«Произведение необходимых мутаций у мышей это лучший способ определить функцию гена, как человеческого, так и мышиного, – говорит генетик Эндрю Смит (Andrew Smith) из Эдинбургского университета в Шотландии, описавший этот метод для журнала Cell. – Выполнив все надлежащим образом, вы можете добиться абсолютной точности замещения».

Ученые уже знают, как заменить один ген мыши его человеческим аналогом, чтобы создавать так называемых трансгенных мышей. Но активность (экспрессию) гена регулируется также участком цепочки ДНК, расположенным вокруг данного гена. Это означает, что эквивалентные гены у мышей и у человека могут регулироваться по-разному, ввиду чего и возникают определенные сложности.

Например, ученые безуспешно пытались смоделировать болезнь крови альфа талассемию, удаляя у мыши часть гена, отвечающего за синтез альфа-гемоглобина – формы переносящего кислород белка, содержащегося в крови. Хотя у человека аналогичное удаление вызывает заболевание, у мыши регулирующая ДНК, окружающая данный ген, частично компенсировала потерю, благодаря чему болезнь протекала в более мягкой форме.

Чтобы исправить ситуацию, Смит и его коллеги объединили соответствующие lox-последовательности для замены двух генных сегментов. Исследователи вставляли два различных коротких фрагмента бактериальной lox-последовательности ДНК в геном эмбриональной клетки мыши таким образом, что они располагались с обеих сторон гена мыши и его регулирующих элементов. Также они вводили в клетки мыши эквивалентный фрагмент человеческой цепочки ДНК, содержащей соответствующие lox-последовательности в таких же позициях. Затем ученые использовали фермент Cre-рекомбиназы, который связывал друг с другом соответствующие lox-последовательности, чтобы «отключить» фрагмент ДНК мыши.

Ученые сообщают, что когда у модифицированных подобными образом мышей пытались вызвать альфа талассемию, у них наблюдались такие же изменения в гемоглобинном гене и форме красных кровяных телец, как и у людей, страдающих данным заболеванием. Кроме того, по словам Смита, при использовании такого метода не происходит случайного вклинивания цепочек ДНК человека в другие места или включения многочисленных копий фрагментов, повернутых в различных направлениях. (Подобные проблемы обычно возникают, когда исследователи вставляют большие фрагменты ДНК в геном мыши.)

Дж. Р. Минкел