Трансгенная обезьяна светиться отказалась

Особенно часто при проведении медицинских экспериментов в лабораториях в качестве подопытных животных используются мыши-мутанты. Целенаправленно внося изменения в их геном, удаляя, добавляя или модифицируя определённые гены, учёные научились моделировать на мышах болезни, которыми страдают люди. Подобный приём позволяет не только более эффективно изучать механизмы этих заболеваний, но и испытывать новые медикаменты.

Однако обезьян - ближайших родственников человека - такого рода эксперименты до самого недавнего времени обходили стороной. И вот теперь первая обезьяна с модифицированными генами стала реальностью. Своим появлением на свет она обязана американским биологам - сотрудникам Исследовательского центра по изучению приматов при Медицинском университете штата Орегон в городке Бивертоне в окрестностях Портленда.

Макака-резус по кличке Энди (ANDI) внешне малышка ничем не отличается от прочих сородичей. Она совершенно здорова, но назвать её нормальной никак нельзя - и это-то и радует учёных, стоявших, если можно так выразиться, у её колыбели. Уже в самом имени обезьянки они зашифровали тайну её создания: если прочитать это имя справа налево, получится аббревиатура IDNA, что по-английски означает Inserted DNA, а по-русски - встроенная ДНК. Иными словами, геном данной особи содержит элементы, которые от природы биологическому виду макак-резусов не свойственны.

Профессор Энтони Чен, принимавший самое деятельное участие в экспериментах по созданию трансгенной обезьяны, поясняет:

- Мы внедрили новый ген - так называемый ген-маркер - в генетический набор Энди. В качестве транспортного средства, способного доставить чужеродную ДНК внутрь яйцеклетки макаки, мы использовали вирусы. Это - достаточно хорошо изученная и уже испытанная методика. Такие обезвреженные вирусы, именуемые "генными такси", были разработаны несколько лет назад для экспериментов в области генной терапии человека.

Тут следует пояснить, что это за ген-маркер, упомянутый профессором. Для того, чтобы знать, удачно или нет прошла операция по внедрению чужеродных генов, учёные используют гены-индикаторы, присутствие которых легко поддаётся обнаружению. Например, в растениеводстве для этих целей, как правило, применяется ген, обеспечивающий резистентность к антибиотикам, а в качестве "генных такси" - некоторые виды бактерий. Внедрив в бактерии нужные гены вместе с геном-маркером, селекционеры подвергают эти "генные такси" воздействию антибиотика, в результате чего выживают лишь те бактерии, которые обрели к нему резистентность, а значит - восприняли нужные гены. В случае с макаками профессор Энтони Чен и его коллеги не преследовали цель привить животным какие-либо новые полезные свойства. На первом этапе их интересовала только отработка методики как таковой. Учёные хотели доказать, что модификация генома обезьяны в принципе возможна, а потому решили ограничиться пересадкой лишь самого гена-маркера. В качестве такового они избрали один из генов медузы. Этот ген обеспечивает производство белка, способного флюоресцировать в ультрафиолетовом свете. Исследователи произвели генетическую модификацию 224 яйцеклеток макак-резусов. Эта крайне тонкая работа состояла в том, что учёные под микроскопом осторожно протыкали иглой оболочку клетки и вводили внутрь вирусы с геном-маркером. Контрольное облучение ультрафиолетовым светом позволило отсеять те из яйцеклеток, которые не флюоресцировали, а значит - не восприняли новый ген. Но создание трансгенной яйцеклетки - это лишь полдела.

Профессор Чен:

- Затем мы произвели оплодотворение этой трансгенной яйцеклетки одним единственным сперматозоидом, подождали, пока она несколько раз разделится, и этот эмбрион, состоящий всего из 8-ми клеток, пересадили в матку животного, выбранного в качестве приёмной матери.

Столь незатейливое описание может, пожалуй, создать превратное представление, будто вся эта операция особой сложности не представляет. Однако на самом деле всё не так уж просто: генетикам пришлось произвести пересадку 40 эмбрионов 20-ти обезьянам, чтобы получить 5 беременностей. Спустя 5 месяцев живыми и здоровыми на свет появились лишь три обезьянки, и только у одной из них - знакомой нам Энди - в наследственном материале обнаружился новый ген. Впрочем, слово "обнаружился" мало подходит к данной ситуации. Дело в том, что Энди - к немалому разочарованию своих создателей - никакого флюоресцирующего белка не производит, а значит, в ультрафиолетовых лучах лабораторной лампы, как на то надеялись генетики, не светится. Позаимствованный у медузы ген учёным Орегонского университета пришлось долго и упорно искать, используя весь богатый арсенал молекулярно-биологических лабораторных исследований. Эти исследования в конце концов подтвердили, что ген прочно интегрировался в одну из хромосом. Но почему он не кодирует светящийся белок, остаётся загадкой. Возможно, считают учёные, ген не располагает необходимой для выполнения этой функции активностью. Таким образом, методика генетической модификации обезьян пока далека от совершенства, очень многое тут всё ещё зависит от случая. Но ведь то же самое имело место и на ранних этапах создания трансгенных мышей. Теперь же целые линии мутантных мышей относятся, так сказать, к базовой комплектации многих биомедицинских лабораторий. Похоже, такая же участь уготована и макакам. Особенно в области исследований, касающихся болезней человека, обезьяны могут дать науке гораздо больше, чем мыши.

Профессор Чен:

- Мышь весьма существенно отличается от человека по своему биологическому строению. Причём я не говорю сейчас о генах, которые у людей есть, а у мышей нет. Даже если иметь в виду общие гены, то нередко те их мутации, которые вызывают у людей тяжёлые заболевания, не оказывают никакого воздействия на мышей. Поэтому мы уверены, что использование в качестве генетической модели подопытных обезьян поможет заполнить брешь между подопытными мышами и больными людьми, то есть реальными пациентами.

В общем, это вполне понятно: ведь макаки-резусы относятся к тому же биологическому отряду приматов, что и человек. Открытые на сегодняшний день гены макак-резусов и людей на 95 процентов идентичны. И, что немаловажно, мозг обезьян по своей структуре очень похож на мозг Homo sapiens. Поэтому учёные надеются, что на трансгенных макаках-резусах им удастся гораздо более эффективно, чем на мышах, моделировать такие тяжёлые нейродегенеративные заболевания, как, например, болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона. В частности, профессор Энтони Чен намерен уже в ближайшее время попытаться получить мутантную обезьяну с геном, ответственным за синдром Альцгеймера. На этом животном, полагает учёный, он сможет испытывать новые лекарства и вакцины.

Тут нельзя не отметить, что у этой медали есть и обратная сторона: технология, позволяющая создавать трансгенных обезьян, конечно же, позволит создавать и трансгенных людей. Правда, в большинстве своём исследователи дружно открещиваются от подобных намерений. "Господь Бог запрещает использование такой методики применительно к человеку", - говорит профессор Джеральд Скэттен, научный руководитель проекта по созданию Энди. Он клянётся, что видит свою задачу исключительно в создании генетически модифицированных обезьян - с тем, чтобы на них изучать болезни человека. Однако Пол Серхал, врач-гинеколог клиники при Медицинском колледже Лондонского университета, уверен, что наука в своих экспериментах не остановится на обезьянах. "Это лишь сигнал к началу гонки, на финише которой - создание генетически модифицированных людей", - полагает учёный и признаётся, что он сам не видит никаких препятствий морального характера, которые помешали бы ему произвести соответствующие эксперименты. Проблема лишь в технологии, считает медик, но от обезьяны до человека - рукой подать. Похоже, так оно и есть: во всяком случае, в том самом Медицинском университете штата Орегон, где появилась на свет трансгенная макака Энди, исследовательский центр по изучению приматов расположен буквально в нескольких шагах от роддома.