Трещина в мироздании - Дженнифер Даудна

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]. 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]. 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]. Первые такие животные, два безрогих теленка Спотиджи и Бури, никогда не подвергнутся ужасной процедуре обезроживания[148].

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].

Однако у использования мышей в качестве модельных организмов есть и некоторые ограничения, поскольку в случае многих человеческих недугов – к примеру, муковисцидоза, болезней Паркинсона и Альцгеймера, хореи Гентингтона – эти животные не проявляют основных симптомов или реагируют на потенциальные методы лечения нетипично. В результате появляется разрыв в последовательности “от исследования до пациента” (bench-to-bedside) – то есть в процессе, в ходе которого результаты научной работы в лаборатории становятся основой для новых способов лечения в клинике.

CRISPR сможет заполнить этот пробел, сделав моделирование заболеваний на других животных практически таким же доступным, как на мышах. Прогресс уже сегодня можно увидеть на примере нечеловекообразных приматов. Трансгенные обезьяны впервые были созданы в начале 2000-х, когда исследователи использовали вирусы для введения чужеродных генов в геномы животных, однако обезьян с отредактированным геномом не было до появления CRISPR. Лишь в начале 2014 года команда китайских ученых создала яванских макак с отредактированным геномом, введя CRISPR в эмбрионы на стадии одной клетки – подобный метод был опробован на мышах годом ранее[150]. В этом исследовании ученые запрограммировали CRISPR таким образом, чтобы его мишенями были одновременно два гена: один – связанный с синдромом тяжелого комбинированного иммунодефицита (ТКИД) у человека, а другой – связанный с ожирением (оба они очевидным образом влияют на наше здоровье). Позже другие ученые создали яванских макак с измененным геном, мутации в котором наблюдаются примерно при 50 % разновидностей рака у человека[151], а также макак-резусов с мутациями, вызывающими миодистрофию Дюшенна[152]. Редактирование генома также используется для работы с генами, связанными с болезнями нервной системы[153], при этом у обезьян в качестве модельных организмов есть уникальное преимущество: лишь на них можно изучать поведенческие и когнитивные отклонения, встречающиеся у людей.