В молоке трансгенных животных

С практической точки зрения у сельскохозяйственных животных наибольший интерес представляют белки молока, основным из кото­рых является казеин, находящийся в этом продукте в виде казеин-кальцийфосфатных комплексов. Гены этого белка в настоящее время клонированы, и начаты работы по получению трансгенных жиров, ха­рактеризующихся желаемыми технологическими свойствами молока. Также изучается возможность введения в геном животных дополни­тельных копий к-казеина, который придает термостойкость молоку, и (3-казеина, увеличивающего количество центров протеолиза, что в свою очередь улучшает его сыродельные качества.

Самостоятельной задачей является получение молока, лишенного лактозы, что может быть достигнуто либо удалением а-лактоальбу-мина, либо введением фермента лактазы. Такой продукт мог бы быть использован в питании детей и взрослых, страдающих наследствен­ной непереносимостью лактозы. Другое направление — подавление синтеза фермента ацетил-КоА-карбоксилазы в молочной железе, кото­рая обеспечивает синтез жира, — привело бы к сокращению послед­него в молоке.

Наличие в этом продукте разнообразной микрофлоры создает проблемы при его хранении, переработке и потреблении. С этой це­лью создаются генные конструкции, кодирующие антитела против определенных патогенных микроорганизмов. Другой подход — вве­дение гена, кодирующего термостабильный фермент лизоцим бакте­риального происхождения, в результате чего после пастеризации мо­локо имеет более длительный срок хранения.

Перспективным направлением трансгенной технологии животных является использование крайне специфичных регуляторных после­довательностей основных белков молока в качестве промоторов при создании новых генных конструкций. Эти исследования ставят зада­чи осуществления биосинтеза и секреции с молоком животных высо­коценных физиологически активных белков человека, среди которых заслуживают внимания фактор IX свертываемости крови и а-1-анти-трепсин. Эти белки в составе рекомбииантной конструкции были встро­ены в геном четырех овец, которые стали секретировать в молоко до 25 мг/мл фактора свертываемости крови и почти в 1 000 раз больше а-антитрипсина. В трансгенных козах была получена секреция дру­гого важного белка — тканевого плазминогенного активатора челове­ка. Начаты работы по получению человеческой урокиназы у трансген­ных мышей, белков — регуляторов лейкоэритропоэза в трансгенных телятах и ряд других.

Генно-инженерное изменение качества и выхода

Шерсти овец

Полученные в результате селекционной работы современные по­роды овец имеют высокую плотность шерстного покрова, и дальней­шие усовершенствования касаются получения особей с повышенным качеством и выходом шерсти. Это возможно при обеспечении воло­сяных фолликулов дополнительными питательными веществами, а именно аминокислотами, входящими в состав кератина шерсти. В настоящее время предполагаются два основных направления в реше­нии этой проблемы: изменение баланса продуктов обмена веществ овец и манипуляция со структурными белками шерстных волокон. Для осуществления этих подходов предлагается вводить в геном овцы новые гены, модифицировать микроорганизмы рубца, генетически из­менить кормовые и пастбищные культуры. Для биосинтеза керати-новых белков шерсти этих животных, связанных между собой ди-сульфидными мостиками, необходимы серосодержащие аминокисло­ты. Известно, что для усиления роста шерсти нужно увеличить и количество таких кислот. Цистеии поступает вместе с кормом, разла­гаемым микрофлорой рубца. И для большей его выработки предпо­лагается встраивание дополнительных копий генов в микроорганиз­мы или непосредственно в организм овцы. Причем эти гены предва­рительно должны быть модифицированы и работать только в эпите­лии желудочно-кишечного тракта животного. Изменение пути мета­болизма, определяющего синтез глюкозы в печени или фолликулах, а следовательно, и увеличение количества энергии — это еще одно из направлений генной инженерии у овец. Для этого предполагается встраивание в определенную часть цикла трикарбоновых кислот двух ферментов, обеспечивающих глиоксилатный цикл синтеза глюкозы, которая позволяет сохранить аминокислоты, дополнительно выделя­ет энергию для роста шерсти.

Таким образом, разработка теории трансгенеза сельскохозяйствен­ных животных и поиски путей практического использования этого метода идут параллельно, в связи с чем получение политрансгенных млекопитающих с желаемыми технологическими характеристиками не всегда достижимо вследствие технических причин и ограниченно­сти знаний в этой области. Одно несомненно: успехи в области моле­кулярной генетики и биологии генов обеспечат дальнейший прогресс в решении проблемы трансгении сельскохозяйственных животных.