Книга: Основы биоэтики

6.3. Достижения генетической инженерии животных

6.3. Достижения генетической инженерии животных

Несмотря на то, что первые трансгенные животные были получены более 20 лет назад, до сих пор на рынке нет ни одного генетически модифицированного животного для использования в хозяйственной деятельности. Это связано с определенными техническими (сложности получения и размножения), финансовыми, а иногда и этическими проблемами. Тем не менее, успехи в генетической инженерии животных очевидны. Разработаны различные методы переноса генов в генетический материал животных и получены трансгенные особи у млекопитающих, низших позвоночных и у беспозвоночных животных. Созданы эффективные технологии клонирования, основанные на замене ядер у оплодотворенных яйцеклеток. Ученые научились не только переносить в генетический материал животных отдельные гены, но и «выключать» или заменять некоторые конкретные гены.

Безусловно, основным направлением исследований в области генетической инженерии животных является выведение пород с повышенной продуктивностью, устойчивостью к болезням, из которых можно получать продукцию с новыми, привлекательными для потребителя качественными характеристиками. В этом направлении уже получены трансгенные формы разных видов рыб, в геном которых добавлен ген, кодирующий биосинтез гормона роста. Благодаря этому рыбы быстрее растут, эффективнее используют корма. Трансгенные свиньи с добавленным геном гормона роста более мускулистые и менее жирные, т. е. из туши трансгенного кабана можно получить больше мяса, чем из обычного, и меньше сала.

Свиньи с добавленным геном фитазы (один из ферментов переваривания пищи) лучше усваивают корма за счет лучшей усвояемости фосфора, что выражается в усилении их роста. К тому же это снижает загрязнение окружающей среды фосфатами. Трансгенные свиноматки с добавленным им геном а-лактальбумина более эффективно вскармливают своих поросят.

Ряд проектов имеет целью улучшение потребительских свойств продуктов, вырабатываемых животными или из животных. Речь, в частности, идет об улучшении качества шерсти овец, о выведении с помощью генетической инженерии пород крупного рогатого скота, в молоке которого снижена концентрация ?-лактоглобулина, основного его аллергена, или изменено соотношение отдельных его белков (казеинов и сывороточных протеинов). Другой подход состоит в модификации отдельных генов для изменения физико-химических свойств соответствующих протеинов молока с целью повышения содержания в нем кальция, изменения соотношения отдельных аминокислот, получения молока, сыр из которого созревает в более короткие сроки. Все это должно существенно улучшить потребительские и технологические свойства коровьего молока. Определенную пользу будут иметь и сами животные, поскольку улучшенное молоко – немаловажный фактор здоровья вскармливаемых им телят. Многие из этих подходов уже реализованы на модельных объектах (лабораторных мышах).

Улучшение здоровья домашних животных, повышение их устойчивости к болезням с помощью методов генетической инженерии имеет большое практическое и социальное значение. Это не только позволит повысить продуктивность животных, уменьшить затраты на их лечение (на что уходит до 10–20 % от общей суммы затрат), но и снизит уровень употребления антибиотиков для их лечения, вероятность переноса инфекций от животных к человеку. Для решения названной проблемы используется три основных генно-инженерных подхода:

• добавка генов, повышающих устойчивость к болезням;

• «удаление» генов восприимчивости к болезням;

• замена отдельных генов животного на аналогичные гены, но в большей мере способствующие активному противостоянию болезни. В целом исследования по этим направлениям с переменным успехом пока проводятся на лабораторных животных. До обнадеживающих результатов на сельскохозяйственных животных дело не дошло.

В то же время конкретного практического выхода следует ожидать уже в ближайшее время в таком важном направлении генетической инженерии, как использование животных в качестве «биореакторов» для производства фармацевтических препаратов. Перспективы этого направления генетической инженерии применительно к растениям обсуждались выше. Несмотря на то, что и растения, и животные в отличие от микроорганизмов относятся к царству эукариот, биология растительной и животной клеток все-таки существенно различается. Поэтому для производства некоторых животных рекомбинантных протеинов более целесообразно использовать животные организмы, нежели растительные. В настоящее время убедительно доказано, что с помощью молочных желез трансгенные животные способны производить всевозможные протеины, такие, как разные факторы крови, ферменты, моноклональные антитела, коллаген, фибриноген, шелк пауков и т. д. Разрабатываются и другие системы производства рекомбинантных белков, в частности, большие перспективы связывают с системой яичного белка кур.

Что может дать человечеству использование животных-биореакторов, можно проиллюстрировать на следующем примере. Совместным проектом российских и белорусских ученых предусмотрено создание системы производства двух лекарственных протеинов: проурокиназы и лактоферрина человека в молоке трансгенных коз. Проурокиназа — мощный тромболитический фермент, использование которого в первые часы после наступления инфаркта миокарда в 5 раз снижает смертность от этого заболевания. Стоимость одного курса лечения проурокиназой составляет в настоящее время около 1000 дол. США, что делает этот препарат малодоступным для большинства граждан. Между тем в таком лечении в России и Беларуси нуждаются более 400 тыс. кардиологических больных. Лактоферрин — белок женского молока стоимостью 2000–2600 дол. США за 1 г, препараты которого обладают сильным детоксицирующим, антибактериальным и противовоспалительным действием. Применение лактоферрина как пищевой добавки позволяет снизить в 10 раз заболеваемость гастроэнтеритами у грудных детей-искусственников. Годовая потребность в проурокиназе и лактоферрине в мире оценивается в 6,5 млрд дол. США. Использование трансгенных животных снизит стоимость этих и большинства других подобных препаратов в 10–20 раз, что позволит перевести многие лекарства из разряда элитных в число общедоступных.