Советуем для ознакомления:

Разделы генетики:

Популярные разделы сайта:

Оглавление темы "Физическое картирование генов.":
1. Физическое картирование генов. Картирование генов с помощью хромосомных мутаций.
2. Картирование генов с помощью гибридизации in situ.
3. Гибридизация соматических клеток и картирование генов человека.
4. Идентификация генов человека с помощью позиционного клонирования.
5. Создание моделей наследственных болезней. Создание трансгенного животного.

Создание моделей наследственных болезней. Создание трансгенного животного.

Изучение патогенеза наследственной патологии у человека, особенно когда эта патология является врожденной, было бы невозможным, если бы для этих целей не использовали лабораторных животных, прежде всего мышей. Генетика мышей — один из наиболее развитых разделов генетики млекопитающих. В настоящее время заканчивается сиквенс генома мыши.

У мышей создано очень большое число мутантных линий, и многие мутации у мыши по своим проявлениям аналогичны мутациям, приводящим к развитию наследственных заболеваний человека. Эти мутантные линии мышей эффективно используют как модели для изучения механизма действия мутантных генов человека. Созданы инбредные линии мышей, моделирующие многие наследственные болезни обмена веществ, а также наследственные синдромы, скелетные, глазные и другие наследственные болезни.

Методы генетической инженерии с середины 70-х годов прошлого века стали применять для получения трансгенных животных. Эти методы основываются на введении чужеродных генов в клетки зародышевой линии. Принципиальная схема получения трансгенных животных заключается в микроинъекции ДНК в ядро либо зародышевой клетки, либо недифференцированной клетки очень раннего эмбриона.

Создание моделей наследственных болезней. Создание трансгенного животного

Чаще всего в качестве объекта для введения чужеродного гена используют мужской пронуклеус оплодотворенного яйца. Мужской пронуклеус представляет собой достаточно крупную структуру, образованную головкой сперматозоида и расположенную недалеко от поверхности оплодотворенной яйцеклетки. Чужеродный ген инъецируют в ядро пронуклеуса и инкорпорируют в геном пронуклеуса за счет его собственных ферментов рекомбинации.

Теперь чужеродный ген будет наследоваться всеми клетками эмбриона, в том числе клетками зародышевого пути. Обычно чужеродный ген встраивается в геном случайно (эктопически). В результате он может экспрессироваться не в той ткани, в которой он экспрессиру-ется в норме, или не в нужное время, или вовсе не экспрессироваться. Однако эти трудности можно преодолеть созданием соответствующих конструкций и прежде всего подбором соответствующего промотора. Вместо оплодотворенной яйцеклетки для получения трансгенных животных можно использовать клетки из ранней бластулы, сохраняющие тотипо-тентность.

Эти клетки способны расти в культуре in vitro, что облегчает процедуры введения чужеродной ДНК и отбора тех клеток, в ядро которых эта ДНК встроилась. Для отбора во вводимую генетическую конструкцию, кроме интересующего исследователя гена, может быть добавлен ген резистентности к подходящему лекарству. После введения необходимой генетической конструкции в культивируемые клетки бластулы последние можно вернуть в эмбрион, находящийся на стадии бластоцисты, где они будут участвовать в продолжении нормального развития. В результате получается мозаичный организм, в котором мозаичными могут быть и клетки зародышевого пути. Скрещивая таких особей, можно получить линию животных гетеро- и гомозиготных по введенному чужеродному гену.

Действуя сходным образом, можно ввести генетическую конструкцию, которая направленно может разрушить интересующий исследователя ген (нокаутный ген), а затем получить линию животных с инактивированным геном. Для этого конструкция должна содержать маркерный ген, лигированный с двух концов последовательностями, гомологичными последовательностям гена, который необходимо разрушить или инактивировать. В результате рекомбинаций между гомологичными последовательностями гена и конструкции маркер ный ген вставляется в ген хозяина, который необходимо инактивировать, и, таким образом, он нарушает его структуру (рис. 9.4).

Трансгенных животных наиболее эффективно используют для изучения функции гена и патогенеза соответствующего наследственного заболевания, т.е. в той области, которая получила название функциональной геномики.

- Вернуться в оглавление раздела "Генетика. Медицинская генетика."