CC BY
21
УДК 636.39:612.64.089.67 Биологические особенности козликов в типе зааненской породы, трансгенных по гену лактоферрина
М.М. Айбазов, доктор с.-х. наук Т.В.Мамонтова, канд. с.-х. наук
Изучены некоторые
биологические особенности
козликов, трансгенных по гену лактоферрина. Показано, что физиологические, биохимические и гематоиммунные показатели трансгенных и нетрасгенных козликов практически не различаются и соответствуют нормам, принятым для зааненских молочных коз.
слова: козы, трансгеноз,
UDC 636.39:612.64.089.67 Biological features of young bucks in type of Saanen breed, transgenic on a gene of lactoferrin
Aybazov M. M., Dr. Agr. Sci. Mamontova T. V., Cand. Agr. Sci. All-Russian Research Institute of Sheep and Goat Breeding, 355017 Stavropol, Russia
There are studied some biological features of young bucks, transgenic on lactoferrin gene. It is shown that the physiological, biochemical and hematoimmune indicators of transgenic and non-transgenic young bucks are practically identical and correspond to the norms accepted for Saanen dairy goats.
Key words: goats, insemination, transgenesis, lactoferrin
Ключевые
осеменение, лактоферрин
Введение
Технология создания трансгенных животных является одной из наиболее бурно развивающихся биотехнологий в последние 20 лет [1-3]. Трансгенные животные - экспериментально полученные животные, содержащие во всех клетках своего организма дополнительную интегрированную с хромосомами и экспрессирующуюся чужеродную ДНК (трансген), которая передается по наследству по законам Менделя. Термин «трансгеноз» был предложен в 1973 для обозначения переноса генов одних организмов в клетки организмов других видов, в том числе далеких в эволюционном отношении. Получение трансгенных животных осуществляется с помощью переноса клонированных генов (ДНК) в ядра оплодотворенных яйцеклеток (зигот) или эмбриональных стволовых (плюрипотентных) клеток. Затем в репродуктивные органы самки-реципиента («суррогатной матери») пересаживают модифицированные зиготы или яйцеклетки, у которых собственное ядро заменено на модифицированное ядро эмбриональных стволовых клеток, либо бластоцисты (эмбрионы), содержащие чужеродную ДНК эмбриональных стволовых клеток [4-6].
Первые трансгенные животные были получены в 1974 в Кембридже (США) Рудольфом Янишем (Jaenisch) в результате инъекции в эмбрион мыши ДНК вируса обезьяны SV40. В 1980 американским
ученым Жоржем Гордоном (Gordon) с соавторами было предложено использовать для создания трансгенных животных микроинъекцию ДНК в пронуклеус зиготы. Именно этот подход положил начало широкому распространению технологии получения трансгенных животных. С помощью микроинъекций в пронуклеус зиготы в 1985 в США были получены первые трансгенные сельскохозяйственные животные (кролик, овца, свинья) [7-11].
Трансгенные животные широко используются как для решения большого числа теоретических задач, так и в практических целях для биомедицины и сельского хозяйства. Некоторые научные проблемы не могли бы быть решены без создания трансгенных животных. На модели трансгенных лабораторных животных проводятся широкие исследования по изучению функции различных генов, регуляции их экспрессии, фенотипическому проявлению генов, инсерционному мутагенезу и др. Трансгенные животные важны для различных биомедицинских исследований. В практических целях трансгенные животные используются как своеобразные биореакторы, обеспечивающие производство разнообразных медицинских препаратов (ферментов, антибиотиков, факторов свертываемости крови и др.). Кроме того, перенос новых генов позволяет получать животных, отличающихся повышенными продуктивными свойствами (например, усиление роста шерсти у овец, понижение содержания жировой ткани у свиней, изменение свойств молока) или устойчивостью к различным заболеваниям [12].
Таким образом, трансгеноз стал мощным инструментом для исследования молекулярных основ экспрессии генов млекопитающих и их развития, для создания модельных систем, позволяющих изучать болезни человека, а также для генетической модификации клеток, например, молочных желез животных с целью получения с молоком важных для медицины белков. Можно утверждать, что процесс получения из молока трансгенных домашних животных аутентичных белков человека или фармацевтических препаратов скоро станет промышленным производством.
В настоящее время в мире и в РФ активно разрабатываются научные основы для получения и использования в качестве биореакторов молочных коз - продуцентов белков человека, в частности, лактоферрина. Козы - наиболее перспективный объект для исследований в области трансгенных технологий по следующим причинам: у них достаточно короткий (5 мес.) репродуктивный цикл, высокое многоплодие, они неприхотливы в уходе и содержании. Более того, они в максимальной степени отвечают главному требованию при проведении генно-инженерных работ - вырабатыванию нужных белков, ферментов с естественной биологической жидкостью - молоком. Использование молока целесообразно потому, что оно образуется в организме животного в большом количестве и его можно надаивать по
мере надобности без вреда для животного. Вырабатываемый молочной железой и секретируемый в молоко новый белок не должен при этом оказывать никаких побочных эффектов на нормальные физиологические процессы, протекающие в организме трансгенного животного, и подвергаться посттрансляционным изменениям, которые, по крайней мере, близки к таковым в клетках человека. Кроме того, его выделение из молока, которое содержит и другие белки, не должно составлять большого труда.
В то же время вследствие новизны решаемых задач многие вопросы, касающиеся возможного изменения физиологических процессов в организме животных с измененным геномом, остаются актуальными.
Цель и задачи исследований. Целью исследований было изучить некоторые биологические особенности козликов, трансгенных по гену лактоферрина. Для достижения цели ставились задачи в сравнительном аспекте изучить физиологические, биохимические и гематоиммунные показатели трансгенных и нетрансгенных козликов.
Материал и методика исследований. В совместных экспериментах, проведенных в ФГБНУ ВНИИОК (Ставрополь), в Институте биологии гена РАН (Москва) и в РУП НПЦ по животноводству НАН Республики Беларусь (Жодино), получены трансгенные козлики (п = 16). После определения трансгенности животные были размещены на опытно-физиологической станции ФГБНУ ВНИИОК. Было сформировано 2 группы животных: 1 группа животных (экспериментальная)-трансгенные козлики (п = 16), 2 -я группа (контрольная) -нетрансгенные козлики в типе зааненской породы (п = 20).
Все подопытные козлики находились в одинаковых условиях содержания и ухода. Кормление соответствовало нормам и рационам, принятым для коз молочного направления продуктивности. В сравнительном аспекте изучались физиологические, биохимические и гематологические показатели трансгенных козликов в 12-мес. возрасте в соответствии со стандартными методиками. Определение артериального давления проводили при помощи автоматического тонометра Beurer BC08. С целью объективизации измеряемых данных животных фиксировали и в спокойной обстановке выжидали 5 мин. перед измерением. Температуру тела определяли по результатам 5-кратной ректальной термометрии. Частоту сердечных сокращений вычисляли в среднем также по 5-кратному измерению.
Результаты исследований
Изучены основные физиологические параметры козликов различных генотипов. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1. -Сравнительная характеристика основных
№ п/п Козлики n Основные физиологические парамет ры
пульс давление, АД, мм рт. ст. частота дыхания температура
систолическое диастоли ческое
1 Группа 1 16 82,3±5,64 115,7±0,86 65,3±3,56 12,5±0,96 39,4±1,16
3 Группа 2 20 76,6±4,86 118,8±0,86 75,1±2,44 13,7±2,81 39,3±1,45
Как видно из крови трансгенных
полученных данных, физиологические показатели по гену лактоферрина козликов соответствуют нормам, принятым для зааненских молочных коз.
Гематологические показатели козликов разных генотипов также практически не различались (табл. 2).
Таблица 2. -Сравнительная характеристика основных
Гематологические показатели
№ п/п Козлики n эритроцит ы х10 12/ л лейкоциты х109/л гемоглобин, г/л общий белок, г/л
1 Группа 1 16 11,6±0,35 13,0±0,36 90,11 ±2,85 66,47±0,62
3 Группа 2 20 8,71±0,26 11,23±0,35 82,42 ±2,12 63,83±0,93
Биохимическая картина крови представлена в таблице 3. Таблица 3. -Биохимические показатели сыворотки крови козлов
Козлики
Биохимические показатели Группа 1 Группа 2
n=16 n=20
Билирубин общий, ммоль/л 3,35±0,1 3,57±0,5
ALT, Ед/л 39,51±1,2 41,85±1,9
AST, Ед/л 177,1±9,9 169,5±12,3
GGT, Ед/л 35,83±1,1 38,11±,15
Амилаза, Ед/л 11,47±0,9 11,12±0,9
Щелочная фосфатаза, Ед/л 189,8±11,7 214,9±15,2
Креатининкиназа, Ед/л 31,56±1,8 29,8±2,0
Глюкоза, ммоль/л 3,23±0,1 3,52±0,5
Общий белок, г/л 66,47±0,6 63,83±0,9
Альбумин, г/л 29,77±0,5 25,95±0,8
Мочевина, ммоль/л 6,66±0,5 8,21±0,7
Креатинин, ммоль/л 101,26±5,4 107,84±6,8
Триглицериды, ммоль/л 0,07±0,1 0,07±0,1
Холестерин, ммоль/л 3,05±0,1 2,87±0,2
Кальций, ммоль/л 2,58±0,2 2,62±0,5
Магний, ммоль/л 1,02±0,1 0,99±0,1
Фосфор, ммоль/л 2,35±0,1 2,03±0,2
Учитывая необходимость дальнейшего использования трансгенных козликов для исследования передачи измененного генома по наследству и получения потомства, мы посчитали важным изучить фон половых и гонадотропных гормонов в 18-мес. возрасте (табл. 4).
Таблица 4. - Сравнительная характеристика основных половых
Козлик и п Уровень гормонов
тестостерон,нмоль/л ФСГ,МЕ/л ЛГ,МЕ/л
половой сезон неполовой сезон половой сезон неполовой сезон половой сезон неполовой сезон
Группа 1 16 36,05±5,2 10,13±0,4 7,51±1,9 4,87±0,2 17,46±0,5 2,8±0,2
Группа 2 20 35,41±4,7 11,64±1,2 9,47±1,9 5,13±0,7 19,36±0,8 2,9±0,5
В заключение хотелось бы подчеркнуть, что мы не ставили своей целью придать полученным физиологическим, биохимическим, гематологическим и гормональным параметрам трансгенных по гену лактоферрина козликов критериальный статус. В то же время можно констатировать, что установленные показатели расширят знания по биологии и физиологии трансгенных по гену лактоферрина животных и могут служить основанием для дальнейших углубленных исследований.
Литература:
1. Айбазов, А.-М.М. Криорезистентность эмбрионов коз в зависимости от стадии развития /А.-М.М.Айбазов, Т.В.Мамонтова //Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства, 2013. -Т. 3. -№ 6. -С. 14-17.
2. Айбазов, А.-М.М. Некоторые биологические и морфометрические показатели западно-кавказского тура /А.-М.М.Айбазов, Т.В.Мамонтова //Овцы, козы, шерстяное дело, 2014. -№ 1. -С. 21-23.
3. Айбазов, А.-М.М. Перспективная биотехнология воспроизводства овец и коз /А.-М.М.Айбазов, М.С.Сеитов, Т.В. Мамонтова //Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства, 2014. -Т. 1. -№ 7 (1). -С. 3-7.
4. Айбазов, А.-М.М. Применение лапароскопии при внутриматочном осеменении и трансплантации эмбрионов у овец /А.-М.М. Айбазов //Вестник ветеринарии, 1998. -№ 5. -С. 51.
5. Айбазов, М.М. Возможность и перспективы получения первичных трансгенных животных - продуцентов белков человека /М.М.Айбазов, П.В.Аксенова //Овцы, козы, шерстяное дело, 2012. -№ 3. -С. 33.
6. Айбазов, М.М. Современные биотехнологические методы и приемы
интенсификации воспроизводства овец и козы, шерстяное дело, 2007.- № 4. -С. 54-56. коз /М.М. Айбазов //Овцы,
7. Аксенова, П.В. Рациональное использование генофонда зааненских
производителей /П.В.Аксенова, М.М.Айбазов, Д.В. Коваленко //Зоотехния, 2011. -№ 9. -С. 6-7.
8. Желтобрюх, Н.А. Повышение эффективности использования ценных баранов в весенне-летние месяцы /Н.А.Желтобрюх, В.К.Ивахненко, А.-М.М. Айбазов //Овцеводство, 1990. -№ 1.-С. 17.
9. Мамонтова, Т.В. Продуктивные и воспроизводительные особенности
местных карачаевских коз / Т.В.Мамонтова, З.К.Гаджиев, А.-М.М.
Айбазов //Сборник научных трудов Ставропольского научно-
исследовательского института животноводства и кормопроизводства, 2011. -Т. 1. -№ 4-1.- С. 15-17.
10. Мамонтова, Т.В. Современные тенденции развития мирового и российского рынка биотехнологий в животноводстве /Т.В.Мамонтова, А.-М.М. Айбазов, О.С. Русакова //Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства, 2014. -Т. 2. -№ 7. -С. 292-300.
11. Селионова, М.И. Перспективы использования геномных технологий в селекции овец (аналитический обзор) /М.И.Селионова, М.М.Айбазов, Т.В. Мамонтова //Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства, 2014. -Т. 3. -№ 7.- С. 107-112.
12. Селионова, М.И. Геномные технологии в селекции сельскохозяйственных животных /М.И.Селионова, А.-М.М. Айбазов //Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства, 2014. -Т. 1. -№ 7 (1). -С. 140-145.
