Сэмюел Стернберг - Трещина в мироздании [litres]

Эта стратегия – избавление свиней от вирусов путем нокаутирования генов, которые использует этот вирус, – оказалась настолько эффективной, что ее уже осваивают другие исследователи, пытающиеся облегчить страдания животных и уменьшить количество брака в других отраслях мясной промышленности. К примеру, группа британских ученых одержала аналогичную победу над другим вирусом. Вызываемое им заболевание, африканская чума свиней (она же африканская лихорадка), поражает как диких, так и домашних свиней; как и ВРРСС , этот вирус очень заразен, и против него также нет вакцины. При этом вирус африканской лихорадки даже более смертоносен, и некоторые его разновидности вызывают почти стопроцентную гибель инфицированных (обычно это происходит из-за интенсивных кровоизлияний в первую же неделю после заражения) [141] Center for Food Security and Public Health, “African Swine Fever”, www.cfsph.iastate.edu / Factsheets / pdfs / african_swine_fever.pdf. . К сожалению, заболевание приводит к массовой гибели животных и по другим причинам: когда вирус распространился по Восточной Европе, фермерам пришлось забивать свиней, в некоторых случаях целые стада, в отчаянной попытке остановить распространение болезни.

Заметив, что на африканские виды свиней, в том числе и на бородавочников, вирус не действует, британские ученые сумели выделить ген, который, по-видимому, объясняет удивительную устойчивость этих животных [142] C. J. Palgrave et al., “Species-Specific Variation in RELA Underlies Differences in NF-κB Activity: A Potential Role in African Swine Fever Pathogenesis”, Journal of Virology 85 (2011): 6008–6014. . Варианты этого гена у бородавочников и у домашних свиней различаются лишь несколькими “буквами”, поэтому ученые просто отредактировали геном домашних свиней таким образом, чтобы он был таким же, как у бородавочников, но не меняли при этом никакие другие части генома [143] S. G. Lillico et al., “Mammalian Interspecies Substitution of Immune Modulatory Alleles by Genome Editing”, Scientific Reports 6 (2016): 21645. . Время покажет, обладают ли отредактированные таким образом свиньи тем же иммунитетом, что и бородавочники (и, что, наверное, не менее важно, – сможет ли общественность принять новых генетически модифицированных животных). Исследователи, по крайней мере, уверены, что потребители не будут возражать против небольшого улучшения, которое сделает животных более здоровыми, – особенно если такое улучшение уже существует в природе [144] H. Devlin, “Could These Piglets Become Britain’s First Commercially Viable GM Animals?”, Guardian , June 23, 2015. .

Другие животные с отредактированным геномом, которые могут появиться в ближайшем будущем

Еще один пример редактирования генома крупного рогатого скота – достижение миннесотской компании Recombinetics , которой удалось генетически модифицировать коров таким образом, чтобы у них не росли рога. Цель этой работы – обойтись без жестокой (но весьма распространенной на европейских и американских молочных фермах) процедуры обезроживания (удаления рогов). Работа с рогатыми животными в замкнутом пространстве может быть опасна и для фермеров, и для самих коров. Обычно рога удаляют у еще молодых животных, выжигая роговые бугорки раскаленным железом, при этом повреждая соседние ткани и причиняя телятам значительную боль и стресс [145] B. Graf and M. Senn, “Behavioural and Physiological Responses of Calves to Dehorning by Heat Cauterization with or Without Local Anaesthesia”, Applied Animal Behaviour Science 62 (1999): 153–171. . Только в США более тринадцати миллионов телят ежегодно подвергаются этой процедуре.

Впрочем, далеко не у всех коров есть рога. Коровы многих мясных пород – включая популярную абердин-ангусскую – от природы безрогие. В 2012 году группа немецких исследователей точно установила генетическую причину комолости: это сложная мутация, включающая делецию 10 “букв” ДНК и вставку 212 “букв” на хромосоме 1 [146] I. Medugorac et al., “Bovine Polledness – an Autosomal Dominant Trait with Allelic Heterogeneity”, PLoS ONE 7 (2012): e39477. . На основе этой информации ученые из Recombinetics использовали технику редактирования генома, чтобы воспроизвести это изменение в геноме быков первоклассной молочной породы, создав животных, хорошая наследственность которых, сформированная веками искусственного отбора на наиболее эффективное производство молока, в остальном не поменялась [147] D. F. Carlson et al., “Production of Hornless Dairy Cattle from Genome-Edited Cell Lines”, Nature Biotechnology 34 (2016): 479–481. . Первые такие животные, два безрогих теленка Спотиджи и Бури, никогда не подвергнутся ужасной процедуре обезроживания [148] K. Grens, “GM Calves Move to University”, Scientist , December 21, 2015. .

Рано или поздно регулирующие государственные органы и потребители, определяющиеся со своим отношением к ГМ-животным, должны будут решить, что важнее – цель или средства, продукт или процесс, в результате которого он создается? Безрогих коров и быков можно вывести и путем традиционной селекции, но на это потребуются долгие годы. Редактирование генома попросту позволяет добиться тех же результатов гораздо быстрее. Если CRISPR и другие подобные технологии помогут нам обойтись без жестоких практик вроде обезроживания, снизить использование антибиотиков и защитить животных от смертельных инфекций, почему нам не использовать их?

Животноводы и работники пищевой промышленности – не единственные, кто занят редактированием генома животных. Этим занимаются и специалисты в области биологии и медицины, чья цель – улучшить жизнь людей, используя методы, протестированные на ГМ-животных (а в некоторых случаях и открытые в ходе изучения этих последних).

Эксперименты на животных жизненно необходимы для изучения заболеваний человека, проводят ли их для подтверждения генетических причин конкретных недугов, для тестирования потенциальных лекарств или оценки эффективности медицинского вмешательства, будь то хирургические методы или клеточная терапия. Необходимая отправная точка здесь – хорошая генетическая модель, то есть животное, по своим физическим и генетическим параметрам и состоянию максимально близкое к тому, что наблюдается у данной группы пациентов. CRISPR предлагает тут эффективный и простой подход.

С начала XX века главным модельным организмом для биологических и медицинских исследований служит домовая мышь ( Mus musculus ), у которой 99 % генов совпадают с человеческими. Вдобавок к тому, что мыши – наши близкие генетические родственники, у них есть и другие очевидные преимущества. У мышей и людей похожа физиология различных систем – иммунной, нервной, сердечно-сосудистой, опорно-двигательной и других. Мышей можно разводить в неволе, содержать их несложно и недорого, поскольку это небольшие, мирные и плодовитые животные. “Ускоренное” течение их жизни – один год жизни мыши приблизительно равен тридцати человеческим – означает, что весь их жизненный цикл можно пронаблюдать в лаборатории всего за несколько лет. И, что, возможно, наиболее важно, с помощью различных методов – из них CRISPR самый современный и самый мощный – над мышами можно проводить генетические манипуляции для моделирования множества болезней и состояний человека. Ежегодно по всему миру разводят и поставляют исследователям миллионы мышей, и существует свыше тридцати тысяч уникальных линий этих грызунов, используемых для изучения самых различных заболеваний – от рака и болезней сердца до слепоты и остеопороза [149] N. Rosenthal and Steve Brown, “The Mouse Ascending: Perspectives for Human-Disease Models”, Nature Cell Biology 9 (2007): 993–999; www.findmice.org / repository . .