Методы получения трансгенных животных

Трансгеноз — экспериментальный перенос генов, выделенных из определенного генома или искусственно синтезированных, в другой геном. Животные, в геном которых интегрируют чуже­родные гены, называют трансгенными. В ряде экспериментов было установлено, что мыши, развивающиеся из зиготы, в кото­рую была введена чужеродная ДНК, содержат в своем геноме фрагменты этой ДНК, а иногда у них происходит и экспрессия чужеродных генов. В 1980 г. Дж. Гордон с сотр. впервые показа­ли возможность трансформации мыши путем введения в пронук-леус оплодотворенной яйцеклетки мыши рекомбинантных моле­кул, содержащих ген тимидинкиназы (ген ТК) вируса герпеса. Лучшие результаты были получены при микроинъекции реком-бинантной ДНК в мужской более крупный пронуклеус. Метод микроинъекции чужеродной ДНК в мужской пронуклеус зиготы используется в настоящее время у всех млекопитающих, включая сельскохозяйственных животных. Созданы линии трансгенных мышей, которые различались между собой структурой чужерод­ной ДНК. Мышам были введены гены: гемоглобина кролика, Р-глобина человека, лейкоцитарного интерферона человека, гор­мона роста крысы и человека.

Особого внимания заслуживает опыт Пальмитера и сотр., в котором осуществлена пересадка мышам гена гормона роста крысы. В этом случае промотор бактерий был непригоден. Для микроинъекции была создана рекомбинантная ДНК, состоящая из соединенных фрагментов различных генов: промоторной части гена — металлотионеина МТ-1 мыши и структурной части — гена гормона роста крысы, в котором собственные про­мотор и инициатор были удалены. В зиготы мыши инъецировали по 600 копий рекомбинантной ДНК. Получен 21 потомок. У семи мышей был обнаружен чужеродный ген — ген гормона роста крысы. Живая масса трансгенных мышат была в 1,8 раза больше, чем контрольных. Таких трансгенных животных назвали супермышами. В среднем у трансгенных мышей интегрируется 25—30 % копий введенной ДНК.

Успешные опыты с мышами способствовали проведению работ по получению трансгенных кроликов и сельскохозяйствен­ных животных. Схема получения трансгенных животных в ос­новном такая же, как и при работе с мышами. Она состоит из следующих этапов: 1) выбор, получение и клонирование чуже­родного гена; 2) получение зигот и выявление пронуклеусов; 3) микроинъекция определенного числа копий генов в видимый пронуклеус; 4) трансплантация зиготы в половые пути гормо­нально подготовленной самки; 5) оценка родившихся .животных по генотипу и фенотипу: интеграция чужеродной ДНК, экспрес­сия ДНК, влияние на признак (например, высокая интенсив­ность роста), установление наследования гена.

Наиболее трудной проблемой в опытах по переносу генов в ткани или организмы животных оказалась экспрессия внесенных генов. Выяснилось, что только четыре промотора (генов метал-лотионеина, трансферрина, иммуноглобулина, эластазы) из мно­гих исследованных способны активировать присоединенные к ним гены.

Трансгенные кролики были получены Р. Хаммером и Г. Бре-мом с сотр. Они производили микроинъекцию в пронуклеусы кроликов гена гормона роста человека. В нашей стране в отделе биотехнологии ВИЖа получена трансгенная крольчиха с интег­рацией и экспрессией гена гормона роста крупного рогатого скота (Л. К. Эрнст и др., 1990).

В Австралии получили первых в мире трансгенных овец. В возрасте 2—4 лет трансгенные овцы в 1,5 раза превосходили по массе сверстников той же породы. Австралийские ученые пред­полагают ввести овцам и другие гены, которые должны привести к ускорению роста шерсти, усилению резистентности к болез­ням.

Трансгенные свиньи впервые были получены в лабораториях Р. Хаммера (1985) и Г. Брема (1986) на основе инъекции гормо­на роста человека. У некоторых таких свиней в плазме крови отмечался высокий уровень гормона роста человека. В нашей стране получены трансгенные свиньи на основе инъекции в зиготы гена гормона роста крупного рогатого скота.

При работе с крупным рогатым скотом, для того чтобы обна­ружить пронуклеусы, применяют ДНК-специфические флуорес­центные окраски и центрифугирование зигот. В 1987 г. родился первый трансгенный теленок молочно-мясного типа.

В порядке совершенствования процесса трансгеноза разраба­тывается метод оплодотворения яйцеклеток in vitro с помощью микроинъекции одного сперматозоида с включенной в него чу­жеродной ДНК.

В перспективе предполагается получение трансгенных живот­ных для производства новых продуктов, которые можно будет производить в промышленном масштабе, если они будут полез­ны с медицинской точки зрения. С этой целью будет использо­ваться рекомбинантная ДНК, с помощью которой от трансген­ных животных будут получать, например, из коровьего молока, крови или печени такие белки, как инсулин человека, интерфе­рон и гормоны. Разрабатывается биотехнология производства фактора свертывания крови из молока трансгенных овец. Пред-

полагается, что фактор свертываемости, необходимый для лече­ния гемофилии, будет синтезироваться в клетках молочной желе­зы овец и переходить в молоко.

Внедрение современных биотехнологий — гибридизации со­матических клеток, клеточной и генной инженерии в сочетании с эмбриогенетической инженерией — определяет новые подходы в деле создания более устойчивых к болезням высокопродуктив­ных пород животных с признаками, которых не было у исходных пород или они были слабовыражены. Открываются новые пер­спективы для получения лекарственных веществ: гормонов, вак­цин, аминокислот, витаминов и т. д. Синтез генов и совершен­ствование методов их введения позволяют ввести в клетку на место поврежденных генов нормальные гомологи, что обеспечит лечение наследственных болезней. Широкое распространение получат способы нейтрализации действия вредных генов с помо­щью введения репрессоров.

1.Предмет и методы генетики. 1

2. Виды изменчивости. 2

3. Виды наследственности. 4

4. Клетка как генетическая система. 4

5. Роль ядра и других органелл в прередаче, сохранения и реализации наследственной информации. 4

6.Морфологическое строение и химический состав хромосом. 5

7. Кариотип и его видовые ообенности. 6

8. Роль генотипа и условий среды в формировании фенотипа. 7

8. Митоз. 8

10. Мейоз. 10

11. Гаметогенез. Оогенез. 10

12. Особенности гаметогенеза самцов и самок. 10

13.Полиплоидия и ее значения. 13

14. Паталогии мейоза и митоза и ее значения. 13

15.Оплодотворение. 15

16. моно ди и полигибридное скрешивание. 15

17 сущность законов единообразия и расщепления. 15

21. Экспериментальный метод и законы наследования Менделя. 15

23.Множественный аллелизм. 15

18. Правило частоты гамет и его знаечние. 20

19. Виды доминирования. 20

20. Анализирующее скрещивание. 20

22. Полигибридное скрещивание. 21

24. Плейотропное действие генов. 22

25.Виды взаимодействия неаллельных генов. 23

26. Эпистаз. 23

27. Полимирия. 23

29. Летальные гены. 26

35. Генетический анализ полного сцепления. 27

30. Сцепленное наследование признаков. 27

32. Особенности наследования признаком при неполном и полном сцелении.. 27

34. хромосомная теория наследственности. 31

33. Генетическое док-во кроссинговера. 31

36. Кроссинговер. 31

37. Картирование хромосом. 31

38. Типы определения пола. 35

39. Кариотипы мужского и женского пола у разных видов животных. 35

40. Гомо и гетерогаметный пол.. 35

43. Опыты п регулированию соотношению пролов. 36

44. Наследование признаков огран. Полом.. 36

45. Наследование признаков сцепленных с полом.. 37

46. Наследование признако.. 37

47. Практическое использование наследования признаков. 37

48. Нуклеиновые кислоты, доказательства их роли в наслндственности. 38

49. Виды ДНК и РНК.. 40

50. Комплементарность. 40

51.Строение ДНК.. 40

52. Репликация ДНК.. 43

57. Генетический код и его свойства. 44

53. Синтез белка. 46

54 Транскрипция. 46

55. Трансляция. 46

56 роль рнк и в синтезе белка. 46

66. Перенос генетического материала из одной клетки в другие. 49

62.Трансформация. 49

63.Трансдукция. 49

64.Конъюгация у бактерий. 49

69. Использование процесса конъюгации.. 49

70.Мутационная измечивость. 52

71.Виды мутации.. 52

72. Геномные мутации.. 52

73. Хромосомные мутации. 52

74. Генные мутации.. 52

58. Структурные гены и гены регуляции.. 55

59. Регуляция действий генов. 55

60. Оперон.. 55

65. Лизогения и лизогенное состояние клеток. 58

61. Обмен генетической информацией у прокариот. 59

67. Строение бактерий и вирусов. 59

68.Понятие о профаге и лизогении у бактерий.. 59

75. Анеуплоидия. 62

76. Транслокации. 63

77.Гетероплоидия. 64

78. Генетические анамалии у с.х. животных.. 64

87. Типы наследственных аномалий.. 69

79. Понятие о популяции и чистой линии.. 73

80. Характеристика ген. Структуры популяции.. 73

81. Формула и закон Харди – Вайнберга. 73

82. Практическое значение закона. 73

83. Генная инженерия. 75

84. Практическое использование групп крови и полиморфных систем в животноводстве. 79

88. Генетический груз популяций.. 85

93.Методы получения трансгенных животных.. 86