Живет коза трансгенная и даже не догадывается, что ученые именуют ее биореактором и считают чуть ли не спасителем человечества
Стадо из 40 трансгенных животных, восемь из которых в феврале будущего года принесут приплод — таких же козлят с измененными генами. Таков итог первого этапа белорусско-российского научного проекта по разведению генно-модифицированных коз со встроенным геном лактоферрина — белка женского молока. Если все пойдет по плану, то еще пару лет — и эти чудо-животные станут источником ценнейшего лекарственного вещества для людей и твердой валюты для государства.
Аккуратная ферма в нескольких километрах от Жодино. Запах влажной травы, теплой шерсти и молока. Сегодня козы неспокойны: медосмотр. У них берут кровь, чтобы исследовать на общие с человеком болезни. В загоне, где бегают, ходят или просто рассматривают друг друга и людей около ста козочек, есть и их трансгенные сородичи. Но на глаз их не различить: коза — она и с измененными генами коза. По крайней мере, внешне.
— Конечно, мы знаем, как распознать трансгенных коз среди прочих, — открывает тайну Павел Сахончик, начальник Биотехнологического центра с опытным производством (именно так называется ферма. — Авт.), ведущий научный сотрудник, кандидат ветеринарных наук. — У тех, которые с измененными генами, на ошейнике две красные полоски. По внешнему виду, поведению что обычные животные, что трансгенные — одинаковы. Одни и те же режим питания, условия содержания. Но это пока. Спустя какое-то время козы со встроенными генами будут размещаться отдельно, на собственной территории — в специально построенном модуле.
Идем дальше. В соседнем помещении живут самцы. Сейчас козлики в небольшом напряжении и агрессии, но совсем по другой причине, чем их подруги: у коз — период «охоты». И самцы это чувствуют. Трансгенные козлики занимают отдельный загон. А родоначальникам всего стада с измененными генами легендарным Лаку-1 и Лаку-2 и вовсе выделены собственные «апартаменты».
— Обоих Лаков мы получили после огромного числа попыток, — рассказывает Павел Сахончик. – Только где-то на 168-й или 169-й операции по вживлению конструкции ДНК со встроенным геном лактоферрина методика сработала. И в результате родились Лаки.
Тогда, в 2006-м, успех белорусских ученых вышел далеко за рамки страны. На международной конференции во Франции белорусам и россиянам аплодировали стоя: ученым двух стран удалось первыми в мире получить животных со встроенным геном человеческого лактоферрина. На этом первый этап «БелРосТрансгена» завершился. И пауза перед стартом второго длилась целых три года. Конечно, работа и эксперименты с трансгенными козами не останавливались ни на день, зато отсутствовало такое необходимое в деле освоения биотехнологий финансирование. Не исключено, что именно это непозволительное промедление не позволит участникам совместного проекта во второй раз услышать «аплодисменты первенства». Во всяком случае, в качестве тех, кто первым в мире выделил целительный бактерицидный белок женского молока лактоферрин из молока трансгенных коз.
Здесь следует сделать небольшое отступление и разобраться: что же это за вещество – лактоферрин и почему его требуется значительно больше, чем встречается в природе? Лактоферрин человека — природный антибиотик, максимальное количество которого содержится в молоке кормящей матери. Он обеспечивает младенцу, не имеющему собственного иммунитета, антибактериальную защиту. Если мама сама кормит ребенка, то проблем значительно меньше — материнский лактоферрин поддерживает слабенький младенческий иммунитет. Но сейчас дети часто вырастают на искусственном вскармливании и в результате просто не вылезают из болезней. Так что трансгенное козье молоко здесь и поможет — по составу оно отлично подходит младенцам, к тому же содержит человеческий лактоферрин. Молоко от трансгенных коз можно пить просто так, и не только детям, но и взрослым с ослабленным иммунитетом. А можно выделить из этого молока чистый лактоферрин и сделать на его основе пастилки, мази, средство для полоскания горла или капли в нос, таблетки или микстуру — кому что понравится.
— Вообще, считается, что этот препарат станет одним из востребованных в нынешнем столетии, — рассказывает Иван Шейко, академик НАН Беларуси, научный руководитель проекта от белорусской стороны, доктор сельхознаук, первый заместитель генерального директора Научно-практического центра по животноводству. – Кроме всего прочего, он хорош и при лечении некоторых желудочно-кишечных патологий, онкологических заболеваний. Второй этап нашего проекта, который стартовал месяц назад, как раз и предполагает формирование дойного трансгенного стада, организацию выделения чистого лактоферрина из молока коз, изучение его и выход на промышленное производство.
Правда, пока еще не ясно, какая из двух стран — участниц проекта получит право на выпуск белка и препаратов из него. Скорее всего, обе. По мнению Ивана Шейко, это будет справедливо. Тем более сам процесс выделения белка несложный: главное закупить подходящее оборудование. Кстати, несмотря на то что оно недешевое, срок окупаемости может составить… пару недель. При условиях, что мировая цена на лактоферрин сохранится на уровне нынешней – 2—2,5 тысячи долларов за грамм, стадо будет насчитывать, скажем, 250 коз, каждая из них будет приносить в среднем 4 литра молока, в каждом из которых будет содержаться примерно один грамм конечного продукта. Занимательная и многообещающая арифметика.
— Буквально пару дней назад прошла информация, что трансгенных коз вывели и китайцы. И даже успели получить чистый лактоферрин, — говорит Иван Шейко. – Но они никому своих животных не показывают, поэтому у мировой научной общественности возникли некоторые сомнения… Если это все же правда, то стоимость лактоферрина может резко пойти вниз – вплоть до 250 долларов за грамм. Но и это неплохие деньги. А самое главное, что этим ценным лекарственным продуктом мы сможем удовлетворить потребности нашей страны.
В ближайшие годы белорусским генетикам предстоит и отшлифовать методику постоянного поддержания измененных генов в животных: ведь к 4—5-му поколению трансгенный белок выводится из организма. В планах также строительство двух новых модулей – для содержания животных и производственного. Еще, по словам Ивана Шейко, было бы неплохо приступить к созданию собственных генных конструкций. Например, лактоферриновая, что вживлялась козам, была разработана российскими учеными. А хотелось бы работать со своими… Ведь обязательно придет время и новых проектов: получения той же проурокиназы (вещества для лечения сердечно-сосудистых заболеваний), о которой тоже давно идет разговор, или, скажем, противоядия для связывания радиоактивных веществ. Ведь биотехнологии не завтрашний день. Это уже сегодня. И любой трансгенный козленок это подтвердит.
-------------------------------------
Из интервью Игоря ГОЛЬДМАНА, директора «Трансгенбанка» при Институте биологии гена РАН, руководителя «БелРосТрансгена» с российской стороны:
— Сначала были мыши. Именно на них мы отрабатывали технологию создания «лактоферринового биореактора»: из человеческой клетки ученые выделили ген лактоферрина, соорудили генную конструкцию с заданными параметрами, с помощью микроинъекции ввели модифицированный ген в оплодотворенную яйцеклетку мыши и подсадили ее суррогатной маме-мышке для дальнейшего вынашивания.
Но, во-первых, половина мышат оказывается мужского пола, половина—женского. А среди «девочек»—только 50 процентов с геном человеческого лактоферрина. Вот когда трансгенные мышки вырастут и забеременеют, чтобы наступила лактация, тогда можно смело их доить! Мы приспособились с помощью специальной микродоилки. Результаты оказались поразительны: в коровьем молоке содержится 0,1—0,2 грамма лактоферрина на литр, а в мышином, благодаря удачной генной конструкции, — до 40 граммов на литр. Этот результат мы проверили и перепроверили на 5 тысячах мышей. Но мышиный удой — это, как вы понимаете, несерьезно, а потому мы решили перейти на молочных коз. Так и стартовала программа «БелРосТрансген».
— Лактоферрин в мире получают, но не от козы. Голландцы вывели двух трансгенных коров и одного быка. Но в их молоке оказался процент человеческого лактоферрина очень низкий — это зависит и от успешности генетической конструкции, встраиваемой в яйцеклетку животного. Наша конструкция на мышах показала отличный результат, но один литр мышиного молока стоит 3 тысячи долларов — лактоферрин выйдет золотым. Поэтому имело смысл переносить эту конструкцию на коз. Ученые в Америке и Японии получили лактоферрин из риса—встроив ген в растение. Но «растительный» лактоферрин не растворялся в воде. Многие человеческие белки, необходимые для фармакологии, выращивают в бактериях: ген любого фактора, например свертываемости крови, можно поместить в бактерию, изменив ее программу таким образом, что она начнет вырабатывать нужное вещество. Таким образом, сегодня изготавливается 140 препаратов и еще 200 находятся в состоянии разработки.
— Так, может, и не имеет смысла вмешиваться в сложные организмы животных — бактериальные фабрики по выработке человеческих белков выглядят вполне перспективными?
— Во-первых, очистить как следует полученное вещество нереально — многие препараты, полученные от бактерий, вызывают у человека аллергию. Во-вторых, большинство человеческих белков имеют очень сложную структуру, для их размещения нужен высший организм—у бактерии просто нет ресурса для такой работы. Через молоко можно получать не только лактоферрин—фактически любой белок. Это сложно, но, в принципе, возможно. И ничем не вредит самим животным.
На снимках: научный сотрудник Ирина МИХЕДОВА с трансгенной козой; руководитель научного проекта от белорусской стороны Иван ШЕЙКО.
Фото: Валерий ХАРЧЕНКО
