Клонирование домашних животных Во многих лабораториях начались

Клонирование домашних животных • Во многих лабораториях начались опыты по переносу ядер для получения клонов • Первое сообщение о переносе ядер коров появилось в 1987 • Prathener et al получил телят путем слияния под действием электротока донорских ядер бластомеров (на стадии 2 -32 клеток) с ооцитами во 2 стадии метафазы, у которых предварительно удалены ядра

• Так продолжалось 13 лет, в течение которых было получено более 1 тыс. телят, используя в качестве доноров эмбриональные клетки • В конце 1990 -х годов стали использовать ядра клеток взрослых животных для пересадки в безядерные ооциты стадии метафазы II

Для жвачных появилась возможность получить генетичекую копию взрослого уже проверенного животного без теститрования потомства, которое отнимает много времени

Клеточная инженерия на уровне яйцеклеток • Яйцеклетка+сперматозоид = диплоидная зигота • Яйцеклетка с заменой ядра на ядро соматической клетки – имитация диплоидной зиготы • Операции с яйцеклетками начались в 40 -х-50 -х г. г.

Клонирование организмов • Это получение потомков одной особи без полового процесса. Члены клона генетически идентичны • Клоны вирусов, (молекулярные клоны) • Клоны бактерий • Клоны клеток в культуре • Клоны растений • КЛОНЫ ЖИВОТНЫХ

Партеногенез – природное клонирование • Партеногенез – размножение без участия мужских половых клеток • Встречается у некоторых видов насекомых и позвоночных (пресмыкающихся)

Клонирование животных В 1997 г. проведено слияние 277 яйцеклеток с удаленными ядрами с клетками молочной железы. Из 29 эмбрионов только один был жизнеспособным

Проблема клонирования животных • Клоны генетически идентичны • При клонировании животныхрекордсменов появляется теоретическая возможность получить стада рекордсменов • Возникает теоретическая возможность клонирования человека с вытекающими отсюда последствиями

Трудности в клонировании животных • Технические трудности (низкая эффективность) • Недостаточное знание процессов развития организмов • Фенотипически клоны могут быть неидентичными • Этические проблемы клонирования человека

Клонированные виды животных • Овцы (овечка Долли, 1996) • Мыши • Кошки • Собаки • Коровы • Приматы (? ? ? ) Национальный музей Шотландии

Клонирование животных Сузи – первый клон в Австралии полученный из соматической клетки другого животного (2000 г) 2 -х недельный теленок клонирован от высокоудойной коровы рекордсменки в ЮАР (2003 г)

Клонирование и трансгенез • Клонирование переносом ядра соматической клетки в комбинации с трангенезом • Играет важную роль в генетическом улучшении поскольку обеспечивает безошибочность селекции и позволяет ускорить распространение введенного гена

Липид-зависимая трасфекция Улучшается результативность инкорпорации ДНК-конструкции Отбор донорских клеток для переноса ядер после того как будет установлена интеграция введенного гена.

Пример • Трансгенные телята, полученные путем трасфекции соматических клеток минихромосомой, несущей несколько генов, для продукции человеческих поликлональных антител против разных антигенов, включая сибирскую язву.

Трудности клонирования • У коров большинство клонов погибают на стадии бластоцисты или после имплантации реципиентам • Из выживших нарушается пропорциональное развитие и у родившихся отмечают «синдром большого теленка» • Многие погибают в течение нескольких дней из-за проблем во время стельности, отела, включая отклонения развития или не отделения плаценты

Трудности клонирования • Только у клонированных овец (но не коз) отмечали увеличение сроков суягности, «синдром большого потомка» , осложненный увеличенными внутренними органами (сердце, печень и др. ) • Такие нарушения развития телят и ягнят связаны с развитием эмбрионов в культуре клеток (стероиды, инсулин-подобные факторы роста, аминокислоты и сахара)

Трудности клонирования • Низкая эффективность существующих методов клонирования • Высокая себестоимость • Не ясный механизм гибели бластоцист и плодов или нарушения развития у выживших Клонирование домашних животных с целью их разведения невозможно в повседневной практике

Научные исследования и клонирование животных • Получение животных, несущие целевые гены или хромосомы • В молочном животноводстве (ценные быки для удовлетворения спроса на сперму) • Создание банка соматических клеток от быков до начала их эксплуатации с целью их клонирования в будущем • То же для продуктивных коров

Оценка безопасности продуктов от трансгенных и клонированных животных

Биотехнология животных • Успехи биотехнологии в животноводстве намного скромнее, чем достижения биотехнологии в растениеводстве, рыбоводстве и медицине • Первые экспериментальные трансгенные и клонированные животные были получены раньше, чем трансгенные растения

• Методология клонирования животных и получения трансгенных животных являются совершенно различными технологиями

• Первые работы по трасгенным животным появляются в 1970 -х годах • Первое трансгенное животное – мышь (1980) • Трансгенные с. -х. животные (КРС, овцы, козы, свиньи, куры, карп, лосось, телапия) • Пока еще нет трансгенных животных используемых для получения продуктов питания на коммерческой основе, за исключением карпа и лосося.

Типы трансгенных животных • Животные, полученные для пищевых целей делятся на 2 категории: – животные с улучшенными показателями продуктивности (усвояемость корма, резистентность к болезням, ускоренные привесы) – животные с улучшенными продуктовыми характеристиками (измененный состав и профиль молока, увеличенные показатели туши)

Клонирование животных • Получение животных клонированием может в действительности отражать множество различных методов • В настоящем контексте мы понимаем исключительно метод пересадки ядра соматической клетки, впервые использованный в 1996 для клонирования овцы.

• Введение в продукты питания животноводческой продукции от клонированных и трангенных животных в ближайшее время станет реальностью по крайней мере для некоторых стран. • Необходимо дать оценку потенциальной опасности для таких продуктов

Основные принципы оценки безопасности пищи • Основные положения заимствованы из опыта прошлого десятилетия, накопленного при оценке безопасности пищи из генетически модифицированных растений • Следует рассматривать не только трансгенных животных, но и клонированных или даже любую пищу, произведенную по новой технологии

Особенности оценки безопасности животных • Фенотипический анализ как часть оценки безопасности. • Статус здоровья животного – чувствительный критерий такой оценки в большей степени у животных, чем у растений

Два аспекта оценки клонированных животных • Основаны на следующих гипотезах: – От здорового животного будут получены безопасные продукты – Пища от здоровых клонов животного и их потомства существенно не отличается от традиционной копированной пищи – также безопасна • Для трансгенных животных следует учитывать третий аспект – молекулярная характеристика

Три элемента сравнения при оценке безопасности Сравнение с традиционными аналогами Молекулярная характеристика Источник трансгена Описание трансгена Метод трансформации Трансгенные продукты экспрессии Уровень и место их экспресии Наличие маркерных генов Фенотипический анализ Композиционный анализ пищи Морфология, внешний вид Рост, усвоение корма Физиология, общее здоровье Репродукция Наличие патогенов продуктивность Ключевые нутриенты, токсины, антинутриенты Другие составляющие и метаболиты (в зависимости от их природы и информации фенотипического анализа)