Генетики научились «программировать» куриные яйца на производство лекарств

Речь идет не о теории, а о решении давней технической проблемы, которая мешала этому направлению развиваться, передает dx.doi.org

Проблема нестабильности генов

Идея использовать куриные яйца как источник лекарственных белков существует давно. Например, при производстве некоторых вакцин против гриппа вирус выращивают именно в куриных яйцах, а затем используют полученный материал для создания препарата. Кроме того, из яиц уже получают антитела — белки, которые помогают организму бороться с инфекциями. Однако при попытке встроить в ДНК птицы новые гены возникает препятствие.

Если вставить ген случайно, он со временем может просто перестать работать. Это явление называют эпигенетическим подавлением. В результате нужный белок либо не производится вовсе, либо его становится меньше с каждым поколением. Для практики это критично. Без стабильности невозможно создать линию птиц, которая будет надежно «выпускать» нужное вещество.

Как ученые обошли отклонение генов

Исследователи пошли другим путем. Вместо случайной вставки они использовали инструмент редактирования CRISPR и выбрали конкретную точку в геноме — участок, связанный с геном GAPDH.

Этот ген отвечает за базовый обмен веществ, проще говоря, за получение энергии из сахара. Он работает постоянно, потому что без него клетка не выживает. Логика была простой. Если «вшить» новый ген в участок, который никогда не отключается, он тоже должен оставаться активным.

«Этот фермент, GAPDH, необходим для расщепления сахара с целью получения энергии, поэтому каждая клетка нуждается в нем для выживания. Наша гипотеза заключалась в том, что, поскольку этот фермент активен постоянно, сегмент гена, который мы вводим в это место, должен оставаться активным постоянно», — объясняет Кихо Ли. 

Чтобы проверить это, ученые добавили к новому гену светящийся маркер. Если сигнал сохраняется, значит система работает.

Что показали эксперименты

Результат оказался обнадеживающим. Даже после длительного культивирования клеток и множества делений сигнал не исчез. Это означает, что ген не «выключился» — именно то, чего раньше не удавалось добиться.

Важно, что речь пока идет о клетках, а не о живых птицах. Тем не менее это ключевой шаг. Он показывает, что проблему нестабильности можно обойти на уровне генетической конструкции.

Зачем это нужно

Если подход подтвердится на практике, кур можно будет использовать как своего рода биореакторы. Они будут откладывать яйца, внутри которых содержатся заданные белки — например, для лекарств или вакцин.

«В конечном итоге эта работа может поддержать усилия по созданию стабильной линии генетически модифицированных птиц, несущих много яиц, каждое из которых, как мы надеемся, будет содержать полезные белки», — говорит Ли.

Потенциальные применения выходят за рамки медицины. Например, можно попытаться встроить гены, снижающие восприимчивость к птичьему гриппу. Это не гарантированное решение, но направление выглядит логичным.

Сама идея «привязать» новый ген к постоянно активному участку ДНК выглядит обоснованной. Если она подтвердится на следующем этапе, яйца действительно могут стать удобной и относительно дешевой платформой для производства сложных биомолекул.