Отредактированы ДНК опоссума

Японские биологи впервые отредактировали ДНК сумчатого опоссума. После этого у детенышей животного изменился цвет шкуры и глаз. В дальнейшем благодаря подобным технологиям ученые надеются узнавать уникальные особенности сумчатых и защитить их от вымирания. Результаты исследования опубликовал научный журнал Current Biology.

На Земле живет около 330 видов сумчатых, примерно 70% которых обитает в Австралии и сопредельных с ней территориях, а остальные – в Новом Свете. Сумчатые вынашивают потомство в утробе, однако, в отличие от плацентарных млекопитающих, их детеныши рождаются раньше и продолжают развиваться внутри сумки – кожистой складки на животе матери.

Последние несколько десятилетий численность и видовое разнообразие сумчатых сокращается. Это связано как с деятельностью человека, так и с изменением климата, лесными пожарами и появлением новых болезней. В частности, среди коал распространяется хламидиоз и вирус KoRV, а популяции тасманийских дьяволов сокращаются из-за специфической лицевой раковой опухоли.

По словам Хироси Киёнари из Центра RIKEN, изучать этих болезни и биологию сумчатых мешало то, что до недавнего времени ученые не могли вмешаться в работу отдельных генов или клеточных систем. В новом исследовании биологи справились с этой проблемой. Они адаптировали геномный редактор CRISPR/Cas9 для работы с ДНК сумчатых и придумали, как изменять геном их зародышей.

Эту методику ученые протестировали на домовых опоссумах (Monodelphis domestica) – небольших сумчатых, которые обитают в лесах на территории Бразилии и некоторых других стран Латинской Америки. Геном этих животных полностью расшифровали и изучили еще в 2007 году, однако опыты по манипуляции структурой ДНК их зародышей ранее не проводились, поскольку ученые не до конца понимали, как проходит цикл размножения опоссумов и как устроены их яйцеклетки и зародыши на первых стадиях развития.

Японские ученые выяснили это во время лабораторных экспериментов с опоссумами. В результате биологи подобрали набор гормонов и разработали методику искусственного оплодотворения яйцеклеток, благодаря которой можно получать большое количество зародышей, модифицировать их геном и затем возвращать их в организм беременных самок.

Отработав эти приемы, ученые попытались использовать геномный редактор CRISPR/Cas9 для модификации гена TYR, который отвечает за окраску шкуры и цвета глаз людей и животных. Эта процедура завершилась успешно – некоторые детеныши опоссумов родились не с серой шерстью, а с белой шкурой и красными глазами.

В ближайшее время ученые планируют использовать этот подход для изучения работы генов, с которыми предположительно связаны некоторые уникальные черты сумчатых животных. Биологи надеются, что эти опыты помогут понять, как возникли эти особенности их организма и почему сумчатые более уязвимы для некоторых болезней, которые почти не затрагивают плацентарных.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал