Светящиеся во тьме
Топ-5 фосфоресцирующих животных, которых создали ученые для экспериментов на благо человечества
 
В начале XXI века генная инженерия уже считалась передовой частью науки, но еще являлась темой для бурных морально-этических дискуссий на самом высоком уровне. Однако для повсеместного внедрения генно-модифицированной продукции в обычную жизнь человека не потребовалось ни плебисцитов, ни решения ООН, ни наднациональных исследований. Изыскания о вреде или пользе ГМО противоречат друг другу. А тем временем в мире выведено около тысячи трансгенных культур, из них только сто разрешены к промышленному производству. Это помидоры, соя, кукуруза, рис, пшеница, арахис, картофель.

В последние годы ученые добрались и до животных. Первое клонированное млекопитающее, овечка Долли, осталось далеко в 1996-м. К сегодняшнему дню ученые довольно просто выводят новые виды кошек, собак, лягушек, свиней и так далее. Эти НЕбожьи твари отнюдь не всегда проводят всю свою жизнь в лабораторных застенках. Так, опрос в научной среде России в этом году показал: лучшим подарком на 23 февраля и 8 марта отечественные ученые считают генно-модифицированных мышей или рыбок.

Новая технологическая фишка генной инженерии – светящиеся животные. Надо сказать, что добавление в ДНК гена флуоресцентного белка продиктовано научными задачами, а вовсе не рекламой, эстетикой или бизнес-стратегией. По крайней мере, так в начале 90-х задумывали ученые из США и Японии Осаму Симомура, Мартин Чалфи и Роджер Цянь. Они заложили основу использования флуоресцентного белка для изучения физиологических процессов на клеточном и организменном уровне, а также экспрессии генов. За что в 2008-м заслуженно получили Нобелевскую премию по химии.

Если говорить просто – «светящийся» ген позволяет сделать тайное явным. В медицинских и биохимических исследованиях стало легче отслеживать процессы и состояние подсвеченных клеток или веществ. Внедрив ген светящегося белка в клетку вместе с каким-либо другим геном, можно следить за тем, где и с какой интенсивностью внедренные гены экспрессируются (то есть обеспечивают синтез соответствующих им белков). Зеленый флуоресцентный белок позволил ученым пронаблюдать многие скрытые процессы и структуры, например, рост и характер связей нейронов, а также распространение раковых клеток в организмах лабораторных животных.

Клетки мозга лабораторной мыши, светящиеся разными цветами за счет внедренных в их хромосомы в разных сочетаниях флуоресцентных белков трех разных цветов, полученных на основе зеленого флуоресцентного белка 1ris.jpg
Клетки мозга лабораторной мыши, светящиеся разными цветами за счет внедренных в их хромосомы в разных сочетаниях флуоресцентных белков трех разных цветов, полученных на основе зеленого флуоресцентного белка

Далее вашему вниманию – топ-5 самых «ярких» животных, созданных учеными
1.
Всемирно известные светящиеся рыбы Glofish (с английского glow – «излучать» и fish – «рыба») изначально служили исключительно научным целям. В середине 90-х они стали, можно сказать, побочным продуктом более масштабных исследований. Профессор Жиань Гонг изучал процессы генной модификации промысловой рыбы, в частности лосося. При этом как модельный объект для пересадок генов медузы и анемона он использовал маленькую данио рерио, или в английской литературе – Zebrafish. Эти рыбки нетребовательны к условиям среды обитания и к кормам, поэтому для многих ученых служат рыбьим аналогом лабораторной белой мыши.

Трансгенные данио понравились и другим исследователям. В результате их использовали для наблюдений за развитием внутренних органов. А также в работах по эмбриологии. В частности, выяснялась последовательность развития в онтогенезе различных мышц. В США из светящихся данио пытались создать живых индикаторов загрязнения – при наличии в воде токсических веществ рыбки должны были изменять окраску. Правда, делали это крайне неоперативно.


В итоге американцы выкупили трансгенную технологию у доктора Гонга. Однако попытка вывести на пищевой рынок генно-модифицированного атлантического лосося (Salmo salar) успехом не увенчалась, власти добро не дали. А вот декоративные светящиеся рыбки Glofish, с внедренными генами белка всех цветов радуги, стали крупным бизнес-успехом. Сначала на Тайване в 2003-м, а затем и в Штатах. Правда, они запрещены в Евросоюзе и Канаде. В России же эту новацию купить достаточно просто.

К слову, на одних рыбках предпринимательский энтузиазм не остановился. В США в некоторых японских ресторанах можно попробовать светящиеся суши – из тех самых Glofish. А вот и инструкции к приготовлению.


2.
Довольно часто в последнее время на свет появляются и светящиеся кошки. Американские биологи, например, таким образом изучали генетическую устойчивость к вирусу иммунодефицита. Они внедряли в геном кошек ген макак-резусов TRIMcyp, обеспечивающий такую защиту. А флуоресцентный ген GFP использовался в качестве индикатора успешности «пересадки».

В итоге на свет появились три здоровых котенка – два мальчика и девочка. Тело и шерсть животных светились зеленым светом при облучении ультрафиолетом, а ген устойчивости к вирусу иммунодефицита присутствовал в геноме каждого cоздания. Эксперимент был признан успешным.
 

 2ris.jpg
Геномы людей и кошек совпадают примерно на 90%. При этом оба вида страдают родственными вариантами вируса иммунодефицита. Ученые считают, что около 2,5-4,5% домашних кошек заражены этим вирусом. Однако они редко умирают от кошачьего СПИДа. Эксперименты показали, что кошки обладают врожденным иммунитетом к ВИЧ, а люди – к вирусу кошачьего иммунодефицита. Было бы неплохо совершить обмен.

Наверное, чтобы облегчить жизнь таким вот ярким кошкам, для них создали специальную светящуюся мышку.


3.
Активно готовятся спасать человечество и ярко-зеленые свиньи. В передовых странах Азии наблюдается мода на таких люминисцентных животных. Вот на Тайване недавно удалось получить трех трансгенных хряков. Местные ученые особенно гордятся питомцами, ведь они пока единственные в мире светятся не частично, а полностью, даже изнутри.

Не секрет, что генно-модифицированные свиньи рассматриваются с точки зрения их использования в ксенотрансплантологии. Ткани и органы животных теоретически могут подойти человеку для пересадки. С помощью флуоресцентного гена исследователи изучают процессы изменения тканей и органов в ходе физического развития парнокопытных.
 

 3ris.jpg
Ксенотрансплантация, или межвидовая трансплантация – трансплантация органов и тканей от животного другому биологическому виду. Обычно в качестве подопытных рассматриваются иммунологически наиболее близкие человеку свиньи или высшие приматы.

Еще совсем недавно ксенотрансплантация считалась в принципе невозможной и неосуществимой. Однако наука шагает вперед, и сейчас на первое место в данном вопросе выходят скорее вопросы морально-этического характера.
 
4.
Кстати, о приматах. Японским ученым удалось получить здоровое потомство от трансгенных обезьян. При этом детеныши также получили по наследству чужеродный ген, а именно наш искомый ген зеленого флуоресцентного белка GFP. В результате на свет появились две генетически модифицированные маленькие обезьянки Ки и Коу. У них, так же как и у отца, лапки светятся зеленым в ультрафиолете.

То есть японские ученые доказали, что искусственно внедренные гены передаются следующему поколению. Правда, впоследствии процент общего успеха эксперимента оказался не столь высоким. Исследователи пересадили 80 эмбрионов 50 обезьянкам, добились всего семи беременностей и рождения пяти здоровых детенышей.
 

 obezyanyi.jpg
Однако уже можно говорить о сенсации. Ведь испытания на приматах – предпоследний этап внедрения технологии в человеческий организм.
 
5.
Генная инженерия добралась и до Латинской Америки. 24 апреля 2013-го уругвайские ученые объявили о рождении фосфоресцирующих генетически модифицированных овец. Это первый подобный эксперимент на континенте, и никаких других целей ученые не ставили. Важно было просто получить здоровую зеленую овцу.

 4ris.jpg

 Однако в дальнейшем ученые ставят более амбициозные задачи. Они планируют экспериментировать с другим геном, отвечающим за производство протеина, который отсутствует у человека при некоторых патологиях типа диабета. Вероятно, новая модификация овец сможет выработать нужный протеин в своем молоке. Важно только, чтобы у несчастного животного после всех манипуляций ученых не появилась психологическая травма. Иначе – никакого молока.

http://expert.ru/2013/04/26/svetyaschiesya-vo-tme/