Китайские ученые лишили мышей хромосомы. А потом еще одной
Китайские ученые опробовали новый метод геномной инженерии: они научились сшивать мышиные хромосомы между собой. Оказалось, что, если хромосомы не очень большие, то их несложно склеить и получить мышонка с нечетным количеством хромосом. Такие животные могут вырасти здоровыми и плодовитыми и скрещиваться с обычными лабораторными мышами. А в третьем поколении исследователям удалось получить мышонка без двух хромосом сразу — то есть с 19 парами вместо положенных 20. Работа опубликована в журнале Science.
У обычной лабораторной мыши 40 хромосом, то есть 20 пар. Это число не изменилось по меньшей мере за то время, что ученые над ними экспериментируют и разводят их в неволе. Тем не менее, известно, что изменение в числе хромосом не всегда смертельно. Например, у человека хромосом на две меньше, чем у гориллы (у нее 48) — по всей видимости, после расхождения наших с ними эволюционных путей две хромосомы слились в одну.
Группа ученых из Института Зоологии Китайской Академии Наук под руководством Вэя Ли (Wei Li) попробовала воспроизвести такое событие на мышах — то есть с помощью методов генной инженерии сшить друг с другом пару мышиных хромосом. Для этого им предстояло укоротить хромосомы с концов, поскольку с обеих сторон хромосомы заканчиваются теломерами. Кроме того, у мышей на одном из концов каждой хромосомы находится центромера — важная для деления структура, которая у большинства человеческих хромосом расположена в центре (мы рассказывали о них в тексте «Путешествие к центру генома»). Поэтому, чтобы приклеить одну хромосому к другой, нужно от обеих отрезать теломеру, а от одной еще и центромеру.
В качестве мишеней авторы эксперимента выбрали две пары: хромосомы 1 и 2 (самые большие в геноме мыши) и 4 и 5 (среднего размера). При этом 1 и 2 решили комбинировать двумя способами: в одном случае пожертвовать центромерой 1, а в другом — центромерой 2.
Исследователи работали с гаплоидными эмбриональными стволовыми клетками мыши. Методику получения таких линий они отработали раньше, когда создавали мышат от двух матерей и от двух отцов. Они брали мышиные яйцеклетки, удаляли из них ядро и оплодотворяли сперматозоидом, а дальше заставляли делиться. Получалась культура клеток с одиночным набором хромосом (то есть гаплоидная). В таких клетках гораздо удобнее заниматься геномной инженерией, потому что, в отличие от обычных клеток, не нужно стремиться попасть сразу в обе копии хромосом.