Ускоренный путь к созданию мышиных моделей

Учёные используют генетически модифицированных лабораторных мышей для исследования механизмов развития болезней. Эти «нокаутные» мыши несут гены или участки генов, которые, как предполагается, запускают заболевания.

Однако классическая техника нокаута требует много времени и усилий: от 1 до 2 лет для создания функционирующей модели. Учёные начинают с внедрения генетического дефекта в эмбриональные стволовые клетки, которые затем имплантируют в мышиный эмбрион. После множества этапов и скрещиваний получают потомство, несущее нужный признак во всех клетках тела.

Команда под руководством профессора Вольфганга Вурста из Технического университета Мюнхена (TUM) и Центра Гельмгольца в Мюнхене разработала новый метод, позволяющий сократить этот процесс до чуть более 4 месяцев.

Прямое редактирование генома

Учёные модифицировали гены непосредственно в оплодотворённых яйцеклетках мыши, чтобы все клетки тела потомства имели одинаковый генетический дефект. «Устранив трудоёмкий этап скрещивания, лаборатории смогут производить мышиные модели гораздо быстрее и с использованием гораздо меньшего числа подопытных животных», — отмечает Вурст.

Высокоточное разрезание ДНК

В исследованиях команда использовала ферменты TALEN (Transcription activator-like effector nuclease). Эти инструменты ДНК имеют двойную функцию: одна часть распознаёт и связывается с конкретным геном, а другая разрезает цепь ДНК in situ. Эти сверхточные «скальпели» для ДНК были разработаны всего несколько лет назад.

«Ферменты TALEN имеют простую модульную структуру, — говорит Вурст. — Это означает, что мы можем создать множество вариантов, чтобы разрезать все гены в геноме и модифицировать их для конкретной цели». Техника позволит учёным «выключать» определённые гены, вводить генетические дефекты в клетки и исправлять их.

Моделирование наследственных болезней

«Мы использовали процесс TALEN, чтобы имплантировать мутации, связанные с человеческой деменцией, в половые клетки мыши. Эти животные модели помогут нам понять молекулярные механизмы, лежащие в основе деменции. Преимущество метода в том, что мы, в принципе, сможем смоделировать все наследственные заболевания на подопытных мышах», — добавляет Вурст.