22.01.2020

Геном кур отредактировали, и теперь они неуязвимы для вирусов

геном кур

С помощью метода редактирования генома CRISPR/Cas9 чешские биологи вывели новую породу кур, на которую не действует вирус лейкоза птиц – опасный патоген, который становится причиной своеобразных «эпидемий» рака крови среди пернатых. Описание исследования опубликовал научный журнал Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Наши проверки показывают, что одиночная мутация в гене chNHE1 сделала кур неуязвимыми к действию сразу пяти самых распространенных разновидностей этого вируса. Однако мы пока не понимаем, сможет ли патоген приспособиться к этому изменению и адаптироваться к новой структуре chNHE1», – пишут исследователи.

За последние полвека ученые открыли несколько видов микроорганизмов и вирусов, которые напрямую связаны с развитием рака в организме человека, других животных или в тканях растений. Например, бактерии Helicobacter pylori и Streptococcus gallolyticus ученые сейчас считают главными пособниками развития рака желудка.

Аналогичные проблемы угрожают растениям, в чьи корни проникает патоген Agrobacterium tumefaciens, а целая группа вирусов, так называемые онковирусы, часто повышают вероятность развития рака у их жертв или же напрямую его вызывают. В их число входят возбудители герпеса, папилломы и мышиный патоген MMTV, который провоцирует рак груди и передается вместе с молоком самки ее детенышам.

Группа биологов под руководством Иржи Гейнара из Института молекулярной генетики Чешской академии наук изучала вирус лейкоза птиц (ALV) – первый известный человечеству патоген такого рода. Датские биологи открыли его еще в начале прошлого столетия. С середины XX века эта болезнь начала вызывать массовые эпидемии «заразного» рака крови среди кур-несушек в США и ряде других стран.

Эту эпидемию удалось остановить в 1980-1990 годах, однако относительно недавно случилась новая вспышка этой болезни в Китае и странах Юго-Восточной Азии. Ее спровоцировал вирус штамма ALV-J. Эта форма вирусного лейкоза одинаково хорошо заражает фактически всех кур, поэтому селекционеры не могли создать популяцию птиц, которые выстояли бы против этой болезни, и использовать ее для выведения новых пород пернатых, защищенных от ALV-J.

Абсолютная защита

Гейнар и его коллеги решили эту проблему, адаптировав популярный геномный редактор CRISPR/Cas9 для работы с эмбриональными клетками кур. Эта система, как объясняют ученые, достаточно хорошо приспособлена для работы с ДНК млекопитающих, однако она была не совсем совместима с птицами.

Ученые решили эту проблему, редактируя не геном яйцеклеток или зародышей, а мужских половых клеток, извлеченных из тела молодых петухов. После генетических манипуляций биологи возвращали их в организм петуха, после чего тот продолжал род, и в результате появлялось потомство с уже измененной ДНК.

Руководствуясь этой идеей, биологи применили CRISPR/Cas9 для удаления всего одной «буквы» из гена chNHE1, который вирус ALV-J использует для того, чтобы попасть в клетки кур. Через несколько поколений птиц Гейнар и его команда получили несколько здоровых самцов и самок, у которых были изменены обе копии гена chNHE1.

Вырастив новое поколение этих птиц, а также кур, у которых была только одна исправленная версия этого участка ДНК, ученые проверили, что произойдет, если попытаться заразить их огромными дозами ALV-J. Аналогичные опыты они провели и с другими вирусами, которые используют тот же ген для попадания в клетки птиц.

Эти опыты показали, что появление двух исправленных копий chNHE1 дало птицам абсолютную защиту от инфекции, а одна копия этого гена сделала кур более стойкими к небольшим дозам вирусов. При этом, как отмечают ученые, удаление фрагмента гена не повлияло на здоровье птиц и не поменяло их поведение, а само редактирование генома не привело к появлению новых «опечаток» в их ДНК.

Все это, как считают исследователи, говорит о том, что созданную ими породу кур, а также новые разновидности пернатых, полученные аналогичным образом, можно использовать для борьбы с различными ретровирусными инфекциями, которые поражают домашнюю птицу на крупных фермах и в мелких домашних хозяйствах.

Источник: https://nauka.tass.ru/

Источник