ТРАНСГЕННІ ОРГАНІЗМИ

ТРАНСГЕННІ ОРГАНІЗМИ — різні організми, які мають у складі свого геному чужорідні гени інших організмів та які отримують за допомогою методів генної інженерії. У цей час генна технологія швидко розвивається. У різних сферах господарської діяльності людини використовують трансгенні бактерії — як для клонування генів і виробництва білка, так і реконструювання (напр. для оздоровлення рослин). Бактерії, що живуть у рослинах і стимулюють утворення кришталиків льоду, були змінені з холод-плюс на холод-мінус рослини. Такі бактерії почали захищати вегетативні частини рослин від морозу. У бактерії, що утворюють симбіоз з коренями кукурудзи, були введені гени від інших бактерій, які кодують токсин для шкідливих комах. У природі існують бактерії, що можуть розщепити будь-яку органічну речовину. Бактерії відбирають за здатністю розщеплювати певну речовину, а згодом ця здатність підсилюється внаслідок біотехнології. Таким шляхом були створені бактерії, які поїдають нафту, що розлилася внаслідок техногенних катастроф. Бактерії використовують для бактеріального синтезу, напр. для виробництва амінокислоти фенілаланіну.

Широке використання рекомбінантних бактерій у сільському господарстві, промисловості, захисті навколишнього середовища обмежувалося побоюванням того, що такі бактерії можуть замінити природні мікроорганізми в екосистемах із виникненням несприятливих наслідків. Наразі розроблено методи визначення, вимірювання і навіть блокування активності цих клітин у навколишньому середовищі. Зручним об’єктом для генетичних маніпуляцій виявилися рослини, тому що їх клітини можна вирощувати в культурі, де з кожної клітини отримують цілу рослину.

Здійснюються роботи зі створення біоінженерних рослин, які могли б мати такі властивості: високу пристосованість до умов зовнішнього середовища; містити більшу кількість необхідних для людини поживних речовин; тривалий час зберігатися без псування. Розробляються Т.о., здатні продукувати в інтересах людини хімічні речовини та ЛЗ. Реконструйовано картоплю для продукції альбуміну людини. Передбачається, що в майбутньому рослини зможуть утворювати у своєму насінні такі білки, як гормони людини.

Швидкими темпами розвивається біоінженерія тварин. Яйцеклітину поміщають у спеціальну мішалку разом із чужорідною ДНК і дрібними силікон-карбідними голками. Голки роблять множинні отвори в оболонці, крізь які ДНК потрапляє в клітину. За допомогою цієї технології бичачий гормон росту був уведений у яйцеклітини багатьох видів тварин. Завдяки цій технології отримано великі риби, корови, свині, кролики, вівці. Трансгенні тварини створено для виробництва продуктів медичного значення. Ланцюговим інструментом для генетичних досліджень стали трансгенні миші. Вони дають важливу інформацію при плануванні генної терапії у людини. Науковці, що вивчають м’язову дистрофію Дюшена, виділили ген і його продукт — нормальний білок дистрофін, який є відсутнім у хворих. Запропоновано спосіб забезпечення хворих дітей дистрофіном. Але що буде, якщо дистрофін потрапить в інші тканини, або його буде утворюватися занадто багато? Для вирішення цих питань виведено трансгенні миші, у м’язах яких міститься дистрофіну в 50 разів більше, а також відбувається продукція цього білка в інших тканинах. Дистрофін не викликає у таких мишей патологічних відхилень. Трансгенні миші виявилися вкрай необхідними при вивченні моногенних хвороб, злоякісних пухлин і навіть мультифакторіальних хвороб людини. Проте трансгенна технологія є неточною, тому що введення ДНК не спрямовано у певний локус хромосоми. Ген, що переноситься, може порушити функцію іншого гена або потрапити під контроль інших генів. Навіть якщо трансген вставляється в хромосому й експресується, його ефект може бути перекритий таким самим геном клітини-хазяїна. Тому розроблено технологію більш точного «націлювання» гена (gene targeting), за якої ген, що вводиться, займає місце свого двійника у хромосомі клітини-хазяїна. При цьому використовується природний процес гомологічної рекомбінації. Внаслідок такої технології заміняють інактивованим геном активний ген у мишей і простежують ефект його відсутності навіть у ембріона. Так вивчають функцію білків імунної системи, механізм взаємодії онкогенів у виникненні пухлини, розвиток генетичних захворювань. «Націлювання» гена — складна методологія, вона не спрацьовує у заплідненій яйцеклітині ссавців. Ген можна ввести тільки в клітини на ранніх етапах розвитку зародка, до його імплантації у стінку матки. Клітини такого зародка тотипотентні, і багато генів у них ще не експресовані. «Націлювання» гена має велике значення при створенні моделей генетичної патології у тварин. Важливо те, що вчені ідентифікують версію людського алеля (див. Алелі), який викликає хворобу у тварин. Потім відповідний людський мутантний алель переносять в ембріональні стовбурові клітини і, нарешті, схрещують тварин, гомозиготних за інактивованим геном. Тварин з «виключеним» геном використовують у вивченні складних хвороб, в яких задіяно багато генів. Так, напр., вивчають атеросклероз шляхом інактивації сполучення генів, продукти яких контролюють ліпідний метаболізм.

Пішак В.П., Бажора Ю.І., Брагін Ш.Б. та ін. Медична біологія / За ред. В.П. Пішака, Ю.І. Бажори. — Вінниця, 2004; Путинцева Г.Й., Решетняк Т.А. Медична генетика. — К., 2002; Російсько-український словник наукової-термінології (біологія, хімія, медицина). — К., 1996.