Генная введение в организм животного

Следующий этап генетической инженерии—перенос генов в клетку — осуществляется тремя способами трансформацией (перенос генов посредством выделенной из клеток и освобожденной от примесей ДНК), трансдукцией (перенос генов посредством вирусов) и гибридизацией клеток, полученных из разных организмов (высших животных, микроорганизмов и др.) (рис. 13.7, 13.8). Заключительный этап этих экспериментов сводится к адаптации введенного гена в организме хозяина, но он почти не зависит от искусства экспериментатора. [c.496]

Введение новых генов в организм животных [c.234]

Разработка системы генетической трансформации культивируемых клеток млекопитающих позволила подойти к решению такого важного вопроса, как введение чужеродных генов в организм животных и получение линий животных, передающих по наследству приобретенные гены — трансгены. Таких животных принято называть трансгенными животными. [c.448]

Более реальные перспективы улучшения качества или состава продуктов животноводства достигают введением соответствующих генных конструкций в организм животного. Рассматривается, например, возможность уменьшения лактозы в молоке путем создания трансгенных овец или крупного рогатого скота, которые несут специфический для молочной железы промотор, сцепленный с геном лактозы. При этом становится возможным расщепление лактозы (молочного сахара) на глюкозу в галактозу уже в молоке коров. Молоко таких животных может использоваться людьми, у которых отсутствует фермент лактозы. [c.233]

Постоянно обсуждается вопрос и о возможности применения техники рекомбинантной ДНК для создания биологического оружия. США присоединились к международной конвенции 1972 г., запрещающей проведение подобных работ, а Министерство обороны продолжает финансировать исследования по защите от биологического оружия, которое может быть создано в других странах. Это направление тоже интенсивно обсуждается, поскольку трудно определить грань, разделяющую работы, которые направлены на создание средств нападения и защиты. Такие проблемы одинаково волнуют как ученых, так и людей, не имеющих отношения к науке, поскольку они носят политический и социальный характер, а не чисто научный, как и другие проблемы, связанные с развитием новых направлений биологии. Что принесет человечеству генная терапия, если станет возможным ее применение,— пользу или вред Как справиться обществу и отдельным гражданам с растущим потоком информации о человеческих генах, которые могут быть приобретены в результате применения новых технологий Каковы этические проблемы, связанные с возможным введением генов человека в организмы животных Надо ли патентовать животных и растения, полученные с помощью генной инженерии [c.9]

Рассматривается возможность уменьшения лактозы в молоке путем создания животных, у которых присутствует специфический для молочной железы промотор, соединенный с геном фермента -галактозидазы, катализирующей распад лактозы. Молоко таких животных, не содержащее лактозы, могут использовать люди, у которых не синтезируется -галактозидаза. Ведутся работы по введению генных конструкций в организм трансгенных животных, вырабатывающих антитела, предотвращающие маститы. [c.130]

Если необходимо, чтобы все ютетки животного содержали новый ген, этот ген нужно ввести в яйцеклетку. Сначала у самки с помощью гормональных препаратов стимулируют образование дополнительных яйцеклеток. Затем оплодотворенные яйцеклетки извлекают из организма матери и с помошью очень тонкой иглообразной пипетки под контролем микроскопа донорную ДНК вводят в один из пронуклеусов. Процесс введения изображен на рис. 25.16. В некоторьгх (но не во всех) случаях ДНК действительно встраивается в одну или несколько хромосом. Позднее два пронуклеуса сливаются, и яйцеклетка превращается в зиготу. Зиготы переносят в организм одной или нескольких приемных матерей (максимум, два потомка на одну мать), а потом проводят скрининг потомства на присутствие нового гена. Лучший результат, которого удалось добиться в настоящее время, — это одно трансгенное животное на каждые 20 обработанных яйцеклеток в случае овец или 100 яйцеклеток в случае коров. Следовательно, для проведения экспериментов нужно содержать большое [c.234]

Ведущиеся ныне ожесточенные дебаты о трансгенных сельскохозяйственных растениях сосредоточены на двух основных проблемах безопасности и беспокойстве о равном доступе и праве собственности. Обеспокоенность потенциальной опасностью ГМО базируется преимущественно на представлениях о том, что введение чужеродных ДНК в основные сорта продовольственных культур противоестественно и, стало быть, сопровождается неустранимым риском для здоровья. Но поскольку все живые организмы, включая продовольственные растения, животных, микробов и т. д., содержат ДНК, как можно считать рекомбинантные ДНК противоестественными Даже определить понятие чужеродный ген и то проблематично, поскольку множество генов оказываются общими для самых разных организмов. Конечно, необходимо помечать ГМ-продукты, особенно в тех случаях, когда их свойства заметно отличаются от традиционных (скажем, по пищевой ценности) или в них присутствуют явные аллергены или токсины. Но в чем смысл такой идентификации в тех слу- [c.35]

С появлением в середине 1970-х гг. методов генетической инженерии стала реальной возможность встраивать в вирусные геномы чужеродные гены, направляющие синтез желаемых белков. В 1980 г. проведены первые эксперименты на вирусе простого герпеса человека, в 1981 г. — на аденовирусе человека, в 1982 г. — на вирусе осповакцины. Возникла идея создания гибридных вирусов, способных при заражении человека или животных синтезировать не только свои белки, но и протективные белки других патогенных вирусов, для которых нет эффективных вакцин. Такие гибридные вирусы получили название живые поливалентные вакцины. Как уже отмечалось, важное значение для защиты от вирусной инфекции имеет Т-кле-точный иммунный ответ. Цитотоксические Т-лимфоциты продуцируются только в ответ на антиген, синтезируемый эндогенно в клетках организма, и не продуцируются при введении этого же антигена извне, т. е. в составе убитой вакцины или в виде индивидуального белка. Поэтому разработка живых поливалентных противовирусных вакцин открывает новые, ранее не доступные возможности иммунопрофилактики различных инфекционных заболеваний. [c.437]

Вскоре после того, как была установлена роль антител в устойчивости к инфекционным заболеваниям, было обнаружено, что специфические антитела могут также образовываться в результате введения в кровь животных неживого материала, такого, как убитые бактерии, бактериальные токсины и змеиный яд. В течение последующих нескольких лет было показано, что введение в кровь животного любого чужеродного белка, т. е. антигена, независимо от того, вреден он или безвреден для организма, приводит к появлению спустя несколько дней антител, специфически направленных против этого и только этого антигена. Вместе с тем молекулы белка, полученные из собственных тканей этого организма (или из другого организма, содержащего те же самые гены, апример идентичного близнеца), не обладают свойствами антигена для этого организма. [c.518]

Еще один перспективный подход к производству вакцинных препаратов получил название иммунизация генами . Опыты проведены на мышах. Часть ДНК, ответственная за синтез гемагглютинина вируса гриппа — достаточно сильного иммуногена, вводится в плазмиду, которая в свою очередь инъецируется в мышечную ткань. Подобная процедура обеспечивает син гез соответствующего вирусного белка — протективного антигена, сенсибилизирующего организм. Введение провоцирующей дозы вируса гриппа экспериментальным животным полностью предотвращает размножение нативного вируса. Важность подобных исследований кажется очевидной. [c.341]

Еще один важный результат, который был получен при исследовании ретровирусов,- создание на их основе рекомбинантных векторов (разд. 5.7. г). Эти векторы оказались особенно ценными для введения новых генов в эмбрионы млекопитающих на ранних стадиях развития, а значит, практически во все клетки организма, включая клетки зародышевой линии получающиеся при этом животные называются трансгенными. Роль трансгенных животных в исследовании тканеспецифичной экспрессии генов и действия онкогенов описана в гл. 8. [c.351]

Получены доказательства в экспериментах на разных животных трансфекции отдельных генов на стадии зигот (дрозофила, мышь, коза, свинья и др.). Введенные гены функционируют в организме-реципиенте и передаются по наследству, хотя и не всегда по законам Менделя. Например, ген гормона роста крыс, введённый в геном зигот мышей, функционирует у родившихся [c.308]

В 1975 г. Б. Минтц с соавторами продемонстрировали возможность введения чужеродных генов в организм животного, используя клетки тератокарциномы (ТСС) мыши, которые способны размножаться в культуре, а также терять свои неопластические свойства и нормально дифференцироваться после инъекции в эмбрионы мыши, находящиеся на стадии бластоцисты. Ранние эмбрионы, содержащие инъецированные ТСС, способны развиваться во взрослых мышей, соматические и половые клетки которых мозаичны, так как являются смесью ТСС и клеток с генотипом исходного эмбриона. [c.448]

Генно-инженерные разработки в области зообиотехнологии (в частности,с соматотропином, или гормоцом роста) оказались важными для животноводства (возрастание привесов животных, лактации) Используя метод микроинъекций рДНК в зародышевые клетки млекопитающих (в пронуклеусы оплодотворенных ооцитов, или в яйцеклетки) удается получать так называемых транс-генных животных Клоны реципиентных клеток, содержащие донорный хромосомный материал, или трансгены, различаются по количеству его в широком диапазоне, и если функциональная активность и регуляция экспрессии клонированных генов изучаются на целом организме, то и говорят о трансгенном организме Схема получения, например, трансгенных мышей введением клонированной ДНК в оплодотворенное одноклеточное яйцо приведена на рис 72 [c.209]

В 1982 г. показано, что чужеродные эукариотические гены, введенные микроинъекцией в ооциты Xenopus laevis или культивируемые клетки животных, способны экспрессироваться в гетерологичном окружении. При этом чужеродная ДНК может интегрироваться в геном клетки. Полученные результаты указывали на то, что микроинъекция молекул ДНК в оплодотворенные ооциты животных может оказаться перспективным методом введения чужеродных генов в организм животных. [c.449]

Здесь уместо упомянуть, что антитела и сами могут высту пать в качестве антигенов как в гетерологичной системе, т. е прн введении их в организм животного другого вида, так и в го нелогичной — например, при инъекции мышам инбредных линий При гетерологичной иммунизации в качестве антигена (иммуно гена) доминирует Рс-участок молекулы антитела. При гомологич ной иммунизации антитела вырабатываются к Р.ь-фрагментам Показано, что антигенными детерминантами в этом случае слу жат гипервариабильные области Ун и Уь или прилегающие к ним участки цепей. Даже для близкородственного организма они мо- [c.102]

Завершая и данную главу и всю книгу, вероятно, необходимо еще раз вернуться к высказыванию Эрвина Чаргаффа, упоминавшемуся во введении, о том, что чтение последовательности ДНК может стать задачей XXI века. Сейчас, наверное, уже можно считать, что он в действительности не ошибся в том плане, что в следующем столетии, по крайней мере в первой его половине, широкомасштабное секвенирование ДНК полных геномов большого числа организмов (наряду с обычнм секвенированием отдельных генов и прочих фрагментов ДНК) будет, несомненно, продолжаться и станет одной из главных задач молекулярной биологии. Хотя строить прогнозы в науке вообще и в молекулярной биологии тем более, вещь неблагодарная (кто в этом сомневается, может еще раз прочитать мысль, высказанную Чаргаффом, или в оригинале, или в нашем несколько вольном переводе (см. Введение)), однако можно все-таки предположить, что к середине следующего столетия накопленные знания в виде ДНКовых текстов полных геномов большого числа видов бактерий, растений, животных, а также и бесчисленных генов прочих организмов уже позволят вплотную подойти к пониманию взаимодействия всех генов или значительной их части даже сложноустроенного организма. Таким образом, главное внимание молекулярной биологии вероятно будет переключено именно на данное направление познания основ жизни. Что касается самого секвенирования ДНК, то оно будет, несомненно, востребовано и в дальнейшем, только вот какими методами будут добываться эти сведения, сейчас, наверное, даже невозможно представить. [c.421]

Новый подход, позволяющий индуцировать у организма иммунный ответ без введения антигена, основан на включении в клетки животно-го-мишени гена, кодирующего белок-антиген. В первых экспериментах такого рода Е. соН-плазмиду, содержащую клонированный ген белка-антигена, транскрипция которого находилась под контролем промотора вируса животных, конъюгировали с микрочастицами золота и бомбардировали ими клетки уха мыши. Впоследствии выяснилось, что клонированную кДНК можно вводить в клетки и с помощью внутримышечной инъекции раствора с большим количеством плазмиды, несущей соответствующую ДНК. Для этого необходимо в 10 -10" раз больше ДНК, чем при бомбардировке микрочастицами. В одном из экспериментов более чем в 75% случаев ген включался в клетки мыши, и синтезированный белок-антиген индуцировал синтез антител. Этот подход позволяет избежать очистки антигена, что требует много времени и средств, или использования для соз- [c.233]

Согласно Вюрмсеру и Филитти-Вюрмсер, эти данные указывают на то, что изоагглютинины в организме человека продуцируются не посредством иммунизации, как в общем случае образования антител, а непосредственно под контролем генов групп крови. Эта точка зрения, если она правильна, должна была бы помочь тонко различать естественные агглютинины от агглютининов, вырабатывающихся у иммунизированных животных, или хотя бы от агглютининов, продуцируемых введением А- и В-ве-ществ групп крови людям. [c.182]

Крахмал составляет по весу главную составную часть пищи человека (хлеб, картофель, крупы, овощи) —главный энергетический ресурс его организма. Содержание крахмала в некоторых видах богатых им пищевых продуктов таково мука — 74%, рис — 78%, хлеб белый — 51%, картофель— 16%. Уже во рту, под действием слюны, содержащей гидролитический фермент амилазу, начинается гидролиз крахмала. В кислой среде желудка гидролиз завершается расщеплением до глюкозы, которая из кишечника поступает в кровь и разносится током крови до каждой клетки, подвергаясь там ряду превращений (стр. 434), обусловливающих теплоту тела, энергию мускульной и мозговой работы человека и животного. В крови поддерживается довольно строго определенная концентрация глюкозы как значительный избыток, так и, особенно, недостаток ее гибельны для организма . Концентрация глюкозы регулируется действием гормонов. При повышении содержания глюкозы в крови избыток ее за счет специфического действия выделяемого поджелудочной железой гормона инсулина (белок, см. кн. 11) откладывается в печени и частично в мышцах в виде животного крахмала -глы/со-гена. Цечень может содержать до 20 вес.% гликогена. При недостатке глюкозы в крови часть гликогена печени гидролизуется в глюкозу и поступает в кровь (гормон глюкагон). Если деятельность поджелудочной железы нарушена и она не продуцирует инсулина, наступает сахарная болезнь —диабет, характеризующаяся повышенным содержанием глюкозы в крови. Организм вынужден тогда сбрасывать избыток глюкозы с мочой. Систематическое введение в кровь инсулина, выделенного из [c.447]

Что касается потенциального влияния на окружающую среду, я считаю возражения против трансгенных сортов, содержащих ген Ba illus thuringiensis (Bt), особенно смехотворными. Не только в научной, но и в популярной литературе не раз описаны удивительные свойства этой бактерии — непревзойденного натурального инсектицида. Однако активисты борьбы с ГМО неустанно поносят введение гена Bt ъ любые растения, даже невзирая на то, что это позволяет резко сократить применение химикатов и, в отличие от последних, абсолютно безвредно для других животных и человека. Отчасти их возражения сводятся к опасениям, что широкое распространение растений, устойчивых к насекомым-вредителям благодаря введению в их геном гена Bt, вызовет мутацию насекомых, которая в итоге сделает применение подобных биологических инсектицидов неэффективным. Но эта цепочка рассуждений выглядит наивной. Нет никаких научных данных, которые бы заставили усомниться в том, что эта способность гена бактерии даровать растениям защищенность от насекомых-вредителей может быть утрачена, поскольку изменение таких свойств определяется программами динамического скрещивания, в которых участвуют как обычные, так и рекомбинантные ДНК, что надежно избавляет от приобретения вредных для организма качеств при мутациях. Это остается основой всех программ скрещивания и селекции растений на протяжении вот уже 70 лет. [c.36]

Исследование биологической активности вилона, проведенное на мыщах линии СВА, обнаружило существенное увеличение максимальной продолжительности жизни этих животных в результате введения им препарата. При этом применение вилона оказывало угнетающее действие на развитие злокачественных опухолей и новообразований у самок мышей СВА (Хавинсон, Анисимов, 2000 Анисимов В. Н. и др., 2002а). Изучение влияния вилона на экспрессию генов показало, что гены, уровень экспрессии которых изменялся под действием пептида, относятся к самым разным клеточным системам. Однако наиболее широко среди них представлены гены клеточного деления и защитных систем клетки и организма. В частности, значимым можно считать изменение экспрессии генов, имеющих отношение к регуляции клеточного цикла и мембранного транспорта, а также генов, имеющих отношение к онкогенезу и обмену кальция (Анисимов С. В. и др., 2002). [c.35]

Открытие способности чужеродной ДНК проникать в клетку хозяина и объединяться с ее геномом привело к возникновению нового направления в молекулярной биологии, получившего назва -ние генной (генетической) инженерии. Генная инженерия — целенаправленное изменение наследственных свойств животных и растений путем синтеза, т. е. создания действующих генов искусственным путем, или извлечения генов из одних организмов и введения их в клетки других организмов. Открытие обратной транскрипции делает в ближайшем будущем реальной наиболее совершенную форму генной инлсенерин — синтез нужных генов и введение их в геном организма, у которого требуется изменить, добавить или исправить какой-либо признак. Теоретической основой генной нн женерии является универсальность генетического кода. [c.171]

Для выяснения реальных функций вирусных генов в клетках в ряде лабораторий бьши сконструированы трансгенные мыши, содержавшие единичные структурные и регуляторные гены вируса иммунодефицита (HIV) под контролем различных промоторов. В табл. 1 приведены данные по изучению с помощью трансгеноза роли в онкогенезе разных вирусных генов. В результате этих исследований были выявлены различные гены ДНК- и РНК-содержащих вирусов, не все из которых являются типичными онкогенами, но все способствуют развитию у трансгенных животных большого спектра неоплазий. Принципиально важно, что часто тип злокачественного перерождения, индуцируемого введением единичного вирусного гена, часто корре-пирует с тем типом рака, который вызывается инфицированием организма соответствующим вирусом. Такая корреляция позво.пяет понять механизм канцерогенного действия вирусов, указывая на природу продукта, обусловливающего процессы опухолеобразования. [c.200]

В последнее время в ряде экспериментальных исследований на зародышах птиц и млекопитающих получены экспериментальные модели пороков развития скелета и внутренних органов (В. Ландауэр и др.). Изменяя различные стороны обмена путем введения тератогенных (т. е. вызывающих порок развития) веществ в организм беременных самок или желточный мешок зародыша, удается получить нарушение нормального развития эмбриона (эмбриопатию), фенотипически сходное с наследственным пороком, причиной которого было изменение генотипа (рис. 76). На тех же экспериментальных моделях была установлена принципиальная возможность вернуть развитие зародыша к норме своевременным введением витаминов (В. Н. Павлова, И. М. Прохорова). Возможность фенокопирования наследственных нарушений, моделирований в эксперименте на животных наследственных болезней открывает перспективы для изучения сущности и механизмов действия гена. Более далекая перспектива подобных исследований предполагает поиски таких средств и методов воздействия на развивающийся организм, которые могли бы предупредить развитие дефектов, как кодируемых отягченным генотипом, так и вызванных средовыми факторами, нарушающими нормальное развитие. [c.184]

Впечатляющие успехи генетической инженерии прокариот открывают перспективы создания высокопродуктивных микробиолотческих технологий, позволяющих получать различные прокариотические и эукариотические белки. Особое внимание исследователей привлекают белки животного происхождения, имеющие значение для медицины и ветеринарии. В подавляющем большинстве случаев эти белки из природных объектов доступны лишь в офани-ченных количествах. Поэтому важной задачей является создание эффективных продуцентов таких белков. Многочисленные эксперименты, выполненные на различных бактериальных хозяевах, со всей очевидностью продемонстрировали возможности направленного конструирования бактериальных штаммов — суперпродуцентов эукариотических полипептидов. Однако после первых же успехов перед исследователями встал вопрос о том, в какой степени синтезируемые в прокариотической клетке белки человека и животных соответствуют природным вариантам. Данный вопрос не только представляет общебиологический интерес, но и чрезвычайно важен для практики медицины и ветеринарии. Введение в организм синтезированных в бактериях белков, имеющих даже небольшие отличия от природных форм, может вызывать нежелательные последствия (например развитие аутоиммунных реакций). Поэтому в настоящее время принята концепция, согласно которой попипептид, полученный генно-инженерными методами и предназначенный для медицинского или ветеринарного использования, должен в максимальной степени соответствовать природному белку. [c.283]

Помимо суперпродукции, повышенной гидро-фобности и неправильного образования дисульфидных связей формированию водонерастворимых конгломератов чужеродных белков в Е. со// способствуют и другие факторы, которые пока точно не известны. Однако совершенно ясно, что в нерастворимых включениях белок, по крайней мере частично, денатурирован, а для его перевода в растворимую форму требуется полная денатурация с разрушением дисульфидных связей. Для растворения белковых телец включения их обрабатывают в жестких денатурирующих условиях додецилсульфатом натрия, гуа-нидингидрохлоридом, мочевиной и т. п. с добавлением 2-меркаптоэтанола, дитиотреитола и др. Заключительным этапом очистки таких белков является их ренатурация, необходимая для получения функционально активного продукта. Удельная активность ре-натурированного генно-инженерного белка при этом часто не достигает уровня, свойственного природной форме. Получаемый таким образом препарат содержит балласт в виде измененных форм целевого белка, который может вызывать негативные эффекты при попадании в организм человека или животных. Поэтому при конструировании бактериальных штаммов — продуцентов эукариотических белков медицинского назначения необходимо стремиться к получению целевого белка в растворимом виде и не допускать его преципитации. Наиболее просто добиться высокого уровня продукции эукариотического белка без формирования телец включения можно, создавая штаммы, секретирующие этот белок в окружающую среду. Продуктивен также подход с использованием экспрессирующих векторов широкого круга хозяев и последовательным введением полученных на их основе гибридных плазмид в разные бактерии для поиска оптимальной пары. [c.284]

С помощью методов генетической инженерии в плазмиду можно встроить необходимый ген (или несколько генов), который затем будет экспрессироваться в клетках млекопитающих, в том числе и человека. Показано, что при разных способах введения (внутрикожном, внутримышечном, внзтривенном и др.) гибридная плазмида может проникать в клетки, достаточно долго сохраняться в организме и направлять синтез вирусного белка. На лабораторных животных (мышах, цьшлятах, приматах) доказано, что вакцинация препаратами гибридных плазмид обеспечивает иммунную защиту от вирусов гриппа, гепатита В, гепатита С и др. [c.439]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология