Ученые получили итоговый результат в два этапа. Сначала они провели редактирование генома в уже оплодотворенных эмбрионах макак, сломав в них с помощью системы CRISPR/Cas9 ген BMAL1. Этот ген кодирует белок, активирующий транскрипцию генов других белков — PER и CRY, которые, в свою очередь, тесно связаны с циркадными ритмами. Накопление этих белков происходит днем, а ночью они распадаются, и весь этот цикл повторяется каждые 24 часа. Если отключить ген BMAL1, который запускает цикл, то животные плохо спят, у них активизируется двигательная активность по ночам, они чувствуют тревогу и впадают в депрессию.
31 из 88 отредактированных эмбрионов были отобраны для инициации беременностей, из них восемь окончились рождением здоровых обезьян. Пятеро родившихся макак имели нокаутный BMAL1, трое оказались носителями обычного, рабочего гена.
Затем ученые отобрали особей, у которых отключение гена прошло успешно и чье поведение говорило об этом лучше, чем у других. 10-месячных животных поместили в клетки, которые освещались 12 часов в сутки, и в течение двух недель наблюдали за тем, как они проводят «дни» и «ночи». Нокаутные макаки по «ночам» были намного более активны, чем контрольные животные, в особенности тревожно себя вела одна из них, макака А6.
Она-то и стала донором в следующем эксперименте китайских ученых, которому посвящена отдельная статья, также вышедшая сегодня. У нее взяли фибробласт, обычную клетку тела, которая участвует, например, в заживлении ран, синтезируя коллаген. Из фибробласта извлекли ядро, несущее измененный геном, и заменили им ядро в яйцеклетке другой макаки с нормальными генами.
325 эмбрионов, полученных таким образом, были использованы для того, чтобы инициировать беременность в 65 макаках. Из них 16 макак успешно забеременели, родив в итоге пятерых клонов макаки с нокаутированным BMAL1, с мутациями в обеих аллелях и без мозаицизма (т.е. абсолютно во всех клетках макак этот ген был сломан). Ядерный геном всех клонов был полностью идентичен геному макаки-донора.
От редакции: На фоне подобных известий, обещание шотландских ученых о том, что уже в этом году они планируют получить куриц, имунных к гриппу — за счет нокаута у тех гена ANP32 — выглядит PR-попыткой «сыграть на опережение». Но шотландскому обещанию куриц китайские биологи противопоставили не только уже «готовых» макак, но и описание самой настоящей «фабрики дизайнерских животных», готовой к открытию новых производственных линий. Кажется, на этом витке биотехнологической гонки между Западом и Востоком, раунд остается за Китаем.
Максим Абдулаев