Трансгенді тышқан алу тәжірибесі

0

Жоспары:

1.Р.Пальмитер тәжірибесі

2.Микроинъекциялау арқылы трансгенді тышқан алу

Лекция мәтіні:

1.1980 ж. Ф. Раддел және оның қызметтестері алғаш рет герпес вирусының тимидинкиназа генін тышқан клеткасының геномына енгізе алды. Трансгеноз нәтижесіндо алынған жеті тышқанның төртеуі ТК гені бойынша трансгенді болып шықты.

Трансгенді тышқандарды алу бойынша кейін   жүргізілген көптеген зерттеулер оның тиімділігі әр түрлі факторларға байланысты екендігін дәлелдейді. Рекомбинантты генді аталық пронуклеуске енгізу процесінде   трансгенді жануарлар жиі шығатыны белгілі болды. (Р. Бринстер және т. б., 1985, К. Гордон, Ф. Раддел, 1984). Бұдан басқа олардың пайда болу жиілігі ДНҚ-ның үшінші  құрылымына және оның мөлшеріне (түзу формалы   ДНҚ-ның көп мөлшерін қолданғанда трансформация дәрежесі жоғарылайды) байланысты Р. Пальмитер және т. б., 1984; Т. Вагнер және т. б., 1986.

Бөтен геннің иесінің ДНҚ-сымен байланысу сипатын зерттеу үлкен   проблема болып саналады.   Трансгеннің клетка ДНҚ-сымен байланысатын белгілі орыны болуы керек, алайда, көптеген зерттеулер оның   хромосоманың әр түрлі бөліктерімен байланысатынын дәлелдейді.   Бұл процестің механизмі әзірше толық түсінікті емес. Дегенмен осыған орай трансген экспрессиясының әр қилы өтуі бұл проблеманы терең зерттеуді қажет етеді. Трансгеннің иесінің геномымен байланысуы кездейсоқ жүретін болса, онда ол хромосоманың гетерохроматинді бөліктеріне еніп, инактивацияланып кетеді. Бұдан бөлек хромосома бөлігімен байланысқан   трансгеннің   активтілігі   клеткалық ДНҚ-ның реттеуші элементтері-промотор, энхансер және силансерлерге байланысты болуы да мүмкін.

2.Трансгенді жануарларды алудың қолданбалы зерттеулерінің бағыттары үшін егеуқұйрықтың соматотропип генін тышқанның геномына енгізу Р. Пальмитер   (1982) тәжірибесінің маңызы өте зор. Егеуқүйрықтың соматотропин генінің клондарын ген инженериясы әдісі көмегімен бактерия клеткасынан алуға болады. Алайда, мұндай генді тышқан клеткасына   енгізу үшін оның   бактериялық промоторын эукариоттық реттеуіш элементтерімен ауыстыру қажет. Осы мақсатпен Р. Пальмитер   тышқанның ДНҚ- сынан металтионеин генінің промотор бөлігін бөліп алды. Бұл геннің синтезі   іn vivo жағдайында ауыр   металдардың   иондары (Zn, Сd) арқылы қозады.   Микроинъекциялау үшін егеуқұйрықтың өсу гормонының құрылымды генінен және металтионеин промоторынан құрастырылған рекомбинантты ДНҚ қолданылды. Зерттеуші лер осындай рекомбинантты ДНҚ-ның 600 көшірмесін әрбір зиготаның аталық пронуклеусіне енгізді. Нәтижесінде 21 ұрпақ алынды, оның 7-інде егеуқұйрықтың гені байқалды. Трансгенді тышқандардың азығына мырыш тұзын —ZnSО4 қосқанда, олардың геномындағы бөтен геннің функциясы іске асты. Мұндай тышқандардың қанын талдау оларда өсу гормонының мөлшері қалыпты жағдайдағыдан 100—800 өсе жоғары екендігін көрсетті. Гормон мөлшерінің жоғарылауы ген көшірмелері санының артуына байланысты болды. Гормонның артық мөлшерінің синтезделуі тышқан салмағының 1,8 есе артуына әкелді. Мұндай трансгенді жануарды алып тышқан деп атайды. Кейін жүргізілген зерттеулер Р. Пальмитер тәжірибесінің нәтижесін әр қилы деңгейлерде дәлелдеді. Неміс ғалымы Г. Брэм (1986) тәжірибесінде алынған трансгенді тышқандардың салмағы бақылау тобындағы тышқандардан 1,51—2,36 есе ауыр екендігін көрсетті. Бірқатар зерттеулер (Е. Вагнер және т. б., 1985; Р., Бринстер, 1985; А. Дыбман, С. Гордецкий, 1987 т. б.) адамның соматотропин т. б. гормондар генін тышқандарға енгізіп, трансгенді ұрпақ алу мүмкіндігін дәлелдеді.

Трансгенді тышқан алу тәжірибелерінің нәтижелері осындай зерттеулердің мал шаруашылығында жаңа биотехнологиялық бағыттарды жетілдіру үшін үлкен болашағы бар екендігін көрсетеді.

Шотландия генетиктері Дж. Кларк және т.б. француз биологтарымен бірігіп, қой сүтінің — лактоглобулин белогы генін микроинъекциялау арқылы трансгенді тышқандар ала алды. Мұндай тышқандардың сүт бездерінде жаңа белоктың синтезделуі өтіп, сүттің сапасы өзгерді. АҚШ-та жануарлар биотехнологиясы саласының белгілі маманы Катерина Гордон сүт бездерінде бағалы медициналық препарат — адамның плазминоген белогы синтезделетін трансгенді тышқандар алды. Қазіргі кезде трансгенді тышқандар зертханада іргелі ғылыми зерттеулерге үлкен үлес қосуда. Алайда, оларды биотехнологиялық өнімдер өндіру мақсаты үшін қолданудың белгілі қиындықтары бар. Сондықтан 1985 жылдан бастап, трансгенді мал алуда көптеген ғылыми жұмыстар жүруде.

Трансгенді малдарды алу зерттеулерінде тышқандардың трансгеноз әдісінің үлгісі икемделіп, қолдану алды. Жалпы трансгенді малдарды алу бірінің артынан бірі өтетін мынадай кезеңдерден тұрады.

1) рекомбинантты ДНҚ молекуласын құрастыру және оның клонын алу;

2)трансгенозаға жарамды зиготалар алу және олардың пронуклеустерін айқындау;

3)рекомбинантты ДНҚ көшірмелерінің белгілі   мөлшерін зиготалар пронуклеустеріне (мүмкіндігінше   аталық) микротүтікше арқылы енгізу;

4)зиготаларды гормондық дайындықтан өткен   аналықтардың жыныс жолдарына тасымалдау;

5) туылған малдардың генотип және фенотипі бойынша бағалап, трансгенді екендігін анықтау бөтен геннің клетка ДҢҚ-сымен  байланысуын, рекомбинантты ДНҚ-ның экспрессиясын, ген өнімінің синтезделуін анықтау;

6)трансгенді малдардың   жаңа қасиетінің   ұрпаққа тұқым қуалайтын бақылау.

Зертханадағы жануарларға қарағанда малдар зиготасының пронуклеустерін микроскоптан көру өте қиын, өйткені ұрықтанған малдың аналық жыныс клеткасында әр түрлі майлар мен пигменттердің болуы зиготаны көмескі етеді. Сондықтан генді микротүтікшемен тікелей пронуклеуске енгізу қиындық туғызады. Бұл қиындық  трансгенді малдар алу жиілігіне үлкен әсер өтеді, өйткені пронуклеуске   микроинъекциялау арқылы ғана   барлық ұрпақтың 20—30%-тін трансгенді ете алады. Қазіргі кезде бұл қиындықты болдырмайтын бірнеше тәсілдер зерттелуде (Д. Крамер және т. б., 1986). Осы бағытта контрасты микроскоп, центрифуга немесе флуоресценттік бояуларды қолдану пронуклеустерді айқындау үшін үлкен көмегін тигізді.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ