Ученые из Бразилии и США пытаются устранить дефицит лекарств для людей с диабетом путем создания коровы, которая способна давать молоко с содержанием инсулина.
«Мать-природа создала молочную железу как эффективную фабрику по производству белка, чем мы решили воспользоваться», – рассказывает Мэтт Уиллер из Университета Иллинойса.
Уиллер является ведущим автором нового исследования, описывающего создание коровы, производящей инсулин. Это экспериментальное достижение, которое можно будет масштабировать после дополнительных испытаний и одобрения FDA (Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США).
Коллеги Уиллера из Бразилии вставили сегмент человеческой ДНК, кодирующий проинсулин — белок-предшественник активной формы инсулина — в ядра клеток 10 коровьих эмбрионов. Их имплантировали в матку нормальных коров в Бразилии, и родилась одна трансгенная телочка. Благодаря обновленным технологиям генной инженерии человеческая ДНК стала объектом экспрессии (процесса, при котором последовательности генов считываются и транслируются в белковые продукты) только в тканях молочной железы.
«Раньше мы просто вводили ДНК и надеялись, что она будет выражена там, где вы хотели, – поясняет Уиллер. – В наши дни мы можем быть гораздо более стратегическими и целенаправленными. Использование конструкции ДНК, специфичной для ткани молочной железы, означает, что человеческий инсулин не циркулирует в крови коровы или других тканях. Это также позволяет использовать преимущества способности молочной железы производить большое количество белка».
Когда телка достигла зрелости, команда безуспешно попыталась оплодотворить ее, используя стандартные методы искусственного осеменения, а затем стимулировала первую лактацию с помощью гормонов. В период лактации молоко было, но в меньшем количестве, чем если бы произошел естественный отел, тем не менее, в молоке были обнаружены человеческий проинсулин и, что удивительно, инсулин.
«Наша цель состояла в том, чтобы произвести проинсулин, очистить его до инсулина и продолжить. Но корова в основном переработала его сама. Она превращает примерно три к одному биологически активного инсулина в проинсулин», — сказал Уиллер.
Инсулин и проинсулин, которые необходимо было экстрагировать и очистить для использования, содержались в молоке в концентрации несколько граммов на литр. Но поскольку лактация была вызвана гормонально, а объем молока был меньше, чем ожидалось, команда не может точно сказать, сколько инсулина будет вырабатываться при типичной лактации.
С консервативной точки зрения, Уиллер говорит, что если трансгенная корова может производить 1 грамм инсулина на литр, то типичная голштинская порода корова произведет от 40 до 50 литров инсулина в день, это очень много инсулина. Тем более, что типичная единица инсулина равна 0,0347 миллиграмма.
«Это означает, что каждый грамм эквивалентен 28 818 единицам инсулина. И это всего лишь один литр, а голштинки могут производить 50 литров в день», – говорит ученый.
Команда планирует повторно клонировать корову и надеется, что они добьются большего успеха со стельностью и полными циклами лактации в следующем поколении. В конце концов они надеются создать трансгенных быков для спаривания с самками и создания трансгенного потомства, которое можно будет использовать для создания специального стада. Уиллер говорит, что даже небольшое стадо может быстро превзойти существующие методы производства инсулина — трансгенные дрожжи и бактерии — и сделать это без необходимости высокотехнологичного оборудования или инфраструктуры.
«Что касается массового производства инсулина в молоке, вам потребуются специализированные предприятия с высоким статусом здоровья для крупного рогатого скота, но в этом нет ничего необычного для нашей устоявшейся молочной промышленности. И этот день наступит», – уверен Уиллер.
Источник: agroxxi.ru
