Създаването на нокаут мишки стана възможно само чрез работата на тримата победители.
Прочетете Нобеловата награда за физиология или медицина тази година споделя 82-годишният Оливър Смитис от Университета на Северна Каролина, неговият 70-годишен колега Марио Капечи от Медицинския институт Хауърд Хюз в Университета на Юта и 66, и двамата живеят в САЩ годишният британец Мартин Евънс от Кардифския университет. Тримата изследователи са отличени за приноса си към един от най-важните методи за генно инженерство: генното насочване. С помощта на тази технология могат да бъдат развъждани така наречените нокаутни мишки, в чийто геном се изключва определен ген. Такива животни позволяват директно да се наблюдава каква функция има въпросният ген, като по този начин помага да се разбере както нормалното развитие на бозайник, така и различни заболявания. Работата на Смити, Капеки и Евънс беше толкова новаторска, че беше трудно да си представим съвременните медицински изследвания без генетично насочване, Нобеловият комитет обясни решението си. Генерирането на нокаутираща мишка всъщност започва в нейното родителско поколение: Ембрионалните стволови клетки са изолирани от ембрион на ранен етап, така наречения бластоцит, в който изкуствено парче ДНК с дефектна версия на гена да бъде модифицирано? наричан още прицелен ген или целеви ген? се въвежда. Благодарение на естествен процес, наречен хомоложна рекомбинация, в някои от тези клетки едно от оригиналните копия на гена е заменено от вмъкваният изкуствен вариант. След това тези клетки се отделят от другите с двоен трик, умножават се и се инжектират в нови, непроменени бластоцити. Там те се смесват с вече съществуващите стволови клетки и образуват един вид мозайка, от която се развива ембрионът, който накрая се извършва от миши сурогатна майка.

Мишките, които възникват по този начин, имат два типа клетки: немодифицирани и такива, при които целевият ген е изключен. Тъй като тази хетерогенност се простира и до зародишните клетки, такива мишки също произвеждат два вида потомство: тези, които възникват от непроменените зародишни клетки и тези, които се образуват от променените клетки. Именно тези животни представляват интерес за изследванията, защото са изключили целевия ген във всяка телесна клетка.

Предпоставка за тази техника беше откриването и изясняването на отделните стъпки. Например, Capecchi е доказал, че хомоложна рекомбинация възниква между ДНК на генома и изкуствен геном в клетките на бозайниците изобщо. Почти едновременно Смити също се справи с подобна комбинация. Той също така откри при опит да поправи дефектни гени, че всички гени в генома са подходящи като целеви ген, независимо от техния размер или активност. Двамата изследователи обаче все още не можеха да реализират визията за пренасяне на техниката си върху живи животни.

Това беше възможно само чрез комбинацията с работата на Евънс: Той откри ембрионалните стволови клетки през 1981 г., показа, че те могат да бъдат генетично модифицирани и накрая доказа, че модифицираните клетки допринасят за зародишната линия и по този начин се предават на потомството. С това бяха създадени всички условия и през 1989 г. се родиха първите мишки с нокаути? началото на „нова ера на генетиката“, както я формулира Нобеловият комитет. показ

Оттогава технологията е допълнително усъвършенствана, например, чрез въвеждане на регулаторни елементи, които позволяват гена да бъде изключен само в определена тъкан или време. Освен това сега съществуват така наречените knockin мишки, които носят допълнителен, обикновено променен ген в генетичния си материал. Освен това днес има повече от десет хиляди различни мишки с нокаут, а в не твърде далечното бъдеще трябва да има съответстващ модел за всеки от 22 000 или повече мишки гени.

Техниката е толкова важна, защото предоставя единственият начин за директно валидиране на хипотези за функцията на отделните гени, пише в коментар Нобеловият комитет. По този начин е възможно преди всичко да се идентифицират причините за заболявания, причинени от промяна в един единствен ген, като муковисцидоза, синдром на Леш-Нихан или различни вродени сърдечни заболявания. Но дори по-сложните заболявания като атеросклероза или високо кръвно налягане могат да бъдат разбрани по-добре с прицелването на гените, защото наред с други неща може да се изясни, кой принос има всеки от многото участващи гени. Вероятно е също така бъдещите терапии за коригиране на генетични дефекти при хората да се основават на този подход или поне да се възползват от опита на мишката, коментират от комитета.

Наградата е надарена с десет милиона шведски крони, около 1, 1 милиона евро. Традиционно се присъжда на 10 декември, деня на смъртта на Алфред Нобел, в Стокхолм.

Илка Ленен-Бейел

science.de

Препоръчано Избор На Редактора