: опять добавить ген, вызывающий флуоресцентное свечение, а позже осветить зародыши вспышкой ультрафиолетового излучения. Зелёное свечение сказало бы о том, что редактирование прошло успешно, а означает, биопсия либо заморозка не требуются. Но, так как GFP получают с помощью гена 1-го из видов биолюминесцентных медуз (тех, что обитают в прибрежных водах штата Вашингтон), создаваемые исследователями звериные оказались бы на генном уровне измененными организмами, либо ГМО, а в этом случае заручиться поддержкой МСХ было бы весьма тяжело. Весь смысл проекта и использования CRISPR состоял в том, чтоб избежать сотворения ГМО.
Но, пока исследователи пробовали как-то преодолеть возникшее затруднение, нормативно-правовая база поменялась. В январе 2017 года FDA решило разглядывать всякую отредактированную ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) звериных как новое целебное средство. Для хоть какого CRISPR-стада, состоящего только из самцов, это означало, что к нему будут использовать те же правила, какие установлены для ГМО первого поколения. И если, решила команда, редактировать ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) скотины — это, как считают министерские бюрократы, всё равно, что добавлять ген медузы, почему бы не облегчить для себя задачку? Чтоб не связываться с этими бюрократами, животноводы либо коммерческие организации быстрее всего предпочтут игнорировать опыты с геном SRY, а раз так, то можно, не стесняясь, продолжить работу с геном GFP.
В крайний раз ван Эненнам и Оуэн попробовали вставить ген SRY вкупе с геном GFP в геномы двухсотен зародышей. Так как это была крайняя попытка, исследователи решили заносить поправку не в Х-хромосому, как ранее, а в 17-ю хромосому — в её веб-сайт, узнаваемый как «тихая гавань». В ходе этого опыта, гласит Оуэн, выжило 20 два зародыша, девять из их мелькали в ультрафиолетовом свете, но лишь один был полностью ярко-зелёным. И через месяц опосля переноса всех зародышей в матки тёлок лишь ярко-зелёный стал расти. Экспериментальная группа решила именовать этого возрастающего телёнка Космо в честь светящегося зелёного персонажа из мультсериала середины 2000-х годов «Чудесные покровители» («The Fairly OddParents») телеканала Nickelodeon. «Я очевидно отстала от жизни, поэтому что никогда не слышала о этом телесериале», — гласит ван Эненнам.
УЗИ (Ультразвуковое исследование — неинвазивное исследование организма человека или животного с помощью ультразвуковых волн) показало, что Космо будет самцом. И 7 апреля, когда он родился, 1-ое, что проверил ветеринарный врач, — дышит ли этот малыш, а 2-ое — вправду ли он самец. «Ага, у него яйца — две штуки! — сказал доктор ван Эненнам и Оуэну. — Фенотипический самец. Неплохой старт!»
Но, чтоб выяснить, приобрёл ли Космо мужские плюсы благодаря CRISPR, необходимо было посмотреть на его ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов). Из шейки телёнка взяли на анализ кровь (внутренняя среда организма, образованная жидкой соединительной тканью. Состоит из плазмы и форменных элементов: клеток лейкоцитов и постклеточных структур: эритроцитов и тромбоцитов). Чуть кровь (внутренняя среда организма, образованная жидкой соединительной тканью. Состоит из плазмы и форменных элементов: клеток лейкоцитов и постклеточных структур: эритроцитов и тромбоцитов) оказалась в пробирках, Оуэн побежал с ними в лабораторию, где расположил их в холодильник для 16-часового остывания. Придя домой, он испил несколько бутылок пива, чтоб унять охватившее его нетерпение, и поставил будильник на 6:30 последующего утра. Оуэн пробудился в 5 часов и, хотя было ещё мрачно, поторопился в лабораторию. Проведя экстракцию ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) из крови (внутренней средой организма человека и животных) телёнка, он применил гель-электрофорез товаров ПЦР, чтоб выявить присутствие добавленных генов SRY и GFP. Приблизительно через четыре часа, найдя эти гены конкретно там, где и ожидалось, он ошалел от экстаза. «Чёрт возьми, ты и впрямь сделал это!» — пронеслось у него в голове.
Рядом с ним были только безгласные инструменты. В лаборатории из-за пандемии не могло быть наиболее 1-го человека; коллеги Оуэна посиживали дома. Потому он сделал снимок геля и выслал его по электрической почте всем членам команды.
Когда это электрическое письмо пришло к ван Эненнам, она находилась в собственной спальне, сразу служившей кабинетом, и была готова к тому, что новость будет нехороший. Но заместо печали её охватила буйная удовлетворенность. «Ессть!» — воскрикнула она, сотрясая воздух кулаками.
Полного триумфа не вышло. Как установили исследователи, Космо имел пару хромосом XY, другими словами был бы самцом даже без редактирования его генома, ибо унаследовал ген SRY от собственного био отца. Но благодаря вставке, произведённой Оуэном, этот ген оказался и в его 17-й хромосоме, а означает, опыт удался: в первый раз в мире разработка CRISPR удачно сработала в зародыше большого рогатого скота. «Это реально круто — получить таковой итог, — убеждена ван Эненнам. — Этот денек войдёт в историю науки как один из наилучших».
Но это не всё, что удалось узнать уже при первом, резвом сканировании ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) Космо. Ещё был найден фрагмент генетического кода не скотины либо медузы, а бактерии. Чтоб вставить большенный ген — а длина гена SRY составляет несколько тыщ букв ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) — в одноклеточный зародыш Космо, Оуэну пришлось доставить его в клеточку единственным вероятным в то время методом: поместив его в плазмиду — круглый фрагмент бактериальной ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов). Опосля того, как разработка CRISPR сделала свои разрезы, ферменты репарации ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) Космо захватили плазмиду вкупе с геном SRY и вставили всё это в геном.
Таковая погрешность случалась и до этого. В прошедшем году схожую плазмиду нашли в паре безрогих (комольных) быков, на генном уровне сделанных учёными биотехнологической компании Recombinetics со штаб-квартирой в Миннесоте. Безрогие быки создавались путём редактирования и клонирования клеток с следующим помещением в матку скотины. Ван Эненнам получила от МСХ США (Соединённые Штаты Америки — государство в Северной Америке) средства на обследование быков Recombinetics и их потомков с целью узнать, наследуются ли внесённые генетические конфигурации соответствующим образом. Плазмиду нашел спец МСХ, анализировавший результаты секвенирования ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) неких из этих потомков, опосля того как ван Эненнам обратилась в министерство с просьбой предоставить Калифорнийскому вузу в Дейвисе льготу, дающую возможность забивать и продавать на месте быков, выращенных в институтском коровнике.
Учёные из Recombinetics никогда не заморачивались проверкой на присутствие плазмиды. Хотя установлено, что таковая бактериальная ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) не оказывает на звериных либо их мясо никакого вредного действия, в почти всех странах звериные с плазмидой в ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) числятся ГМО, что значит наиболее серьезный нормативный контроль. Компания подразумевала, используя сперму собственных быков, вырастить в Бразилии целое стадо, но обнаружение плазмиды разрушило этот план. Маленькая, но возрастающая ветвь животноводства, сделанная на базе редактирования скота, получила тяжёлый удар.
Зато благодаря данной нам беде учёным сделалось понятнее, какие препядствия могут повстречаться на их пути. Беря во внимание грустный опыт Recombinetics, команда ван Эненнам заблаговременно запланировала тщательное исследование ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) Космо. И в это дело очень некстати вмешалась эпидемия. Институтский центр секвенирования был закрыт. Потому команда, чтоб узнать, что на генном уровне представляет собой Космо, выслала эталоны его крови (внутренней средой организма человека и животных), тканей и плаценты в лаборатории 2-ух различных компаний. Приобретенный итог оказался наиболее странноватым, чем ждали ван Эненнам и её коллеги.
Разработка CRISPR сделала вставки, которые и обязана была создать. Но не лишь это. В итоге на том участке, где ван Эненнам и Оуэн планировали вставить только пару генов (гены SRY и GFP), картина оказалась еще наиболее сложной и запутанной. На одном плече 17-й хромосомы запланированное изменение структуры ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) совершенно не вышло. Клеточка устранила разрыв с помощью случаем образовавшейся последовательности из 26 «букв» ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов). (Устранять разрывы двухцепочечной ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) таковым путём полностью нормально для клеточки). Существенную роль сыграли конфигурации, которым подверглось другое плечо. Приблизительно в 90 процентах клеток было выявлено семь копий генов SRY и GFP. Две из их оказались вставленными задом наперёд. А ещё там присутствовала бактериальная плазмида. Приблизительно в 10 процентах клеток учёные нашли три (подабающим образом нацеленных) копии конструкции SRY-GFP и одну плазмиду.
Принципиально не то, куда попали копии гена SRY, а то, что их оказалось много. Вприбавок, в Y-хромосоме нашли копию этого гена, унаследованную Космо от его отца. «Он весьма мужественный мужик», — шутит ван Эненнам. Эти множественные вставки не планировались, отмечает она, но пока они, по-видимому, не причиняют Космо никакого вреда. «Факт его существования свидетельствует о том, что наличие в его организме большего, чем нужно, количества копий гена SRY, не является смертельным», — гласит ван Эненнам.
Опыты с мышами, в ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) которых вставляли дополнительные копии гена SRY, не дали никаких фактов, говорящих о вредности таковых мутаций для здоровья, разве что у самок (XX-особей) они способны вызывать бесплодие. Вроде бы то ни было, скопление копий гена SRY, образовавшееся в ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) Космо, относится к тем неожиданным результатам редактирования генов с помощью CRISPR, на которые ссылаются критики данной нам технологии, подчёркивая её опасность. В крайние годы остальные проведённые за рубежом исследования, направленные на создание дизайнерских сельскохозяйственных звериных для рынка, выявили странноватые побочные эффекты, к примеру повышение кроличьих языков, возникновение у свиней излишних позвонков и досрочную смерть большого рогатого скота. Лайза Мозес (Lisa Moses), спец по биоэтике звериных Гарвардской мед школы (Harvard Medical School), комментируя сообщения о этих странноватых эффектах для The Wall Street Journal, высказалась так: «Это не что другое, как высокомерие — заявлять, как будто мы знаем, что делаем, и способны предвещать, какие проблемы могут произойти».
По воззрению Фёдора Урнова, спеца по редактированию генов Института инноваторской геномики Калифорнийского института в Беркли (UC Berkeley’s Innovative Genomics Institute), не принимавшего роли в работе команды Калифорнийского института в Дейвисе, наивно ждать, что новаторские исследования, подобные тесту ван Эненнам и её коллег, сходу же окажутся идеальными. «Они попробовали сделать быка путём целенаправленной интеграции, используя редактирование генов зародыша, и, практически, эта попытка удалась», — гласит он. Было ли редактирование незапятнанным? Нет. Означает ли это, что данное направление исследовательских работ бесперспективно? Полностью не означает, считает он. «Есть методы преодолеть эти препядствия, но недозволено создать это, не узнав о их наличии».
Потребуются годы кропотливого исследования, чтоб буквально узнать, как влияет на Космо огромное количество копий гена SRY. А пока команда Калифорнийского института в Дейвисе обнародовала в четверг с утра начальный анализ генома Космо на постерной презентации Южноамериканского общества наук о звериных (American Society of Animal Science). Гаэтан Бурджио (Gaétan Burgio), генетик Австралийского государственного института в Канберре (Australian National University in Canberra), изучивший эти результаты, гласит, что он не удивлён тем, что они несовершенны. Для его группы обыденное дело — создавать новейшие модели для исследования человечьих заболеваний, добавляя с помощью CRISPR новейшие гены в ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) мышей. Неоднократное копирование и ненужные вставки плазмиды очень типичны, утверждает австралийский генетик. «Мы то и дело лицезреем это, проводя опыты с мышами», — гласит он. Время от времени клеточки включают в собственный состав по нескольку копий бактериальной ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов). Бурджио сталкивался с тем, что на одно звериное приходилось до 70 штук. «Это абсолютный ужас — созодать вставки с внедрением CRISPR», — заявляет он.
В этом хаосе виновата кинетика ферментов редактирования генов, утверждает учёный. Даже стараясь весьма аккуратненько разрезать ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) на две части, тяжело получить запланированный итог. Но учёные ещё не знали о этом в ранешний период редактирования генов с помощью CRISPR, а конкретно в этот период ван Эненнам приступила к реализации проекта по выращиванию самцов большого рогатого скота. По словам Бурджио, приблизительно до конца 2017 года не возникало никаких сообщений о том, что при редактировании мышиных генов бывают неверные вставки и остальные ненужные эффекты.
В неких наиболее новейших версиях технологии CRISPR таковых ошибок удаётся избегать за счёт того, что ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) только надрезается. Это понижает возможность ненужных вставок. Но такие системы часто ущербны в остальных отношениях: они могут работать далековато не во всех клеточках и способны создавать остальные виды незапланированных эффектов. «Сущность в том, что безупречного инструмента не существует», — гласит Бурджио. По его воззрению, команда Калифорнийского института в Дейвисе весьма хорошо разработала дизайн опыта с большим рогатым скотом и провела анализ его результатов. Тем не наименее, проделанная ею работа — ещё одно подтверждение того, что перестройка ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) домашнего скота с внедрением CRISPR всё ещё весьма юная ветвь науки. «Уже на данный момент мы умеем отлично редактировать гены звериных, но пока не научились созодать это неопасно. Я думаю, научимся. Но впереди ещё весьма много работы», — гласит учёный.
Для ван Эненнам часть данной нам работы — выкармливание Космо до репродуктивной зрелости и сбор его спермы в весеннюю пору грядущего года, чтоб испытать вырастить последующее поколение телят. На теоретическом уровне, бычки должны составить 75 процентов потомства Космо — 50 процентов обычного потомства, которое унаследует его Y-хромосому, и ещё 25 процентов потомства, которое получит от Космо гены SRY, вставленные в его 17-ю хромосому с помощью CRISPR. Ван Эненнам уповает выяснить, довольно ли этих копий для пуска программки развития, вынуждающей генетических самок смотреться и развиваться (а именно, добавлять в весе), как самцы. Для проведения новейших тестов ван Эненнам необходимо подать заявку на новейший грант.
Всё её исследование будет чисто научным; это сделалось ясно, когда пришлось использовать гены медузы, другими словами ещё до того, как в ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) Космо была найдена плазмида. Ни Космо, ни его потомство никогда не будут применены в качестве пищи. Их история, возможно, завершится в институтском крематории.
Если последующий шаг окажется плохим, это может стать концом пробы ван Эненнам сделать стадо, состоящее из одних быков. «Так как созодать вставки весьма тяжело, я не уверена, что опять возьмусь за этот проект», — гласит она.
Но это не означает, что её усилия не посодействуют данной сфере исследовательских работ выйти на новейший уровень. В Австралии с помощью CRISPR исследователи определяют пол цыплёнка, причём определяют прямо в тот денек, когда отложено яичко, из которого он должен вылупиться. Благодаря этому яичка с зародышами самцов можно убить до того, как они перевоплотился в чувствующих, пищащих цыплят. В Германии исследователи употребляют CRISPR для такового редактирования спермы хряков (самцов свиней), которое делает всё их потомство состоящим из одних самок. Дело в том, что в мясе выросших самцов находится портящий аппетит хим коктейль, именуемый «запахом хряка». Сейчас крестьяне часто пробуют избежать появления аромата хряка, кастрируя без анестезии самцов-подростков, но в Германии эту жестокую практику не так давно воспретили. (Соответственный закон вступает в силу в последующем году). И в остальных странах реализуются 10-ки различных проектов, предусматривающих внедрение CRISPR для того, чтоб звериные, которых выращивают животноводы, меньше мучались от заболеваний и различных форм ожесточенного воззвания. Космо есть чему обучить исследователей из самых различных уголков мира.