Трансгенні тварини

1. Одержання трансгенних тварин.

2. Експресія генів в трансгенних мишах.

3. Трансгенні тварини у фундаментальних дослідженнях.

4. Біотехнологічне застосування трансгенних тварин.

Розробка системи генетичної трансформації культивуючих клітин ссавців дозволила підійти до вирішення такого важливого питання, як введення чужих генів в організм тварин і одержання ліній тварин, які передають по спадковості одержані гени – трансгени. Таких тварин прийнято називати трансгенними тваринами.

У 1974 р. Р.Джениш і Б.Мінтц описали першу схему експерименту по введенню чужої ДНК в ембріони миші. ДНК вірусу SV40 ін’єкціювали в бластоцисти, які поміщали у матку спеціально підготовлених самок. Із таких ембріонів розвивались нормальні дорослі миші, частина яких містила у своєму геномі безліч копій ДНК віруса SV40.

Надалі було запропоновано більш ефективні прийоми створення трансгенних тварин.

1. Одержання трансгенних тварин.

1.1. Клітини тератокарциноми миші.

У 1975 р. Б.Мінтц із співавторами продемонстрували можливість введення чужих генів в організм тварини, використовуючи клітини тератокарциноми (ТСС) миші, які здатні розмножуватись в культурі, а також втрачати свої непластичні властивості і нормально диференціюватись після ін’єкції в ембріони миші, які знаходяться на стадії бластоцисти. Ранні ембріони, які містять ін’єковані ТСС, здатні розвиватись у дорослих мишей, соматичні та статеві клітини яких мозаїчні, так як є сумішшю ТСС і клітин з генотипом вихідного ембріону.

Розроблений підхід одержав подальший розвиток у 1980 р. при ін’єкції і бластоцисти клітин тератокарциноми, що несуть чужу ДНК. Для цього використовували перевиваючи лінію клітин тетракарциноми і її ТК¯-похідні, здатні після введення в бластоцисти давати початок як соматичним, так і статевим клітинам. На ТК¯-клітинах можна здійснювати генетичну трансформацію, ефективно відбирати клони трансформантів і ін’єкційно трансформувати ці клітини в ембріони.

У ряді експериментів продемонстрована інтеграція в геном стовбурових клітин тератокарциноми мишей безлічі копій гену тимідинкінази вірусу простого герпесу. Котрансформацією з вірусним селективним геном в клітини тетракарциноми вводили ген β-глобіну людини. Чужі гени стабільно зберігались в геномі трансформантів в інтегрованому стані.

Перспективніша генетична трансформація ТСС векторами, які містять селективні маркери домінантного типу. У цьому випадку нема необхідності працювати на мутантних лініях клітин, які можуть мати крім відомої мутації і ряд не ідентифікованих змін в геномі. За допомогою вектора pSV2-gpt Е.Вегнер і Б.Мінтц у 1982 р. продемонстрували можливість такої трансформації ТСС дикого типу. Відібрані трансформанти стабільно зберігали чужу ДНК в інтегрованому стані. Таким чином, у стовбурові клітини тератокарциноми миші контрансформацією із селективним маркером можна ввести будь-який ген. Після відбору і «тщательного» відбору клонів трансформантів деякі з них можна використовувати для ін’єкції в ранні ембріони з метою одержання ліній мишей з передбачуваними генетичними змінами. Дана система дозволяє аналізувати in vitro регуляцію експресії різних генів в процесі ембріонального розвитку організму.