Ученые разработали эффективный способ редактирования генома коров

Ученые Уральского федерального аграрного НИЦ УрО РАН (Екатеринбург) и Института биологии гена РАН (Москва) исследовали способы модификации участков ДНК коров и нашли эффективную систему редактирования – при помощи аденоассоциированного вируса. Результаты научного исследования опубликованы в ноябрьском журнале «Theriogenology» https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0093691X22003685?via%3Dihub

Целью редактирования генома было получение эмбрионов крупного рогатого скота с измененными генами. Генное редактирование – это современный подход, позволяющий быстро получать организмы с требуемыми характеристиками, например, составом молока, объемом мышц или устойчивостью к инфекционным заболеваниям.

Зеленое свечение эмбрионов коровы с отредактированным геномом (ген GFP)

Метод трансдукции (процесс переноса ДНК между клетками при помощи вирусов) в технологии редактирования генома является относительно простым - он не требует сложного оборудования и специальных условий. Его можно проводить вблизи ферм в лабораториях с базовым оборудованием.

Эмбрион коровы (бластоциста)

«Для доставки генетического материала в клетку можно использовать различные типы вирусов: ретровирусы, аденовирусы и аденоассоциированные вирусы. Последние имеют меньший по сравнению с остальными размер, поэтому легче проникают в эмбрион. При этом являются безопасной вирусной платформой. Мы исследовали пять различных серотипов аденоассоциированного вируса и выявили наиболее эффективный серотип AAV2», - рассказала Анна Сергеевна Кривоногова, руководитель проекта, ведущий научный сотрудник УрФАНИЦ УрО РАН, доктор биологических наук.

Кривоногова А.С., ведущий научный сотрудник УрФАНИЦ УрО РАН

Ученые установили, что размер частицы аденоассоциированного вируса позволяет без повреждения проникать через специальную оболочку эмбриона млекопитающих и эффективно доставлять генетический материал. С помощью этого метода можно изменять фрагменты ДНК, например, те, что отвечают за восприимчивость к заболеваниям или выработку молока.

Зрелая яйцеклетка коровы

Для проверки аденоассоциированного вируса в качестве перспективного инструмента для редактирования генома в эмбрионах крупного рогатого скота ученые сконструировали рекомбинантный вирус с геном зеленого светящегося белка (GFP). При заражении эмбрионов этот фрагмент встраивался в ДНК эмбриона и вызывал свечение при воздействии синего света. После выбора наиболее эффективного типа аденоассоциированного вируса (AAV2) его использовали для редактирования гена, ответственного за восприимчивость к некоторым заболеваниям.

Работа в лаборатории

Исследования проводились в течение 2020-2022 г.г. за счет гранта Российского научного фонда (проект № 19-76-10022).

Справка.

Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (УрФАНИЦ УрО РАН) объединяет в своей структуре шесть научно-исследовательских организаций Свердловской, Челябинской и Курганской областей. В области растениеводства ведется плодотворная работа по выведению новых сортов зерновых, кормовых, плодовых, ягодных культур и картофеля. В области ветеринарии и животноводства ведется серьезная работа по эпизоотическому благополучию сельскохозяйственных животных и геномная селекция и генотипирование крупного рогатого скота.

Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН) является ведущим российским научно-исследовательским центром в области молекулярной и клеточной биологии. В Институте проводятся фундаментальные и прикладные исследования различных аспектов функционирования генома и клетки.

Фото - Пресс-служба УрФАНИЦ УрО РАН

Источник: Пресс-служба УрФАНИЦ УрО РАН