Трансгенные свиньи

Китайские исследователи генетически модифицировали свиней, чтобы повысить их устойчивость к широко распространённому и смертельному вирусу.

Вирус классической чумы свиней крайне заразен и убивает этих животных. Вспышки болезни приводят к огромным потерям скота, что сказывается на финансовом положении фермеров и компаний. Специалисты Цзилиньского университета в Китае придумали, как справиться с вирусом: они генетически модифицировали свиней, сделав их более устойчивыми к патогену.

Учёные отмечают, что вирус классической чумы свиней отличается высокой контагиозностью (то есть он легко передаётся от животного к животному), и свиньи, инфицированные им, обычно умирают в течение нескольких недель.

Вакцинация позволила искоренить болезнь в Северной Америке, Австралии и на большей части Европы. Тем не менее во всём остальном мире это заболевание по-прежнему встречается. Более того, вспышки болезни порой происходят даже в районах с высоким уровнем вакцинации. В таких случаях фермеры вынуждены уничтожать скот.

По мнению учёных, более эффективным методом может стать генетическое проектирование животных, устойчивых к вирусу.

С этой целью исследователи Поднебесной объединили знаменитый инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9 с технологией под названием РНК-интерференция.

Система CRISPR состоит из искусственно созданной наводящей РНК и фермента Cas9. Этот комплекс загружается в безобидный аденоассоциированный вирус и с его помощью доставляется в ядро клетки. Молекула РНК содержит копию небольшого фрагмента ДНК, соответствующего месту, где нужно совершить разрез. Она прикрепляется к заданному участку, после чего белок Cas9 разрезает цепочку. Таким образом удаляется нужная часть генетического кода, после чего молекула ДНК сшивается обратно.

Второй же способ, РНК-интерференция, был "разработан" природой именно для защиты от нежелательных процессов, таких как заражение клетки вирусом. Сегодня специалисты используют этот метод для подавления экспрессии гена при помощи малых молекул РНК.

В рамках недавнего исследования учёные использовали системы CRISPR для вставки так называемых малых РНК, образующих шпильки (shRNAs). Последние обладают противовирусными эффектами. Исследователи опробовали комбинацию на эмбрионах свиней, создав таким образом животных с врождённой устойчивостью к вирусу классической чумы свиней.

Затем учёные решили проверить устойчивость животных к заражению. Они разделили свиней на две группы и поместили их в разные помещения. Каждая "команда" состояла из трёх трансгенных свиней, трёх обыкновенных свиней и одной обыкновенной особи, заражённой вирусом.

Как и ожидалось, контрольные свиньи подхватили вирус, что привело к их гибели. Трансгенные свиньи, впрочем, также были инфицированы, однако их симптомы были сравнительно менее тяжёлыми. Заболевание не приводило к смерти ГМ-животных, и в их крови было найдено гораздо меньше вирусов.

Важно, что устойчивые к болезни черты были переданы, по крайней мере, первому поколению потомства ГМ-свиней.

Специалисты также проверили геном свиней на внецелевые генетические мутации. В результате они не обнаружили побочных изменений ДНК, хотя специалисты признают, что поиск ограничивался только теми областями генома, где ошибки могли возникнуть в первую очередь.

Между тем мутации могут появиться в самых неожиданных местах, и их раскрытие (если они, конечно, есть) потребует дальнейшего изучения.

Если технология докажет свою эффективность, то она может использоваться для постоянного внедрения устойчивости к болезням в большие популяции свиней. Кроме того, такой метод может быть применён и к другим видам домашнего скота, заключают авторы работы.

Результаты исследования представлены в научном издании PLOS Pathogens. 

К слову, учёные не впервые успешно генетически модифицировали свиней. В 2017 году исследователи применили тот же CRISPR, чтобы создать свиней без вредных ретровирусов. Этот эксперимент сделал животных более безопасными донорами для трансплантации органов людям.

Также специалисты спроектировали поросят с меньшим количеством жира. Цель изменений – помочь животным адаптироваться к более холодным погодным условиям.

Добавим, что ранее технология CRISPR также впервые помогла создать коров, устойчивых к туберкулёзу.