Наследница советских программ
Бойкая и любопытная Декабристка бегает по загону, взволнованная вниманием журналистов. Насколько можно судить, месячная телка, появившаяся на свет в конце прошлого года, чувствует себя прекрасно. Рядом — ее степенная мать, а за оградой — бабушка.
Мать по кличке Цветочек на бабушку совершенно не похожа: та ей не родственница, хотя и выносила в своей утробе. Цветочек — клон.
Она появилась на ферме Федерального исследовательского центра животноводства — ВИЖ имени академика Эрнста в поселке Дубровицы (городской округ Подольск). Это научное учреждение занимается передовыми для России разработками в области клонирования.
Интересно, что эта технология сама по себе не настолько ценна для практики животноводства, как можно подумать.
На заре эпохи клонирования, начавшейся со знаменитой овечки Долли, появилась надежда, что вскоре целые фабрики будут «штамповать» лучших сельскохозяйственных животных. Но в идее быстро разочаровались.
«Клоны могут обеспечить дополнительное количество молока или мяса, но это не такая большая добавленная стоимость на фоне затрат, которые необходимо инвестировать в получение таких животных», — объясняет директор ВИЖ Наталия Зиновьева.
Кроме того, появились более совершенные технологии, например геномная селекция, основанная на отслеживании информации о ДНК-маркерах, ассоциированных с проявлением экономически важных признаков. Она позволила животноводам во много раз увеличить степень генетического прогресса.
«Только в России — порядка восьми миллионов коров, из них около миллиона — племенные. Ежегодно необходимо обновлять стадо по крайней мере на 30 процентов. Иными словами, представьте, что нам ежегодно надо получить не менее 300 тысяч животных, — уточняет Зиновьева. — Я как-то сомневаюсь, что мы сможем в таком количестве производить клонированных особей. Это, с одной стороны, дорого, с другой — требует определенных компетенцией, которыми на сегодня владеют единицы».
Клонирование для ВИЖ — прежде всего платформа для применения другой перспективной технологии: CRISPR-Cas9. Этот метод дает возможность крайне эффективно редактировать геном, например, вырезая из него вредные элементы.
Авторы разработки, француженка Эммануэль Шарпантье и американка Дженнифер Дудна, получили за нее Нобелевскую премию по химии в 2020-м.
С 2019-го технологию активно исследуют российские ученые. Направление поддержал лично президент Владимир Путин. Создали Федеральную научно-техническую программу развития генетических технологий, недавно ее продлили до 2030 года.
Результатом исследований, на которые выделяют гранты по линии Российского научного фонда (РНФ), как ожидается, станут новые линии растений, животных и культур бактерий — продуцентов ферментов, витаминов и аминокислот.
«В Советском Союзе каждые два-три года появлялась приоритетная программа по развитию нашей области науки — по биотехнологиям, молекулярной биологии и так далее. Давали большое финансирование. Ставили конкретные выполняемые задачи — создать генно-инженерный гормон роста, интерферон. В каком-то смысле те программы — прообраз нынешней. Она предусматривает, что ученые играют заметную роль в экономике, создают для нее новые инструменты», — говорит научный руководитель Института молекулярной биологии РАН, председатель экспертного совета РНФ Александр Макаров.
Еще одно важное направление — медицина. Редактировать человеческие гены нельзя. Зато можно создавать биологическое оружие против тяжелых заболеваний, например онколитические вирусы, уничтожающие раковые клетки.
Женщина и мужчина
Кроме Цветочка в институте живет ягненок Памир — первый в мире клонированный гибрид домашней овцы и дикого памирского архара. И корова, и барашек — «обычные» клоны, то есть их зародыши не подвергались обработке «генетическими ножницами».
Само по себе клонирование — пока недостаточно освоенный российскими учеными метод. Каждый этап технологии продолжают отшлифовывать.
«Трудность еще заключалась в том, что процесс требовал объединения специалистов разного профиля. Нам нужны и цитологи, и клеточные инженеры, и биотехнологи, и ветеринарные хирурги. Всех нужно было сконцентрировать на одной базе. Нам это удалось», — рассказывает директор института.
Обкатав клонирование как таковое, теперь ВИЖ работает над созданием генетически отредактированных особей. Успех даст возможность быстро и дешево получать животных с нужными характеристиками. Тогда как более традиционные методы, например селекция, обойдутся дороже и займут больше времени.
«Клонирование позволяет всю работу по генетической модификации проводить в культуре клеток, что, конечно, по стоимости несопоставимо, если делать это сразу на животных», — объясняет Зиновьева. По ее словам, результаты будут «если не в этом году, то в следующем».
ВИЖ работает в коллаборации с молекулярным биологом Петром Сергиевым из МГУ. Он создал конструкцию на основе системы CRISPR-Cas9. Используя ее, в центре животноводства получили несколько колоний с нокаутом гена бета-лактоглобулина, который провоцирует аллергию на молоко, и гена миостатина, негативно влияющего на рост мышечной массы.Вспомогательными репродуктивными технологиями — то есть непосредственной работой с зародышами — в институте занимается лаборатория экспериментальной эмбриологии. У входа — табличка с цитатой из Дэна Брауна: «Если ты сделал что-то без труда, ты сделал это неправильно».
По словам заведующей Галины Сингиной, с отредактированными животными «легко не будет». «Так, как с Цветочком, точно не получится», — считает она.
Обсуждение