Генетика и клонирование
Технологии клонирования редактируют генетику животных
Андрей Угланов, «Аргументы недели»
Можно ли вырастить свиней, у которых мяса будет больше, чем сала? Подойдёт ли человеку донорское сердце свиньи? Почему в Советском Союзе была невкусная говядина? Как сохранить ярославскую, холмогорскую и якутскую породы коров? И нужно ли их сохранять, если они сейчас не востребованы? Годится ли клонирование для сохранения пород? Знает ли малёк, кто его папа и мама? Обо всём этом и многом другом главному редактору «Аргументов недели» Андрею Угланову рассказывает академик РАН, директор Федерального исследовательского центра животноводства Наталия Зиновьева.
Поросячье сердце
– Я всегда думал, что генетика больше работает в области растениеводства. Все эти ГМО – это же оттуда. А ваш центр занимается животными. Слышал, что когда-то в вашем институте создавали генно‑модифицированных свиней, в которых должно было быть как можно меньше жира, но больше мяса. Этим как раз и занимался возглавлявший ваш институт Лев Константинович Эрнст, отец Константина Эрнста.
– Сейчас наша организация называется «Федеральный исследовательский центр животноводства имени академика Л.К. Эрнста». И генетика – только одно из направлений нашей работы. Хотя и приоритетное. Наш институт имеет давние традиции, у истоков развития генетических технологий стоял академик Лев Константинович Эрнст, который по праву считается основателем биотехнологий сельскохозяйственных животных в нашей стране. Одной из «пионерских» работ, проходивших под его контролем в 80‑е годы прошлого века, было создание и исследование трансгенных свиней.
Генетические модификации бурно развивались в то время за рубежом, и академик Эрнст, будучи вице-президентом ВАСХНИЛ, не мог оставаться в стороне. Целью работ было изучение трансгенных свиней с геном гормона роста. Полагали, что такая модификация могла привести к изменению соотношения жира к мясу. Результаты показали, что у свиней произошли некие изменения, однако всё оказалось не так радужно, как представлялось изначально. Но те работы позволили нам сегодня интегрироваться в развитие биоинженерных технологий на более высоком уровне.
– Бравый солдат Швейк из книги Ярослава Гашека был денщиком полкового капеллана Каца. Когда Кац напивался, он говорил: «Прошу уважать во мне человека, существо, равноценное свинье». Тогда это было смешно. Но через какие-то полсотни лет выяснилось, что фельдкурат Кац был очень недалёк от истины. Свинья по многим показателям оказалась очень похожа на человека. У нас даже некоторые органы взаимозаменяемы. Ваш центр занимается вопросами «свинского» донорства?
– Технология получения свиней, модифицированных по факторам роста, идентична технологии получения свиней, модифицированных для получения донорских органов для пересадки человеку. Эти работы финансово очень затратны, и проводить их на базе одного, пусть даже ведущего института, невозможно. За рубежом одна из компаний уже инвестировала огромные средства в создание генно-модифицированных свиней – доноров органов для пересадки. У нашего института такой возможности пока нет. Но в создании таких свиней лежат те же принципы и приёмы, что и в нашем случае.
Телячьи нежности
– На фоне мирового продовольственного кризиса много говорят, что миру не хватает не только зерна, но и мяса. Со свининой у нас всё неплохо, её стоимость на полках магазинов не растёт, а даже иногда падает. Совсем другая картина с говядиной. Мясо есть, и неплохое, но цена довольно высокая. Ваш центр работает с коровами и быками?
– Академик Эрнст стоял у истоков крупномасштабной селекции, когда решение о том, от каких животных получать потомство, строится на анализе огромного количества информации. Именно тогда была создана система, которая позволяла создавать новые породы и отбирать животных, отличающихся улучшенными хозяйственно-полезными качествами. Сегодня эта система продолжает работать и развиваться.
– В Советском Союзе была известная всем голштинская порода коров. Формально молочная, но их и на мясо пускали. В итоге говядина в магазинах у нас была жёсткая и невкусная. Сейчас на мясо известная фирма выращивает коров породы «блэк ангус». Здесь совсем другое по качеству мясо. Но телят для этого привозят из-за границы. А где же наши мясные породы?
– В Советском Союзе было создано многообразие пород, которые были идеально адаптированы к местным условиям. Очень важно иметь именно свои породы, полученные и выведенные в наших краях, адаптированные к нашим реалиям. Они эффективнее используют наши корма и извлекают из них больше полезных веществ. Соответственно, привязанный к этой местности человек, который ест их мясо, получает то, что ему необходимо и привычно. Во всём мире существует тенденция замены многообразия пород на одну-две. Та же голштинская порода разводится в более чем 160 странах. Такие породы называют трансграничными. Они наиболее приспособлены к промышленным технологиям. Предприятия ведь ориентированы не только на удовлетворение спроса, но и на получение прибыли. Такие породы для них выгоднее. Абердин-ангусская порода, которую вы упомянули, тоже из такого разряда. В этом нет ничего страшного. Но наши отечественные породы надо обязательно сохранять. Например, ярославская порода выводится со времён Ивана Грозного наряду с другой нашей породой – холмогорской. Они обеспечивали даже царский двор молочной продукцией отменного качества. Но сегодня они не востребованы. Или возьмём якутскую породу. Их было более ста тысяч голов, а сегодня осталось около 600.
– Это коровы, которые зимой живут под открытым небом и спят в снегу. Почему их извели?
– Сегодня всё диктует экономика. Они очень неприхотливы, но дают недостаточно молока. Якутская порода хоть и в угрожающем, но ещё не в худшем состоянии. Есть тагильская порода, которой осталось всего 100 голов. Красная горбатовская порода устойчива к лейкозу, их осталось всего 800 от нескольких десятков тысяч в советское время. А ведь эти породы сохранили уникальный генетический набор, который сегодня, может, и не востребован, поскольку мы ориентированы на высокотехнологичное производство. Но что будет завтра? А если придётся возвращаться к собственным ресурсам?
– Да, запретят нам завтра ввозить телят-абердинцев – и всё, Россия осталась без говядины.
– Для абердин-ангусов в стране уже создана система воспроизводства и селекции. У нас уже собственное производство, телят больше не завозим. Наша система селекции не уступает и даже превосходит зарубежную. Мы сотрудничаем с компанией, которая разводит эту породу, и в рамках программы развития сельского хозяйства институт является одним из соисполнителей.
– Сколько в стране ангусов?
– Точную цифру я не знаю, но исчисляется она сотнями тысяч голов. И в рамках госпрограммы запланировано доведение до минимум 400 тысяч голов улучшенного поголовья. Достигаться это будет за счёт объединения усилий реального сектора экономики с научными организациями.
Химера
– Ваш институт ещё при академике Льве Эрнсте занимался получением химерного быка. Что это за зверь такой?
– Это бык, который был получен с помощью манипуляций на уровне клеток за счёт объединения четырёх различных эмбрионов от четырёх различных пород. Такое животное появилось на свет в 1985 году. Это было время бурного развития биотехнологий в области репродукции сельскохозяйственных животных. По всему миру создавались лаборатории по клонированию животных. Получение химерного быка показывало, что мы идём на уровне и не отстаём от развития науки во всём мире. Заложенные технологии получили сегодня развитие в части технологии клонирования, которая сейчас рассматривается в качестве основной платформы для получения генетически отредактированных животных.
Первая в стране клонированная тёлка, которой уже два года и которая получена в рамках проекта Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), сейчас стельная, и в декабре ожидаем от неё первое потомство. Клонирование – это основная технологическая платформа для геномного редактирования. Мы не рассматриваем животных, полученных таким способом, как животных для получения продуктов питания. Увеличения мясной и молочной продуктивности можно добиться традиционными методами селекции. Генное в генном редактировании – это создание технологий будущего. Эти животные могут использоваться как доноры органов, как поставщики белков для фармацевтической промышленности или для иных пока не определённых целей. Ведь мы не знаем, с какими вызовами можем столкнуться. Генное редактирование поможет нам быть готовыми даже к неизвестным пока вызовам.
– А может клонирование помочь сберечь традиционные породы вроде холмогорской, которых, как вы говорите, осталось катастрофически мало?
– Это может быть способом сохранения породы, но только «одним из». Потому что клонирование – это всё-таки копирование. Этим способом мы получим большое количество идентичных копий. С точки зрения сохранения породы это скорее плохо, чем хорошо. Для сохранения пород мы работаем над другими технологиями – биотехнологиями репродукции, в основе которых лежит получение эмбрионов ин витро, или, как чаще говорят, – «в пробирке». Мы отбираем образцы от типичных животных породы. С помощью глубокого геномного анализа мы можем выделить животное, которое сохранило наибольшую долю предковых генетических компонентов.
У нас есть база генотипов животных, которые жили сто лет назад. Это стало возможным благодаря тому, что больше ста лет назад основатель нашего института академик Ефим Федотович Лискун создал в Тимирязевской академии коллекцию образцов черепов крупного рогатого скота разных пород. Их больше 300. Вряд ли он тогда думал, что через сто лет мы будем их использовать для получения информации о геноме животных. Но это позволило нам сравнивать современных животных с их предками и выяснять, какое животное в большей мере сохранило приметы своих прародителей. И мы можем получать от этих животных эмбрионы и сохранять генетические ресурсы наших пород в форме банка эмбрионов. Эти эмбрионы в любой момент можно подсадить корове любой породы. Телёнок родится той породы, которой был эмбрион. 200 эмбрионов – это гарантия того, что порода не будет утеряна.
Кунгур
– Кроме тёлки, о которой вы говорили, вы кого-нибудь клонировали?
– У нас есть ягнёнок по имени Кунгур. Это не просто клон домашней овцы, а клон гибрида домашней овцы романовской породы и дикого памирского барана, архара. Романовская овца – наша старейшая порода. Она очень многоплодная, в одном помёте может быть от трёх до пяти ягнят. Она способна давать потомство в течение всего года, а не только весной, как большинство других. Она хорошо адаптирована к разведению в российских регионах и имеет отличные материнские качества. Но животное не очень крупное, мяса от него маловато. У архара есть недостающие романовской овце качества – неприхотливость, крепкий костяк и приличная масса. Эту линию мы планируем ещё отредактировать, выключив ген миостатина, который тормозит наращивание мышечной массы. В итоге планируем получить клон, который соединит в себе полезные качества как романовской овцы, так и архара, чей костяк будет способен нести дополнительную мышечную массу.
– Я знаю, что вы ещё и селекцией рыбы занимаетесь. Экзотика!
– Генетическая работа с аквакультурой очень важна. Любая селекция имеет целью выведение лучших образцов. Но с аквакультурой в этом плане есть сложности. Для селекции обязательное условие – знать, от каких особей родился потомок. Надо знать папу и маму. Но в аквакультуре это невозможно, там иные технологии. Там смешивают икру разных самок и поливают молоками разных самцов.
От кого произошёл тот или иной малёк – неизвестно. Для товарного производства это не играет никакой роли. А вот для племенной работы это очень важно. Поэтому мы и взялись за развитие этого направления в нашем центре, где сможем не только отслеживать «отцовство» и «материнство», но и выбирать генетически лучших особей.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru