Исследователи из Новой Зеландии создали первую генетически модифицированную корову, которая производит молоко без вызывающего аллергию белка бета-лактоглобулина. От двух до трех процентов младенцев имеют аллергию на этот белок. По словам исследователей, предыдущие методы последующего удаления бета-лактоглобулина из молока были сложными и успешными лишь частично. Поэтому был найден метод, позволяющий коровам с самого начала давать молоко без этого ингредиента.
Учёные добились этого, вставив небольшой фрагмент гена в геном оплодотворенных бычьих яйцеклеток. В результате клетки вырабатывали так называемые микроРНК, небольшие молекулы, блокирующие ген молочного белка. Из одной из этих генетически модифицированных яйцеклеток они вырастили теленка, который впоследствии действительно давал молоко без бета-лактоглобулина. «Таким образом, этот тип блокады РНК оказывается эффективной стратегией изменения состава молока, а также других свойств сельскохозяйственных животных», - пишут они в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences».
«В телячьем молоке не только не было вызывающего аллергию бета-лактоглобулина, но и содержалось в два раза больше казеина», - пишут Ановер Джабед и его коллеги из Университета Вайкато и исследовательского центра AgResearch в Гамильтоне.. Это преимущество, потому что это означает, что молоко содержит больше кальция, но оно также особенно подходит для производства сыра. Казеины - это белки, коагулирующие придающие творогу и сыру плотность.
От клеточной культуры до мышей и крупного рогатого скота
Однако потребовалось немало усилий и генетических манипуляций, прежде чем можно было получить крупный рогатый скот с молоком, не содержащим аллергенов. На первом этапе исследователи разработали различные варианты микроРНК. Эти небольшие молекулы специально подходят к определенным генным участкам генома и препятствуют образованию белков на основе этой генетической информации. Десять из этих микроРНК оказались эффективными в культурах клеток вымени: они блокировали активность гена бета-лактоглобулина, как сообщают Джабед и его коллеги.
Чтобы выяснить, какие микроРНК лучше всего работают на живых животных, ученые сначала провели предварительные испытания на мышах - тестировать их непосредственно на крупном рогатом скоте, как они пишут, было бы слишком дорого. Они впервые ввели генетический план микроРНК в геном эмбрионов мыши. Один из четырех подходов привел к мышам, которые несли эти гены микроРНК и передавали их своему потомству. Это заблокировало ген молочного белка у этих животных на 90–98 процентов.
Теленок без хвоста
Затем исследователи протестировали наиболее эффективный вариант микроРНК в экспериментах с мышами на крупном рогатом скоте. Для этого они контрабандой пронесли инструкции по сборке микроРНК в оплодотворенные яйцеклетки коров. Ученые клонировали клетки, которые были в состоянии сделать это, и использовали пять из полученных эмбрионов коров в качестве суррогатных матерей. Одна беременность прошла успешно, родилась теленок. Удивительно, однако, что у этого теленка не было хвоста. «Очень маловероятно, что это связано с внедрением чужих генов», - подчеркивают исследователи. Время от времени у крупного рогатого скота естественным образом происходит мутация, в результате которой животные становятся бесхвостыми. Предположительно, клетка, отобранная при клонировании, случайно несла эту мутацию.
Когда теленку было семь месяцев, ученые дали ему гормоны, чтобы стимулировать выработку молока. Исследователи сообщают, что в молоке не было обнаружено бета-лактоглобулина. Это показывает, что микроРНК успешно и специфически блокирует продукцию этого молочного белка. «Это молоко содержало значительно больше всех других молочных белков, в частности казеина», - пишут Джабед и его коллеги.