Генетическая модель человека становится всё точнее

Генетики из Эдинбургского университета впервые смогли воспроизвести у мышей гематологическое заболевание человека, заменив часть генома мыши на эквивалентный фрагмент ДНК человека.

Эта технология предусматривает замену гена и участка генома рядом с ним. Такая методика позволит в будущем преодолеть многие препятствия при изучении болезней человека на лабораторных мышах. Эндрю Смит (Andrew Smith), генетик из Эдинбурга, считает, что изучение мышей с мутированными генами открывает дорогу в определении функций того или иного гена, причем этот ген может быть как мышиным, так и человеческим.

Ученые и раньше умели переносить человеческие гены в организм мышей, создавая тем самым так называемых трансгенных мышей. Но активность гена регулируется также и фрагментами ДНК, находящимися за пределами конкретного гена.

Проблема была в том, что у мышей эквивалентный ген регулируется иным образом, чем у человека. Например, альфа-талассемию, заболевание крови, безуспешно пытались моделировать с помощью удаления части мышиного гена, ответственного за синтез гемоглобина, основного переносчика кислорода в крови. Дело в том, что, хотя отсутствие такого гена у человека приводит к талассемии, регуляторные фрагменты ДНК за пределами данного мышиного гена компенсируют эту потерю, и болезнь протекает в менее выраженной форме.

Для воспроизведения в мышином геноме регуляторного механизма человека Э.Смит и его коллеги модифицировали известную молекулярным биологам систему Cre/lox, которую используют для обмена двух генетических сегментов. С помощью этого метода исследователи внедрили два различных коротких фрагмента бактериальной ДНК в геном эмбриональной клетки мыши, ограничив таким образом с двух сторон ген мыши и его регулирующие элементы. Кроме того, в клетку были введены соответствующие фрагменты ДНК, содержащие lox-последовательности в тех же самых местах.

Затем использовали фермент Cre-рекомбиназу, с помощью которого соединяли соответствующие lox-последовательности друг с другом, чтобы "отключить" мышиную ДНК и использовать фрагмент ДНК человека. Обычно такой генетический обмен происходит со сбоями, однако на этот раз результат оказался удачным - после удаления фрагмента ДНК, приводящего к талассемии, у мышей это заболевание стало развиваться так же, как и у человека.

Ученые были приятно удивлены и тем, что в ходе "генетической операции" не произошло других побочных реакций вроде случайных присоединений ДНК человека к другим фрагментам ДНК мыши или внедрений нескольких копий фрагментов ДНК - такое часто случается при введении больших фрагментов ДНК в геном мыши с помощью других методов, сообщает Scientific American.