În cazul în care culturile transgenice de plante agricole sunt utilizate pe scară largă ca materii prime pentru produsele alimentare, operațiunea de obținere a animalelor transgenice sunt încă în faza de creare a regimurilor de testare experimentale și exprimarea eficientă a genelor heterologe (transgene). Tehnicile transgenică poate fi utilizată pentru a produce specii îmbunătățite de animale și păsări domestice vaci cu o capacitate mai mare de muls, de calitate lână de oaie, pui cu îmbunătățirea producției de ouă, etc.
Experimentele privind introducerea genelor străine în celule de mamifere și capacitatea de a crea animale identice genetic prin transferul nucleului unei celule embrionare intr-un ou denucleat (clonare) au permis ADN-ul cromozomial includ gene funcționale ale animalelor superioare sau clustere lor. Strategia utilizată este următoarea:
1. Gena clonată este introdusă în nucleul unui ou fertilizat.
2. Ouăle fertilizate inoculate sunt implantate într-o rețetă de sex feminin. Finalizarea cu succes a dezvoltării embrionare la mamifere în alte condiții este imposibilă.
3. Selectați descendenții care s-au dezvoltat din ovocitele implantate și conțin gena clonată în toate celulele.
4. Traversați animalele care transporta gena clonată în celulele liniei germinale și obțineți o nouă linie genetică.
Tehnologiile transgenice au fost dezvoltate la șoareci. Peste 20 de ani de cercetare, sute de gene au fost introduse în diferite linii de șoareci. Ca rezultat, au fost studiate mecanismele reglementare a genei și dezvoltarea tumorilor, natura specificității imunologice, creșterea genetica moleculara si dezvoltare, precum și alte procese biologice fundamentale și liniile transgenice create, care permite de a simula diferite boli genetice umane.
Bovine transgenice. Scopul transgenozelor bovinelor este de a schimba conținutul de diferite substanțe - proteine, enzime și altele, în lapte. De exemplu, introducerea unei transgene a proteinei k-cazeină în celulele mamare și supresia ulterioară a acesteia va duce la o creștere a cantității acestei proteine în lapte. Utilizarea laptelui ca materie primă în producția de brânză va crește semnificativ randamentul produsului finit. Introducerea și exprimarea genei pentru enzima lactază, care catalizează scindarea hidrolitică a zahărului din lapte lactoza, va oferi o oportunitate de a obține laptele care este potrivit pentru persoanele în organism, care perturbat sinteza enzimei.
Un alt obiectiv al transgenezei este crearea de animale de companie care sunt rezistente la infecții și invazii parazitare.
Un alt obiectiv al transgenezei este crearea de animale domestice cu rezistență ereditară la infecții bacteriene și virale, precum și la invazii parazitare.
Pentru crearea vacilor transgenice, prin microinjecția ADN-ului a fost utilizată o schemă de transgenizare.
În prima etapă, ovocitele (celule sexuale feminine) au fost colectate de la vacile sacrificate în abator. Aceste ouă au fost plasate in vitro în condiții în care maturarea lor a avut loc înainte de etapa maturității complete. După aceea, au fost fertilizați cu spermă bovină. Apoi, sa efectuat centrifugarea ouălor fertilizate pentru a concentra gălbenușa astfel încât să nu interfereze cu observarea
Schema de obținere a vaci transgenice prin manipulare ulterioară. Apoi, folosind microinjectarea ADN-ului, a fost efectuată introducerea transgenei în pronucleul masculin (nucleul spermatozoizilor); ouăle fertilizate cu genomul modificat genetic au fost plasate în condiții in vitro speciale în care începe dezvoltarea embrionară și se cultivă până la stadiul de blastocist. Embrionul, care a evoluat până la stadiul de blastocist, a fost implantat ne-chirurgical în uterul vacilor primite, unde a avut loc dezvoltarea sa ulterioară a embrionilor. După nașterea puilor, ADN-ul lor a fost testat pentru prezența unei transgene. În stadiul final, indivizii transgenici au fost traversați pentru a obține o linie homozigotă de animale transgenice.
Trebuie remarcat faptul că eficacitatea obținerii animalelor transgenice prin această metodă este foarte scăzută. Astfel, în experimentele de la 2407 ovocite, s-au obținut doar doi viței transgenici. Studiile în domeniul îmbunătățirii metodelor transgenice continuă.
Eficiența totală a transgenezei prin microinjecția ADN-ului
Oi transgenice, caprine și porci. Scopul transhexiei ovinelor, caprinelor și porcilor este transformarea glandelor mamare ale acestor animale în "biofabrici" pentru producerea de produse proteice utilizate în medicină. Cu ajutorul construcțiilor transgenice care conțin gene umane, s-au creat oi și capre transgenice, în laptele cu care s-au secretat proteine umane. Aceste proteine aveau o activitate apropiată de activitatea proteinelor sintetizate în corpul uman. Exprimarea transgenelor în celulele glandelor mamare de ovine și caprine nu a avut efecte secundare nici asupra femelelor în timpul perioadei de lactație, nici asupra puii de hrănire.
Cu toate acestea, porcii transgenici care transporta transgenul hormonului de creștere bovin au adăugat rapid greutate. În același timp, aceste animale au prezentat un ulcer gastric, insuficiență renală, tulburare, mobilitate redusă a articulațiilor și alte patologii, cauza cărora nu a fost stabilită.
Oile transgenice cu o rată de creștere crescută a lânii și a porcilor transgenici au fost create, în celulele sanguine ale căror hemoglobină umană a fost sintetizată în cantități mari. Hemoglobina, produsă de porcii transgenici, a avut aceleași proprietăți chimice ca și omul natural. Deși hemoglobina umană astfel produs are anumite efecte secundare asociate cu utilizarea și eficiență mai scăzută în transferul de oxigen, aceste rezultate indică posibilitatea înlocuirii sângelui integral utilizat schematic in transfuzii, hemoglobina umană, produsă de transgenesis.
Mai jos sunt constructe transgenice care conțin genele umane și organismele destinatare:
Pesti transgenici. Studiile în domeniul obținerii peștilor transgenici se referă la stabilirea influenței transgenei hormonului de creștere asupra ratei de creștere a organismului. În acest scop, o transgenă care conține gena hormonului de creștere de somon și secvența de reglare a proteinei antigel prin beljedi americani au fost introduse în ovul somonului Atlantic. Ca o regulă, somonul transgenic a fost mai mare și mai rapid în greutate decât indivizii transformați în control. Într-un alt experiment, somonul transgenic de sockeye la un an, obținut ca urmare a introducerii în celulele ouă a construcției genetice a hormonului de creștere, a cântărit de aproximativ 11 ori mai mult decât cele non-transgenice.
Tehnologia de producere a peștelui transgenic este dezvoltată pentru crap, păstrăv, somon și alte specii de pești și constă în următoarele. Transgenii sunt introduși în ouăle fertilizate prin microinjecția ADN-ului sau prin electroporare. Embriogeneza ulterioară are loc într-un mediu acvatic, în afara corpului, în tancuri cu condiții reglementate. Rata de supraviețuire a embrionilor de pește după injecții variază de la 35 la 80%, iar proporția de descendenți transgenici este între 10 și 70%. Astfel, eficiența peștilor transgenici este destul de ridicată.
Se presupune că pe viitor vor fi introduse gene de rezistență la boli, influențe stresante asupra mediului etc.
Păsări transgenice. Scopul creării de păsări transgenice este îmbunătățirea genotipului raselor existente. Printre semnele transmise prin simptomele transgenice se numără rezistența la infecții și boli virale, creșterea eficacității asimilării produselor alimentare, reducerea nivelului de grăsimi și a colesterolului în ouă, îmbunătățirea calității cărnii. În plus, oul poate fi utilizat ca sursă de produse proteice pentru industria farmaceutică. Totuși, producția de păsări transgenice este limitată de lipsa tehnologiei transgenice pentru acest grup de animale. Metoda microinjecției ADN în ouă fertilizate, utilizată pe scară largă pentru mamifere și pești, nu poate fi aplicată în
Acest caz se datorează particularităților reproducerii și dezvoltării păsărilor. Utilizarea vectorilor virali bazate pe retrovirusuri este, de asemenea, problematică, în special în legătură cu amenințarea cu gripa aviară. În prezent, metoda cea mai promițătoare pare să fie utilizarea celulelor embrionare recombinante:
Izolarea celulelor blastoleomului
Producția de pui transgenici prin transfecția celulelor blastodermice izolate Explicațiile din text
1. Izolați celulele blastoderm de la un embrion de pui.
2. Transfectate cu lipozomi asociați cu ADN transgenic.
3. Introduceți celulele blastoderme transfectate în regiunea sub-embrion a ouălor proaspete.
4. Organismele de păsări (animale care transgenă) sunt selectate dintre puii care au fost proiectați.
5. Petreceți mai multe runde de păsări himerice care traversează.
6. Ca urmare, se obțin liniile de animale transgenice.
Astfel, au fost obținute vacile transgenice, ovinele, porcii, păsările de curte și peștii. Transgenii pot îmbunătăți genotipul raselor de animale și rasele de rase de animale cu semne noi. În plus, este posibil ca animalele de companie transgenice să poată fi utilizate ca "biofoare" pentru a produce produse de gene clonate secretate în lapte.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: