Трансгенные животные

Таблица 6.

Область применения рекомбинантных микроорганизмов

Прикладное значение генной инженерии для ветеринарной науки и практики заключается в создании, в первую очередь, вакцинных препаратов на основе генетически модифицированных штаммов микроорганизмов.

Получение рекомбинантных вакцин включает в себя несколько этапов:

- клонирование генов, обеспечивающих синтез необходимых антигенов;

- введение клонированных генов в вектор (вирусы, плазмиды);

- введение векторов в клетки-продуценты (бактерии, грибы);

- культивирование клеток in vitro.

- выделение антигена и его очистки или применение клеток-продуцентов

в качестве вакцин.

В последние 5 лет создано новое направление в разработке генно-инженерных вакцин, основанное на введении плазмидной ДНК (вектора) с встроенным геном протективного белка непосредственно в организм животного.

Иммунизацию плазмидной ДНК с чужеродным геном называют ДНК-вакцинацией (генетической иммунизацией, вакцинацией нуклеиновыми кислотами, вакцинацией «голой» ДНК).

Новый подход дает возможность на базе одного плазмидного вектора конструировать различные ДНК-вакцины. Меняют только ген, кодирующий протективный белок. ДНК-вакцины обладают безопасностью инактивированных вакцин и эффективностью живых.

К настоящему времени сконструированы ДНК-вакцины против ряда вирусных, бактериальных и паразитарных болезней.

Достоинство ДНК-вакцин:

1. При разработке таких вакцин можно достаточно быстро получить рекомбинантную плазмиду, несущую себе ген, кодирующий необходимый белок патогена, в отличие от длительного процесса получения аттенуированных штаммов возбудителей.

2. Технологичность и низкая себестоимость культивирования полученных плазмид в клетках E. Coli и ее дальнейшей очистки.

3. Экспрессируемый в клетках вакцинированного животного белок имеет кон-формацию, максимально близкую к нативной, и обладает высокой антигенной активностью, что не всегда достигается при использовании субъединичных вакцин.

4. Элиминация векторной плазмиды в организме вакцинированного животного происходит за короткий промежуток времени.

5. При ДНК-вакцинации против особо опасных инфекций вероятность заболевания животного в результате иммунизации полностью отсутствует.

6. Возможен пролангированный иммунитет.

Все вышеуказанное позволяет называть ДНК- вакцины вакцинами XXI века.

Однако, несмотря на то, что эффективность иммунизации ДНК-вакцинами очевидна, потребуется еще много усилий для практической реализации нового подхода к профилактике инфекционных болезней животных.

Эксперименты по генетической модификации животных требуют значительных затрат времени. Тем не менее, трансгеноз стал мощным инструментом для исследования молекулярных основ экспрессии генов млекопитающих и создания модельных систем, позволяющих изучать болезни человека.

Введение чужеродной ДНК в животные клетки можно осуществить либо физическими методами (микроинъекция, электропорация, слияние липосом), либо при помощи вирусных векторов.

Для изучения экспрессии перенесенных генов в лабораторных условиях используют животные клетки, выращенные в культуре перевиваемых клеточных линий. Такие линии, полученные из эмбрионов грызунов, почек и опухолей обезьян и человека, широко используются в экспериментах с рекомбинантной ДНК.

Стратегия получения трансгенных животных состоит в следующем:

1. Клонированный ген в составе вектора вводят в ядро оплодотворенной яйцеклетки.

2. Инкубированные оплодотворенные яйцеклетки имплантируют в реципиентную женскую особь.

3. Отбирают потомков, которые содержат клонированный ген во всех клетках.

4. Скрещивают животных, которые несут клонированный ген в клетках зародышевой линии, и получают новую генетическую линию.

Далее представлены основные схемы получения трансгенных животных.

1. Вектором на основе ретровируса животных инфицируют 8-ми клеточный эмбрион, который потом имплантируется в самку. Этот способ трансформации считается наиболее эффективным.

2. Трансгенную конструкцию вводят путем микроинъекции в мужской пронуклеус оплодотворенной яйцеклетки, которая затем переносится в «суррогатную мать».

3. Стволовые клетки модифицируются в культуре, после чего их вводят в эмбрион на стадии бластоцисты.

4. Перенос гена осуществляют при помощи дрожжевых хромосом (YАС), что позволяет переносить несколько генов вместе с их собственными регуляторными последовательностями.

Схема получения трансгенных животных путем микроинъекции ДНК представлена на рис. 2.

Рис.2. Схема получения трансгенных животных

Кроме создания новых пород крупного рогатого скота с улучшенными ростовыми характеристиками и повышенной устойчивостью к болезням, можно использовать животных в качестве «биофабрик» для получения терапевтически важных белков, секретируемых в молоко. К числу таких белков относятся лактоферрин, интерлейкины, урокиназа и др.

Сегодня с генной инженерией связывают возможность решения многих насущных вопросов:

- возможность точной диагностики и лечения многих заболеваний;

- повышение урожайности сельскохозяйственных культур путем создания растений, устойчивых к неблагоприятным факторам среды и вредителям;

- создание микроорганизмов, продуцирующих различные химические соединения и лекарственные препараты;

- создание пород животных с улучшенными признаками;

- переработка отходов.

Дата добавления: 2014-03-03; просмотров: 401; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!