Клондалған қойлар: Поли мен Молли

Кіріспе

Жұпталған клондалған қойлар

Полли мен Молли (1997 жылы туған), екі аналық қой, ересек соматикалық жасушадан сәтті клондалған және бір мезгілде трансгенді жануарлар болған алғашқы сүтқоректілер еді. Бұл Долли қойы – ересек донорлық ядроға ешқандай өзгеріс енгізілмеген соматикалық жасушадан сәтті клондалған алғашқы жануармен шатастырылмауы керек. Поли мен Молли, Долли қойы сияқты, Шотландияның Эдинбург қаласындағы Рослин институтында клондалды. Поли мен Моллиді жасау, Долли қойын клондауға әкелген соматикалық ядролық трансфер эксперименттеріне негізделген. Басты айырмашылық – ғалымдар Поли мен Моллиді жасағанда жаңа ген енгізілген жасушаларды қолданды. Таңдалған ген – жануарларды клондаумен үйлестірілген осындай рекомбинантты ДНҚ технологиясының мүмкіндіктерін көрсету үшін терапиялық ақуыз. Бұл адам ауруларын емдеу үшін фармакологиялық және терапиялық ақуыздарды өндіруге пайдаланылуы мүмкін. Сөз болатын ақуыз – IX қан ұю факторы. Долли қойынан тағы бір айырмашылық – көшірілген ядроның бастапқы жасуша түрі. Поли мен Молли ядролық клондар болғанымен, олардың мтДНК-сы ДНК алған ядролық жасушалардан ерекшеленді. Поли мен Моллидің пайда болуына дейін трансгенді жануар жасаудың жалғыз дәлелденген жолы – ұрықтандырылған жұмыртқалардың (ұялардың) пронуклеяларына ДНҚ-ны микроинъекциялау еді. Алайда, жануарлардың аз ғана бөлігі инъекцияланған ДНҚ-ны геномға енгізеді. Олар жаңа генетикалық ақпаратты енгізген сирек жағдайларда, кездейсоқ енгізуден туындаған инъекцияланған трансгеннің ақуызын экспрессиялау үлгісі өте өзгермелі болады. Мұндай зерттеулердің мақсаты белгілі бір ақуызды жоғары деңгейде, мысалы, сүтінде экспрессиялайтын жануарды өндіру болғандықтан, микроинъекция өте қымбат процедура болып табылады және көбінесе қажетті жануарды өндірмейді. Егешқұйрықтарда (тәжірибелік жануарлар) басқа жануарларда жоқ генетикалық трансфердің қосымша мүмкіндігі бар. Эмбриональды дің жасушалары жаңа ДНҚ-ны ұрпаққа көшіру құралын ұсынады. Олар сонымен қатар гендік таңдау арқылы нақты генетикалық өзгерістерге мүмкіндік береді. Өзгертілген эмбриональды дің жасушаларын жануар өндірісі үшін экспериментті жалғастыру алдында in vitro (жасушалар өсірілетін орта) таңдауға болады. Қой сияқты мал түрлерінің ұрпақ желісіне үлес ете алатын эмбриональды дің жасушалары оқшауланбаған. Долли қойын, сондай-ақ Доллиді өндіруге әкелген екі қой – Меган мен Морагтың өндірісі, өмірге қабілетті қойларды in vitro өсірілген әртүрлі соматикалық жасуша түрлерінен ядролық трансфер арқылы өндіруге болатынын көрсетті. Поли мен Молли бұрынғы қойлардағыдай, соматикалық жасушаларды in vitro өсірудің келесі қадамы болды. Алайда, бұл жағдайда олар бөтен ДНҚ-мен трансфекцияланды, және генетикалық ақпараттың жаңа бөлігін тұрақты түрде енгізген трансфекцияланған жасушалар таңдалды. Осы соматикалық жасушалардың ядролары ядролық трансфер процедурасындағыдай бос жұмыртқаға көшірілді, және бұл бірнеше трансгенді жануарларды өндіру үшін пайдаланылды. PDFF жасушасының түрі қолданылды. PDFF5 еркек жануарларды тудырды және трансдукцияланбады. PDFF2 жасушасының түрі әйел жануарларды өндірді және трансдукцияланды. Жүктілік кезінде 3 PDFF2 жануар дүниеге келді, олардың екеуі – 7LL8 және 7LL12 тірі қалды. Бұл жануарлар трансфекцияланған, бірақ оларда қызығушылық тудыратын клонға айналған ген емес, маркерлік ген болды. Оларды "Холли" және "Олли" деп атады. PDFF2 жасушаларын өндіретін тағы екі әйел субтобы, PDFF2 12 және PDFF2 13, сонымен қатар қызығушылық тудыратын жасушаны маркермен бірге иеленген жануарларды өндірді. Осы қозылардың 7LL12, 7LL15 және 7LL13 тірі және сау дүниеге келді. Олардың екеуінің есімдері Поли мен Молли еді.

Polly and Molly (born 1997), two ewes, were the first mammals to have been successfully cloned from an adult somatic cell and to be transgenic animals at the same time. This is not to be confused with Dolly the Sheep, the first animal to be successfully cloned from an adult somatic cell where there wasn’t modification carried out on the adult donor nucleus. Polly and Molly, like Dolly the Sheep, were cloned at the Roslin Institute in Edinburgh, Scotland. The creation of Polly and Molly built on the somatic nuclear transfer experiments that led to the cloning of Dolly the Sheep. The crucial difference was that in creating Polly and Molly, scientists used cells into which a new gene had been inserted. The gene chosen was a therapeutic protein to demonstrate the potential of such recombinant DNA technology combined with animal cloning. This could hopefully be used to produce pharmacological and therapeutic proteins to treat human diseases. The protein in question was the human blood clotting factor IX. Another difference from Dolly the Sheep was the source cell type of the nucleus that was transferred. Although Polly and Molly were nuclear clones, they had different mtDNA that was different from the nuclear cells where they received their DNA. Prior to the production of Polly and Molly, the only demonstrated way to make a transgenic animal was by microinjection of DNA into the pronuclei of fertilized oocytes (eggs). However, only a small proportion of the animals will integrate the injected DNA into their genome. In the rare cases that they do integrate this new genetic information, the pattern of expression of the injected transgene's protein due to the random integration is very variable. As the aim of such research is to produce an animal that expresses a particular protein in high levels in, for example, its milk, microinjection is a very costly procedure that does not usually produce the desired animal. In mice, there is an additional option for genetic transfer that is not available in other animals. Embryonic stem cells provide a means to transfer new DNA into the germline. They also allow precise genetic modifications by gene targeting. Modified embryonic stem cells can be selected in vitro before the experiment moves on further for the production of an animal. Embryonic stem cells capable of contributing to the germline of livestock species such as sheep have not been isolated. The production of Dolly the Sheep and also Megan and Morag, the two sheep that led to the production of Dolly, demonstrated that viable sheep can be produced by nuclear transfer from a variety of somatic cell types which have been cultured in vitro. Polly and Molly represented the further step in which somatic cells were cultured in vitro, just as in the case with the previous sheep. However, in this case they were transfected with foreign DNA, and the transfected cells which stably integrated this new piece of genetic information were selected. The nuclei of these somatic cells was then transferred into an empty oocyte, as in the procedure of nuclear transfer, and this was used to produce several transgenic animals. A cell type PDFF was used. PDFF5 would produce male animals and were not transduced. Cell type PDFF2 produced female animals and were transduced. Of the gestations that occurred, three PDFF2 animals were born, two of which survived birth, 7LL8 and 7LL12. These animals were transfected but contained a marker gene not the cloned gene of interest. These were named "Holly" and "Olly". Two more subsets of female producing PDFF2 cells, PDFF2 12 and PDFF2 13, also produced animals which had the cell of interest together with the marker. Of these lambs, 7LL12, 7LL15, and 7LL13 were born alive and healthy. Two of these were named Polly and Molly.

Трансген

Донордың соматикалық жасушаларына енгізілген трансген, қой сүтінде адамның IX қан ұю факторының ақуызын өндіруге бағытталған. Бұл ақуыз қан ұю процесінде маңызды рөл атқарады, ал оның жетіспеуі гемофилия B ауруына алып келеді, оның емдеуі IX факторын тамырға құюды қажет етеді. Бұл ақуызды малдың сүтінен өндіру, фармация деп аталатын процесс, осы емдік ақуыздың құнын төмендетіп, қазіргі көзімен (адам қаны) байланысты инфекциялық қауіптен құтылған көзді қамтамасыз етеді.