Вирус классической чумы свиней крайне заразен и убивает этих животных. Вспышки болезни приводят к огромным потерям скота, что сказывается на финансовом положении фермеров и компаний.
Специалисты Цзилиньского университета в Китае придумали, как справиться с вирусом: они генетически модифицировали свиней, сделав их более устойчивыми к патогену.
Учёные отмечают, что вирус классической чумы свиней отличается высокой контагиозностью (то есть он легко передаётся от животного к животному), и свиньи, инфицированные им, обычно умирают в течение нескольких недель.
Вакцинация позволила искоренить болезнь в Северной Америке, Австралии и на большей части Европы. Тем не менее во всём остальном мире это заболевание по-прежнему встречается. Более того, вспышки болезни порой происходят даже в районах с высоким уровнем вакцинации. В таких случаях фермеры вынуждены уничтожать скот.
По мнению учёных, более эффективным методом может стать генетическое проектирование животных, устойчивых к вирусу.
С этой целью исследователи Поднебесной объединили знаменитый инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9 с технологией под названием РНК-интерференция.
Ранее мы подробно рассказывали о работе двух технологий. Кратко напомним их суть.
Система CRISPR состоит из искусственно созданной наводящей РНК и фермента Cas9. Этот комплекс загружается в безобидный аденоассоциированный вирус и с его помощью доставляется в ядро клетки. Молекула РНК содержит копию небольшого фрагмента ДНК, соответствующего месту, где нужно совершить разрез. Она прикрепляется к заданному участку, после чего белок Cas9 разрезает цепочку. Таким образом удаляется нужная часть генетического кода, после чего молекула ДНК сшивается обратно.
Второй же способ, РНК-интерференция, был «разработан» природой именно для защиты от нежелательных процессов, таких как заражение клетки вирусом. Сегодня специалисты используют этот метод для подавления экспрессии гена при помощи малых молекул РНК.
В рамках недавнего исследования учёные использовали системы CRISPR для вставки так называемых малых РНК, образующих шпильки (shRNAs). Последние обладают противовирусными эффектами.
Исследователи опробовали комбинацию на эмбрионах свиней, создав таким образом животных с врождённой устойчивостью к вирусу классической чумы свиней.
Затем учёные решили проверить устойчивость животных к заражению. Они разделили свиней на две группы и поместили их в разные помещения. Каждая «команда» состояла из трёх трансгенных свиней, трёх обыкновенных свиней и одной обыкновенной особи, заражённой вирусом.
Как и ожидалось, контрольные свиньи подхватили вирус, что привело к их гибели. Трансгенные свиньи, впрочем, также были инфицированы, однако их симптомы были сравнительно менее тяжёлыми. Заболевание не приводило к смерти ГМ-животных, и в их крови было найдено гораздо меньше вирусов.
Важно, что устойчивые к болезни черты были переданы, по крайней мере, первому поколению потомства ГМ-свиней.
Специалисты также проверили геном свиней на внецелевые генетические мутации. В результате они не обнаружили побочных изменений ДНК, хотя специалисты признают, что поиск ограничивался только теми областями генома, где ошибки могли возникнуть в первую очередь.
Между тем мутации могут появиться в самых неожиданных местах, и их раскрытие (если они, конечно, есть) потребует дальнейшего изучения.
Если технология докажет свою эффективность, то она может использоваться для постоянного внедрения устойчивости к болезням в большие популяции свиней. Кроме того, такой метод может быть применён и к другим видам домашнего скота, заключают авторы работы.
Результаты исследования представлены в научном издании PLOS Pathogens.
К слову, учёные не впервые успешно генетически модифицировали свиней. В 2017 году исследователи применили тот же CRISPR, чтобы создать свиней без вредных ретровирусов. Мы подробно рассказывали об этом эксперименте, который сделал животных более безопасными донорами для трансплантации органов людям.
Также специалисты спроектировали поросят с меньшим количеством жира. Цель изменений – помочь животным адаптироваться к более холодным погодным условиям.
Добавим, что ранее технология CRISPR также впервые помогла создать коров, устойчивых к туберкулёзу.
Автор: Евгения Ефимова