Судьба трансгена

Весьма существенной помехой на пути бурного развития генной терапии и получения трансгенных животных можно считать непредсказуемое поведение введенного в организм гена. Специалисты Института молекулярной генетики РАН проследили за судьбой ДНК, введенной мышам и тутовому шелкопряду. Ученые предположили, что геном некоторых животных так перестраивает введенную ДНК, что она приобретает способность к стабильному существованию вне хромосом.

Генная терапия возможна только в том случае, если ген, введенный в клетку, сохраняется в ней и работает. Когда трансген встраивается в одну из хромосом хозяина, он в ней остается и переходит из поколения в поколение. Так достигается стабильность гена, но не безотказная работа: она зависит от места встраивания в геном, каковое никто указать ему не может. Поэтому встроенные гены часто вообще никак себя не проявляют. В последнее время многие исследователи считают более перспективной ситуацию, при которой вводимый ген в хромосому не встраивается, а существует сам по себе, поэтому его работа не зависит от положения в геноме. Вопрос в том, будет ли такая конструкция стабильной. Возможную судьбу автономной ДНК и выясняли московские генетики.

Работа началась с экспериментов над тутовым шелкопрядом. В его клетки вводили ДНК, содержащую последовательность вируса саркомы Рауса. Введенная в клетки шелкопряда ДНК обменялась участками с хромосомой хозяина и приобрела фрагмент, который позволил трансгену существовать автономно. При этом вирусная последовательность самоликвидировалась.

Полученный вектор ученые ввели мышам. Часть ДНК встраивалась в мышиные хромосомы, а часть, примерно 10 копий на клетку, пребывала в свободном состоянии. В таком виде трансген переходит потомкам, исследователи обнаружили его даже во втором поколении трансгенных мышей. К этому моменту введенная последовательность полностью избавилась от ДНК бактерий и тутового шелкопряда, причем перестройки ДНК были однотипны у разных особей одного поколения. В результате трансген потерял более половины своей ДНК, но сохранил участок, необходимый для автономного существования.

Похожие случаи, потерю более чем половины массы ДНК, сопровождавшуюся образованием автономной структуры, описали зарубежные ученые на модели трансгенной мыши и в культуре клеток человека HeLa.

Особенность перестроек трансгенов, наблюдаемых московскими учеными, — их неслучайный характер. И в клетках тутового шелкопряда, и в мышиных клетках ДНК претерпела сходные изменения, которые в обоих случаях завершились во втором поколении трансгенных животных. Очевидно, существуют общие принципы специфического взаимодействия между введенной ДНК и хромосомами хозяина. Пройдя все необходимые изменения, трансген существует далее стабильно и в неизменном виде. Исследователи предположили, что в клетках существует система унификации трансгенов, их «адаптации» к долгому самостоятельному существованию вне хромосомы. Ученые считают, что такая «адаптация» вводимой ДНК может стать одним из этапов создания стабильных конструкций для генной терапии и получения трансгенных животных – сообщает агентство «ИнформНаука».