Ķīnā ziņots par pirmajiem gēnu rediģētajiem suņiem

Cilvēka labākais draugs tagad ir viņa jaunākais gēnu inženierijas projekts.

Bīgli vārdā Herkulss, pa kreisi, un Tiangou ir pasaulē pirmie gēnu rediģētie suņi.

Zinātnieki Ķīnā apgalvo, ka viņi ir pirmie, kas izmanto gēnu rediģēšanu, lai ražotu pielāgotus suņus. Viņi izveidoja bīgli ar divkāršu muskuļu masu, dzēšot gēnu, ko sauc par miostatīnu.

Suņiem ir vairāk muskuļu, un paredzams, ka tiem būs spēcīgākas skriešanas spējas, kas ir piemērotas medībām, policijas (militāriem) lietojumiem, teica Liangsue Lai, pētnieks Guandžou Biomedicīnas un veselības institūta Reģeneratīvās bioloģijas galvenajā laboratorijā. e-pasts.

Lai un 28 kolēģi ziņoja par saviem rezultātiem pagājušajā nedēļā Molekulāro šūnu bioloģijas žurnāls , norādot, ka viņi plāno radīt suņus ar citām DNS mutācijām, tostarp tādām, kas atdarina cilvēku slimības, piemēram, Parkinsona slimību un muskuļu distrofiju. Pētījuma mērķis ir izpētīt pieeju jaunu slimību suņu modeļu ģenerēšanai biomedicīnas pētījumiem, saka Lai. Suņi ir ļoti tuvi cilvēkiem vielmaiņas, fizioloģisko un anatomisko īpašību ziņā.

Lai sacīja, ka viņa grupa neplāno audzēt ekstramuskuļotos bīglus kā mājdzīvniekus. Tomēr citas komandas varētu ātri sākt komercializēt gēnu pārveidotus suņus, iespējams, rediģējot viņu DNS, lai mainītu to lielumu, uzlabotu viņu intelektu vai labotu ģenētiskās slimības. Cits Ķīnas institūts, BGI, septembrī teica tas bija sācis pārdot miniatūras cūkas, kas izveidotas, izmantojot gēnu rediģēšanu, par 1600 USD katru kā jaunumus mājdzīvniekus.

Ķīniešu bīglu projektu vadīja Lai un Gao Sjans, Nanjingas universitātes peļu gēnu inženierijas speciālisti. Suņi tiek turēti Guandžou Vispārējā farmaceitiskās pētniecības institūtā, kas savā tīmekļa vietnē norāda, ka tas vairojas. vairāk nekā 2000 bīglu gadā pētniecībai. Bīgli parasti izmanto biomedicīnas pētījumos gan Ķīnā, gan ASV.

Genoma rediģēšana attiecas uz jaunizveidotām metodēm, kas ļauj zinātniekiem viegli atspējot gēnus vai pārkārtot DNS burtus. Bīglu maiņai izmantotā metode, kas pazīstama kā CRISPR-Cas9, ir īpaši lēta un precīza (skatiet 10 Breakthrough Technologies 2014: Genome Editing).

Pagājušajā mēnesī Ķīnas Zinātņu akadēmijas pārstāvis Duanqing Pei uzsvēra Lai darbu kā daļu no tā, ko viņš sauca par lieliem Ķīnas centieniem pārveidot dzīvniekus, izmantojot CRISPR. To dzīvnieku sarakstā, kas jau ir izstrādāti, izmantojot gēnu rediģēšanu Ķīnā, ir kazas, truši, žurkas un pērtiķi. Pei aprakstīja centienus kā valsts zinātnes prioritāti un daļu no Ķīnas centieniem izveidot pasaules līmeņa pētniecību.

Vienkāršība, ar kādu var veikt gēnu rediģēšanu, ir radījusi bažas, ka nākamie varētu būt cilvēki (skatiet sadaļu Perfekta mazuļa projektēšana). Šīs bažas tika pastiprinātas aprīlī, kad cita Ķīnas komanda ziņoja par cilvēka embriju pārveidošanu laboratorijā, mēģinot labot ģenētisku defektu, kas izraisa beta-talasēmiju (skatiet Ķīnas komandas ziņojumus par cilvēka embriju gēnu rediģēšanu).

Dabiski sastopama DNS mutācija miostatīna gēnā izraisa ļoti muskuļotus vipetus kreisajā pusē, kā ziņots žurnālā Neuromuscular Disorders. Zinātnieki Ķīnā apgalvo, ka tagad var veikt tādas pašas izmaiņas citos suņos.

Suņu pētnieki izmantoja to pašu pieeju, vairāk nekā 60 suņu embrijos tieši ieviešot gēnu rediģēšanas ķimikālijas — DNS sagriešanas enzīmu Cas9 un vadošo molekulu, kas nulles līmenī sasniedz noteiktu DNS posmu. Viņu mērķis bija sabojāt vai izsist abas miostatīna gēna kopijas, lai bīglu ķermeņi neradītu muskuļus inhibējošo proteīnu, ko gēns ražo.

Galu galā no 65 viņu rediģētajiem embrijiem piedzima 27 kucēni, bet tikai diviem, mātītei un tēviņam, bija traucējumi abās miostatīna gēna kopijās. Viņi nosauca mātīti Tiangou, ķīniešu mītos debesu suņa vārdā. Tēviņu viņi nosauca par Herkulesu.

Lai un viņa kolēģi ziņoja, ka Herkulesā gēnu rediģēšana bija nepilnīga un ka daļa no suņa muskuļu šūnām joprojām ražo miostatīnu. Bet Tjangou miostatīna darbības pārtraukšana bija pilnīga, un bīglim bija acīmredzams muskuļu fenotips vai īpašības. Piemēram, viņas augšstilbu muskuļi bija lieli, salīdzinot ar viņas metiena biedriem.

Miostatīna gēna zaudēšanas sekas ir labi zināmas no dabas. Vienai īpaši gaļas liellopu šķirnei, ko sauc par Beļģijas blūzu, parasti trūkst gēna un tie izaug līdz lieliem izmēriem. Suņu vidū mutācija dabiski notiek tikai vipetēm, saka Eva Engvall, pensionēta zinātniece un vipetu audzētāja, kura 2007. palīdzēja identificēt mutācija, kas ietekmē šo šķirni. Suņus ar dubultmuskuļiem sauc par kausli vipetiem.

Retos gadījumos cilvēks var piedzimt arī bez nevienas darba miostatīna kopijas. 2004. gadā ziņoja ārsti jaundzimušais, kurš izskatījās ārkārtīgi muskuļots, ar izvirzītiem muskuļiem augšstilbos un augšdelmos. Viņi apstiprināja, ka viņam trūkst miostatīna gēna, un atzīmēja, ka līdz četrarpus gadu vecumam zēns varēja izstiept rokas, turot trīs kilogramus smagas hanteles.

Tā kā miostatīna gēns ir labi pētīts un tā kā nav zināms, ka dubultai muskuļošanai būtu acīmredzami trūkumi, tas bieži tiek minēts debatēs par hipotētisku nākotnes gēnu dopingu sportistu vidū. ASV ārsti jau mēģina bloķēt miostatīnu gēnu terapijas eksperimentos, kuru mērķis ir palēnināt muskuļu zudumu zēniem, kuri cieš no Dišēna muskuļu distrofijas.

Engvall saka, ka viņu pārsteidza ķīniešu darbs, kas, pēc viņas teiktā, parāda, kā gēnu rediģēšanu var izmantot arī, lai labotu ģenētiskas slimības, kas ietekmē dažas suņu šķirnes. Šā darba mērķis nebija atkārtoti radīt miostatīna izsitumus, saka Engvall. Mērķis bija izmantot CRISPR tehnoloģiju suņiem. Un šajā projektā autori pārvarēja dažus šķēršļus, jo suņi ir nedaudz viltīgi, kad runa ir par manipulācijām ar embrijiem.

Tomēr Nacionālo veselības institūtu zinātniece Eliāna Ostrandere, kas pētījusi miostatīnu suņiem, saka, ka, pamatojoties uz publikāciju, viņai joprojām nav skaidrs, vai bīgliem bija ārkārtīgi manāms muskuļu masas pieaugums, kā tas ir redzams vipetos. Suņu skaits joprojām ir neliels, viņa saka. Būs interesanti redzēt, kāda veida variācijas parādās, jo vairāk suņu tiek pakļauti šim procesam.

Ja embrija stadijā tiek ieviestas DNS izmaiņas, tās var ietekmēt katru dzīvnieka ķermeņa šūnu, tostarp spermu un olšūnas, dzimumšūnas šūnas. Lai komanda saka, ka tā ir pārbaudījusi Hercules spermu un atklājusi, ka, ja viņš tiktu audzēts, viņš nodos miostatīna mutāciju tālāk. Lai saka, ka labvēlīgās īpašības, kas izriet no gēnu rediģēšanas, var pāriet no paaudzes paaudzē, un būs iespējams izaudzēt lielu skaitu gēnu rediģētu suņu, kurus var komercializēt.

Cilvēki ir ietekmējuši suņu ģenētiku tūkstošiem gadu. Vismaz pirms 36 000 gadu agrīnajiem cilvēkiem bija jau sākusies lai pieradinātu vilkus un veidotu ceļabiedrus, kas mums ir šodien. Čārlzs Darvins bieži pieminēja suņu audzēšanu Sugu izcelsme parādīt, kā evolūcija pakāpeniski notiek atlases procesā. Tomēr ar CRISPR evolūcija vairs nav pakāpeniska vai pakļauta nejaušībai. Tas ir tūlītējs un cilvēka kontrolē.

Tieši šī vara izraisa plašas diskusijas un bažas par CRISPR. Tomēr vismaz daži pētnieki domā, ka gēnu rediģētie suņi varētu piešķirt šai tehnoloģijai pūkainu, draudzīgu seju. Šomēnes intervijā Hārvardas Universitātes profesors Džordžs Čērčs, kurš vada lielas pūles, lai izmantotu CRISPR rediģēšanu, sacīja, ka, viņaprāt, būs iespējams palielināt suņus, izmantojot DNS labojumus, lai tie dzīvotu ilgāk vai vienkārši padarītu tos gudrākus.

Baznīca sacīja, ka viņš arī uzskata, ka suņu un citu lielu dzīvnieku maiņa varētu pavērt ceļu uz cilvēku iespējamo gēnu rediģēšanu. Viņš teica, ka cūku vai suņu dzimumšūnu rediģēšana piedāvā līniju. Cilvēki varētu teikt: 'Ei, tas darbojas.'

paslēpties