В настоящее время разрабатываются
и апробируются системы организации
и функционирования биологических
предприятий на племенных фермах,
использующих трансгенных овец или
коз. Основная и наиболее трудоемкая
работа- создание первичных трансгенов
с хорошей продукцией (экспрессией
) белка интереса или т.н. «генных
ферм». Для достижения этой цели, особенно
в молочном козоводстве, затрачены
большие материальные и интеллектуальные
ресурсы, однако говорить о развитой
и действующей биоиндустрии на основе
трансгенных овец и коз, особенно
в нашей стране, преждевременно.
Связано это в первую очередь
с тем, что метод микроинъекций
в пронуклеус не стопроцентный. Часто
случается, что генная конструкция
может вообще не встроиться в геном
животного, а если и встроится, то
может оказаться не во всех клетках.
Из трансплантированных яйцеклеток
с генной конструкцией прижиться
может лишь пятая часть, а встроиться
в нужный участок генома - 1-2%. Большого
искусства требует и трансплантация
зиготы в половые пути самки. Другая
проблема - поиск и выделение наиболее
эффективных генных конструкции. Проводятся
интенсивные опыты с различными
животными, с целью получения
такой экспрессии белка, которая
была бы наиболее экономически выгодной.
Сейчас биотехнологи Института биологии
гена и МГУ создают конструкцию,
которая будет содержать ген,
определяющий синтез лактоферрина (белка,
отвечающего в женском молоке
за иммунитет новорожденного). Сложность
заключается в том, чтобы подобрать
к этому гену такой промотор, который
не просто заставит его работать в
ткани молочной железы, а работать
эффективно, то есть вызывать наибольший
уровень экспрессии нужного белка.
Как правило, первые опыты обычно
проводятся с мышами. В отличие
от крупных животных их проще и
дешевле содержать, они быстро доходят
до половозрелого возраста, поэтому
меньше времени уходит на получение
и размножение трансгенных особей
для последующего их изучения. Далее
наблюдают, какие яйцеклетки прижились,
в каких животных генная конструкция
встроилась в активную часть генома.
В лучшем случае из ста яйцеклеток
может получиться один-два трансгена
(Эрнст Л.К., 1993, Clark A.J. е.а., 1989, Pursel V.G.
е.а., 1990, Wilmut I.e.a.,1991). Как только в
мышином молоке появится желаемый уровень
лактоферрина, можно будет переходить
на продуктивных сельскохозяйственных
животных, в частности, коз. Коза не
так плодовита, как мыши, и может
родить двух, в лучшем случае трех козлят,
поэтому коз в эксперименте должно быть
много.
В то же время у козы, как биологического
объекта для генно-инженерных работ,
имеется немало преимуществ. На килограмм
живой массы коза дает в 2-3 раза больше
молока, чем корова, ее репродуктивный
цикл практически вдвое короче, и,
наконец, она менее прихотлива и
более устойчива. И все же наиболее
важная проблема - доставка генной конструкции
не просто в ядро яйцеклетки, а в
нужную хромосому. По мнению многих специалистов,
требующие тонкой и точной работы
микроинъекции генов в зиготу
могут быть заменены в недалеком
будущем более эффективной и
тиражируемой технологией. И, судя по публикациям,
ученые приближаются к решению этой
задачи. Пока же более эффективным
методом, чем микроинъекции гена
в зиготу, представляется метод клонирования
той клетки, которая была отобрана
в результате многочисленных опытов
в лабораторных условиях. Потомство,
родившееся с применением такой
технологии, будет стопроцентно трансгенным.
Впрочем, эта технология только разрабатывается,
ее механизм еще не отработан. Можно
только с достаточной уверенностью
предположить, что уже в ближайшее
десятилетие технология клонирования
может стать превалирующей
В заключение хотелось бы подчеркнуть,
что, разработка теории трансгенеза
сельскохозяйственных животных и поиски
путей практического использования
этого метода идут параллельно, в
связи с чем получение как
положительных так и отрицательных
результатов вполне возможно. Последнее
десятилетие XX века знаменательно глубоким
интегрированием биотехнологии
и молекулярной генетики в современную
зоотехнию и в практику селекционно-племенной
работы. Это взаимодействие начинается
с планирования генных конструкций,
которое базируется на фундаментальных
данных об обменных процессах, происходящих
в организме животных и знании
основных генетических закономерностей,
управляющих формированием их продуктивности
и заканчивается объективной
оценкой эффекта интеграции в
геном животных чужеродного гена.
Очевидно также, что возможность
получения трансгенных сельскохозяйственных
животных реализовалась в результате
развития метода трансплантации эмбрионов,
что само по себе является серьезным
достижением зоотехнической науки.
Как и следовало ожидать, интеграция
в геном животных чужеродных генов,
вне зависимости от того, аналогичны
они уже имеющимся, или являются
новыми, затрагивающими жизненно важные
функции организма, вызывает при
активной их экспрессии нарушение физиологического
гомеостаза как на клеточном так
и на организменном уровнях. При
переходе порога внутренних возможностей
коррекции усиленного генно-инженерным
путем признака метаболическими
системами животных наступало развитие
различных патологических изменений,
в том числе и прогрессирующих,
приводящих к сокращению продолжительности
жизни трансгенных животных, нарушению
их воспроизводительной функции (Эрнст
Л.К. и соавт.,1993). Для решения задачи генно-инженерного
изменения количественных признаков животных,
имеющих полигенную природу, очевидно,
потребуется получение политрансгенных
сельскохозяйственных животных только
вследствие технических причин (поскольку
для этого, возможно, потребуется осуществление
многоступенчатого трансгенеза), но и
из-за невозможности клонировать еще неизвестные
гены. В связи с этим основной интерес
большинства исследователей связан сейчас
с генами, работа которых определяет относительно
независимые морфофункциональные признаки
животного (информационный генетический
иммунитет, продукция белков животных
и человека). Не исключено, однако, что
на этом пути может быть получено положительное
изменение каких-либо других хозяйственно-полезных
признаков животных, определяемых единичными
генами животных.
Таким образом, успехи в области
молекулярной генетики и биологии гена
должны обеспечить дальнейший прогресс
в проблеме трансгенеза сельскохозяйственных
животных, а, следовательно, в повышении
эффективности и рентабельности
производства многообразной животноводческой
продукции.