Èññëåäîâàíèÿ ó÷åíûõ Âñåðîññèéñêîãî ÍÈÈ æèâîòíîâîäñòâà Áèîëîãèÿ òðàíñãåííûõ æèâîòíûõ

ÑÅËÜÑÊÎÕÎÇßÉÑÒÂÅÍÍÀß ÁÈÎËÎÃÈß, 2013, ¹ 2
Èññëåäîâàíèÿ ó÷åíûõ Âñåðîññèéñêîãî ÍÈÈ æèâîòíîâîäñòâà∗
Ñâåòëîé ïàìÿòè Ó÷èòåëÿ —
àêàäåìèêà Ë.Ê. Ýðíñòà ïîñâÿùàåòñÿ
Áèîëîãèÿ òðàíñãåííûõ æèâîòíûõ
ÓÄÊ 636.4:636.064:[573.6.086.83+577.21]:577.175.322
ÁÈÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÈ ÑÂÈÍÅÉ, ÒÐÀÍÑÃÅÍÍÛÕ
ÏÎ ÃÅÍÓ ÃÎÐÌÎÍÀ ÐÎÑÒÀ ×ÅËÎÂÅÊÀ∗∗
Ë.Ê. ÝÐÍÑÒ 1, Í.À. ÇÈÍÎÂÜÅÂÀ1, Í.À. ÂÎËÊÎÂÀ1, À.Þ. ÔÈËÈÌÎÍÎÂ2,
È.À. ÐÀËÊÎÂ1, È.Â. ÃÓÑÅÂ1, Ã. ÁÐÅÌ3
Ïîêàçàíî ïîâûøåíèå ýêñïðåññèè ãîðìîíà ðîñòà ó ñâèíåé, òðàíñãåííûõ ïî ãåííîé êîíñòðóêöèè WAP-hGH ãåíåðàöèé F3 (õîëîñòûå è ëàêòèðóþùèå ñâèíîìàòêè) è F5 (ìîëîäíÿê â âîçðàñòå 5 è 9 ìåñ). Óñòàíîâëåíû èçìåíåíèÿ â íåêîòîðûõ áèîõèìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëÿõ ñûâîðîòêè êðîâè
òðàíñãåííûõ ñâèíåé. Îáíàðóæåíî èçìåíåíèå êîððåëÿöèîííûõ çàâèñèìîñòåé ìåæäó áèîõèìè÷åñêèìè ïîêàçàòåëÿìè êðîâè òðàíñãåííûõ è êîíòðîëüíûõ ñâèíåé.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: òðàíñãåííûå ñâèíüè, ñîìàòîòðîïèí, áèîõèìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè, êîððåëÿöèè.
Keywords: transgenic pigs, growth hormone, biochemical characteristics, correlation.
Ê ïðèîðèòåòíûì îáëàñòÿì ðàçâèòèÿ áèîòåõíîëîãèé â æèâîòíîâîäñòâå îòíîñèòñÿ ñîçäàíèå òðàíñãåííûõ ôîðì æèâîòíûõ, îáëàäàþùèõ çàäàííûìè ïðîäóêòèâíûìè è áèîëîãè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè èëè ïðîäóöèðóþùèõ
áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûå âåùåñòâà (1, 2). Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ íàïðàâëåííîãî
ñèíòåçà ðåêîìáèíàíòíûõ áåëêîâ â ìîëî÷íîé æåëåçå â ãåííî-èíæåíåðíûå
êîíñòðóêöèè âêëþ÷àþò ðåãóëÿòîðíûå ýëåìåíòû ãåíîâ áåëêîâ ìîëîêà —
κ-êàçåèíà, β-ëàêòîãëîáóëèíà, α-ëàêòàëüáóìèíà, êèñëîãî ñûâîðîòî÷íîãî áåëêà (WAP) (3), ïðè ýòîì â ðÿäå èññëåäîâàíèé ïîêàçàíà íåñïåöèôè÷åñêàÿ
ýêñïðåññèÿ ãåííûõ êîíñòðóêöèé, îáóñëîâëåííàÿ ïðîìîòîðîì WAP. Òàê,
C.W. Pittius ñ ñîàâò. (4) îáíàðóæèëè ìÐÍÊ òêàíåâîãî ïëàçìèíîãåííîãî àêòèâàòîðà ÷åëîâåêà â ÿçûêå, ïî÷êàõ è ñëþííûõ æåëåçàõ òðàíñãåííûõ ìûøåé. Ýêñïðåññèÿ ñîìàòîòðîïèíà (ÑÒÃ) ÷åëîâåêà, êîíòðîëèðóåìàÿ ïðîìîòîðîì WAP ìûøè äëèíîé 2,6 kb, âûÿâëÿëàñü â ñûâîðîòêå êðîâè ìûøåé â
ïåðèîä ëàêòàöèè (5). Ïî äàííûì W.H. Güenzburg ñ ñîàâò. (6), ó 40 % òðàíñãåííûõ ìûøåé, èíòåãðèðîâàâøèõ ãåííóþ êîíñòðóêöèþ ÑÒà ÷åëîâåêà ïîä
êîíòðîëåì ïðîìîòîðà WAP äëèíîé 2,4 kb, ñïåöèôè÷åñêóþ ìÐÍÊ íàõîäèëè â ñëþííûõ æåëåçàõ è ñåìåííèêàõ. Ó âñåõ òðàíñãåííûõ ìûøåé òðàíñãåííûé áåëîê ñèíòåçèðîâàëñÿ â êëåòêàõ ãîëîâíîãî ìîçãà. Ïðè÷èíà íåñïåöèôè÷åñêîé ýêñïðåññèè ãåíîâ, ââåäåííûõ â ãåíîì ïîä êîíòðîëåì ýòîãî
ðåãóëÿòîðíîãî ýëåìåíòà, çàêëþ÷àåòñÿ â íåñïåöèôè÷íîñòè ýêñïðåññèè ýíäîãåííîãî WAP.
Íåñìîòðÿ íà ìíîãî÷èñëåííîñòü è ìíîãîîáðàçèå èññëåäîâàíèé â
îáëàñòè òðàíñãåíåçà, ìíîãèå ôàêòîðû, îïðåäåëÿþùèå ýôôåêòèâíîñòü ýêñïðåññèè ÷óæåðîäíûõ ãåíîâ â êëåòêàõ îðãàíèçìà, îñòàþòñÿ íåäîñòàòî÷íî
èçó÷åííûìè. Óæå íà ðàííèõ ýòàïàõ èññëåäîâàíèé ñòàëî ÿñíî, ÷òî âçàèìîäåéñòâèå èíòðîäóöèðîâàííîé êîíñòðóêöèè è ãåíîìà-õîçÿèíà íå ìîæåò
áûòü ñâåäåíî ê ïðîñòîìó ñóììèðîâàíèþ ðàçëè÷íûõ ãåíåòè÷åñêèõ çàäàòêîâ.
∗
∗∗
Íà÷àëî ñì. â æóðíàëå «Ñåëüñêîõîçÿéñòâåííàÿ áèîëîãèÿ» ¹ 6 çà 2012 ãîä.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå Ìèíèñòåðñòâà îáðàçîâàíèÿ è íàóêè ÐÔ, øèôð 2012-1.412-000-2021-009. Â ïðîâåäåíèè èññëåäîâàíèé èñïîëüçîâàíî îáîðóäîâàíèå ÖÊÏ «Áèîðåñóðñû è áèîèíæåíåðèÿ ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ æèâîòíûõ» ÃÍÓ ÂÈÆ Ðîññåëüõîçàêàäåìèè.
40
Ïîñêîëüêó èíòåãðàöèÿ ÷óæåðîäíûõ ãåíîâ ïî ñâîåé ïðèðîäå ñõîäíà ìóòàöèè (èíñåðöèè), ñëåäóåò îæèäàòü ïðîÿâëåíèÿ â îðãàíèçìå òðàíñãåííûõ
æèâîòíûõ öåëîãî ñïåêòðà íåïðåäñêàçóåìûõ ñîáûòèé ìîäèôèêàöèîííîé è
ìóòàöèîííîé ïðèðîäû, òàê êàê êàæäàÿ ìóòàöèÿ çàõâàòûâàåò íå èçîëèðîâàííûé ïðîöåññ äëÿ îòäåëüíîãî ïðèçíàêà, à èçâåñòíóþ îáëàñòü ïðîöåññîâ
èíäèâèäóàëüíîãî ðàçâèòèÿ (7). Ïîäîáíîå ïðåäïîëîæåíèå áûëî ïîäòâåðæäåíî â ðàáîòàõ, âûïîëíåííûõ íà ðàçíûõ òðàíñãåííûõ æèâîòíûõ (8-11).
Ñëåäîâàòåëüíî, îöåíêà âëèÿíèÿ òðàíñãåíà íà îðãàíèçì èñêëþ÷èòåëüíî àêòóàëüíà êàê äëÿ áèîòåõíîëîãèè, òàê è äëÿ ñåëåêöèè.
Ìû èçó÷èëè ýêñïðåññèþ ââåäåííûõ ãåíîâ è åå âçàèìîñâÿçè ñ ôèçèîëîãî-ìîðôîëîãè÷åñêèìè ïðèçíàêàìè ó òðàíñãåííûõ ñâèíåé 3-й è 5-é
ãåíåðàöèé.
Ìåòîäèêà. Îáúåêòîì èññëåäîâàíèé áûëè ñâèíüè, òðàíñãåííûå ïî
ãåííîé êîíñòðóêöèè ÑÒà ÷åëîâåêà ïîä êîíòðîëåì ïðîìîòîðà WAP ìûøè
(WAP-hGH). Äëÿ èçó÷åíèÿ èõ áèîëîãè÷åñêèõ è õîçÿéñòâåííî ïîëåçíûõ
ïðèçíàêîâ â óñëîâèÿõ ôèçèîëîãè÷åñêîãî äâîðà Âñåðîññèéñêîãî ÍÈÈ æèâîòíîâîäñòâà ôîðìèðîâàëè ãðóïïû ïî ïðèíöèïó îäíîãíåçäîâûõ àíàëîãîâ.
Ñîäåðæàíèå ÑÒÃ â ñûâîðîòêå êðîâè îïðåäåëÿëè ó ñâèíåé ãåíåðàöèé F3 (õîëîñòûå è ëàêòèðóþùèå ñâèíîìàòêè) è F5 (ìîëîäíÿê â âîçðàñòå 5
è 9 ìåñ) èììóíîôåðìåíòíûì ìåòîäîì íà èììóíîðèäåðå Dinatech («Dynex
Technologies», ÑØÀ), èñïîëüçóÿ íàáîð Ñ-kit («Sigma-Aldrich», ÑØÀ) ñîãëàñíî ðåêîìåíäàöèÿì ïðîèçâîäèòåëÿ. Ýêñïðåññèþ ÑÒÃ â îðãàíàõ è òêàíÿõ îöåíèâàëè ìåòîäîì èììóíîãèñòîõèìèè ñ ïîìîùüþ íàáîðà ABC-kit
(«VectorLabs», Âåëèêîáðèòàíèÿ) â ñîîòâåòñòâèè ñ ðåêîìåíäàöèÿìè ïðîèçâîäèòåëÿ.  êà÷åñòâå ïåðâûõ àíòèòåë ïðèìåíÿëè àíòèòåëà, ñïåöèôè÷íûå ê
ÑÒà ÷åëîâåêà («Sigma-Aldrich», ÑØÀ). Ïðîäóêò èììóíîãèñòîõèìè÷åñêîé
ðåàêöèè äåòåêòèðîâàëè ñ èñïîëüçîâàíèåì 3,3-äèàìèíîáåíçèäèíà òåòðàõëîðàòà (ÄÀÁ) («VectorLabs», Âåëèêîáðèòàíèÿ). Áèîõèìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè
êðîâè èññëåäîâàëè ó ñâèíåé ãåíåðàöèè F5 â âîçðàñòå 7 ìåñ, ïðèìåíÿÿ îáùåïðèíÿòûå ìåòîäèêè (12, 13).
Ïîëó÷åííûå ïîêàçàòåëè îáðàáàòûâàëè áèîìåòðè÷åñêèìè ìåòîäàìè
äëÿ ìàëûõ âûáîðîê (14).
Ðåçóëüòàòû. Â êðîâè õîëîñòûõ è ëàêòèðóþùèõ òðàíñãåííûõ ñâèíîìàòîê â F3 ñîäåðæàíèå ÑÒÃ ïîâûøàëîñü â 3,30-3,50 ðàçà ïî ñðàâíåíèþ
ñ ïîêàçàòåëÿìè ó êîíòðîëüíûõ æèâîòíûõ. Ó ìîëîäíÿêà F5 â âîçðàñòå 5 ìåñ
êîëè÷åñòâî ÑÒà óâåëè÷èâàëîñü â 2,25 ðàçà, â âîçðàñòå 9 ìåñ — â 3,77 ðàçà
îòíîñèòåëüíî êîíòðîëÿ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî åñëè ó ìîëîäíÿêà èç êîíòðîëüíîé ãðóïïû ðàçëè÷èé â êîíöåíòðàöèè ÑÒà â ðàçíûå âîçðàñòíûå ïåðèîäû âûÿâëåíî íå áûëî, òî â ãðóïïå òðàíñãåííûõ ñâèíåé ïðîèñõîäèë
ðîñò êîíöåíòðàöèè ÑÒÃ â 2,0 ðàçà (òàáë. 1).
1. Ñîäåðæàíèå ñîìàòîòðîïèíà (ÑÒÃ, íã/ìë) â êðîâè òðàíñãåííûõ (îïûò) è íåòðàíñãåííûõ (êîíòðîëü) ñâèíîìàòîê (F3) è ìîëîäíÿêà (F5) ðàçíîãî âîçðàñòà
(X±x)
Ãðóïïà
Îïûò
Êîíòðîëü
Ëàêòèðóþùèå ñâèíîìàòêè
n = 10
29,00±1,7à, á
n = 10
8,30±1,9á
Õîëîñòûå ñâèíîìàòêè
n = 10
24,00±1,2à, â
n = 10
7,30±0,8â
Ìîëîäíÿê íà îòêîðìå:
â âîçðàñòå 5 ìåñ
n=3
1,53±0,2
n=3
0,68±0,3
â âîçðàñòå 9 ìåñ
n=3
3,10±0,9
n=3
0,65±0,3
Ï ð è ì å ÷ à í è å. Èñïîëüçîâàííàÿ ãåííàÿ êîíñòðóêöèÿ — WAP-hGH (ãåí ñîìàòîòðîïíîãî ãîðìîíà ÷åëîâåêà ïîä êîíòðîëåì WAP-ïðîìîòîðà ìûøè).
à p < 0,05, á, â p < 0,01 (ðàçëè÷èÿ äîñòîâåðíû).
Èññëåäîâàíèå ñèíòåçà ãîðìîíà ðîñòà â îðãàíàõ è òêàíÿõ ó ëàêòèðóþùèõ òðàíñãåííûõ ñâèíåé â F3 ïîêàçàëî íàëè÷èå ýêñïðåññèè ÑÒà â ìîëî÷íîé æåëåçå, ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçå, ñëþííîé æåëåçå è â ãèïîôèçå. Â
41
ñåðäöå, ïå÷åíè, ïî÷êàõ, ëåãêèõ è ìûøöàõ ó ýòèõ æèâîòíûõ ýêñïðåññèþ
ÑÒà íå íàáëþäàëè. Òàêèì îáðàçîì, òðàíñãåííûå æèâîòíûå õàðàêòåðèçîâàëèñü áîëåå âûñîêèì ñîäåðæàíèåì ÑÒà â îðãàíàõ è òêàíÿõ, ïðè ýòîì íàèáîëåå àêòèâíîå ïðîäóöèðîâàíèå ÑÒà ïðîèñõîäèëî ó òðàíñãåííûõ ëàêòèðóþùèõ ñâèíîìàòîê. Íàëè÷èå ÑÒà â ñëþííîé è ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçàõ è
ãèïîôèçå ñâèäåòåëüñòâóåò î íåñïåöèôè÷åñêîé ýêñïðåññèè, îáóñëîâëåííîé
ïðîìîòîðîì WAP.  öåëîì ïîëó÷åííûå äàííûå ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê
óêàçàíèå íà ïðåèìóùåñòâî òðàíñãåííûõ ñâèíåé íàä êîíòðîëüíûìè ïî àêòèâíîñòè àíàáîëè÷åñêèõ ïðîöåññîâ.
Ó ìîëîäíÿêà ñâèíåé â F5 ñîäåðæàíèå ïðîäóêòîâ ìåòàáîëèçìà â ñûâîðîòêå êðîâè ó òðàíñãåííûõ è êîíòðîëüíûõ îñîáåé íàõîäèëîñü â ïðåäåëàõ ôèçèîëîãè÷åñêîé íîðìû. Ñðåäè íàèáîëåå çàìåòíûõ ñëåäóåò îòìåòèòü
íàáëþäàåìûå èçìåíåíèÿ â àêòèâíîñòè àìèíîòðàíñôåðàç — àëàíèíàìèíîòðàíñôåðàçû è àñïàðòàòàìèíîòðàíñôåðàçû (ÀëÀÒ è ÀñÀÒ). Ó òðàíñãåííûõ îñîáåé êîíöåíòðàöèÿ ÀëÀÒ
áûëà íà 37,2 % âûøå, ÷åì ó àíàëîãîâ èç êîíòðîëüíîé ãðóïïû. Àêòèâíîñòü ÀëÀÒ ïîëîæèòåëüíî êîððåëèðîâàëà ñ êîíöåíòðàöèåé ãëþêîçû â
Ðèñ. 1. Àêòèâíîñòü àëàíèíàìèíîòðàíôåðàçû (à) ñûâîðîòêå êðîâè, êîòîðàÿ ó òðàíñè àñïàðòàòàìèíîòðàíñôåðàçû (á) â êðîâè ó êîí- ãåííûõ ñâèíåé áûëà íà 8,8 % âûøå,
òðîëüíûõ è òðàíñãåííûõ ñâèíåé ãåíåðàöèè F5 . ÷åì ó àíàëîãîâ èç êîíòðîëüíîé ãðóïÈñïîëüçîâàííàÿ ãåííàÿ êîíñòðóêöèÿ — WAPïû. Àêòèâíîñòü ÀñÀÒ â ñûâîðîòêå
hGH (ãåí ñîìàòîòðîïíîãî ãîðìîíà ÷åëîâåêà
êðîâè òàêæå èìåëà áîëåå âûñîêîå
ïîä êîíòðîëåì WAP-ïðîìîòîðà ìûøè).
çíà÷åíèå (íà 16,7 %) ó îñîáåé èç
îïûòíîé ãðóïïû ïî ñðàâíåíèþ ñ êîíòðîëüíûìè (ðèñ. 1). Òåíäåíöèþ ê
ðîñòó àêòèâíîñòè ÀñÀÒ ó òðàíñãåííûõ ñâèíåé ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê
óêàçàíèå íà èíòåíñèôèêàöèþ áåëêîâîãî è ýíåðãåòè÷åñêîãî îáìåíà â ïå÷åíè è ìûøå÷íîé òêàíè ýòèõ æèâîòíûõ.
ÑÒÃ — îäèí èç ðåãóëÿòîðîâ ëèïèäíîãî îáìåíà, è åãî ïîâûøåííàÿ
ïðîäóêöèÿ óñèëèâàåò ïåðåìåùåíèå æèðà ñ ïåðèôåðèè â ïå÷åíü. Ó÷èòûâàÿ
ðàçëè÷èÿ â ñîäåðæàíèè ÑÒà â êðîâè ó êîíòðîëüíûõ è òðàíñãåííûõ ñâèíåé, ó
ïîñëåäíèõ ìîæíî îæèäàòü èçìåíåíèé â ëèïèäíîì îáìåíå. Ðåçóëüòàòû àíàëèçà ñîäåðæàíèÿ îáùèõ ëèïèäîâ è èõ êëàññîâ â ñûâîðîòêå êðîâè ó òðàíñãåííûõ è êîíòðîëüíûõ îñîáåé â F5 ïîêàçàëè (òàáë. 2), ÷òî â îáåèõ ãðóïïàõ
îíî íàõîäèëîñü â ïðåäåëàõ ôèçèîëîãè÷åñêîé íîðìû. Ïðè ýòîì â ãðóïïå
òðàíñãåííûõ îñîáåé ïî îáùèì ëèïèäàì ïîêàçàòåëè áûëè íà 5,6 % âûøå,
÷åì â êîíòðîëå, çà ñ÷åò ïîâûøåíèÿ êîíöåíòðàöèè ýôèðíîãî õîëåñòåðîëà.
2. Ñîäåðæàíèå îáùèõ ëèïèäîâ è êëàññîâ ëèïèäîâ â ñûâîðîòêå êðîâè ó òðàíñãåííîãî (îïûò) è íåòðàíñãåííîãî (êîíòðîëü) ìîëîäíÿêà ñâèíåé íà îòêîðìå â
F5 (X±x)
Ïîêàçàòåëü
Êîíòðîëü
(n = 6)
Îïûò
(n = 3)
Ðàçíèöà
«îïûò — êîíòðîëü»
Îïûò ê
êîíòðîëþ, %
Îáùèå ëèïèäû, ã%
0,40±0,01 0,38±0,02
0,02
5,6
 òîì ÷èñëå ïî êëàññàì, %:
ôîñôîëèïèäû
11,9±0,2 10,5±0,2
−1,50
−12,5
ìîáèëüíûå + äåïîíèðîâàííûå ãëèöåðîëû
2,2±0,2
1,5±0,1
−0,70
−30,9
õîëåñòåðîë
3,6±0,3
2,4±0,1
−1,20
−32,0
ñâîáîäíûé õîëåñòåðîë
37,7±0,3 44,4±0,3
6,80
17,9
òðèãëèöåðîëû
38,3±0,2 35,6±0,0
−2,70
−6,9
ÍÝÆÊ
5,9±0,2
5,4±0,1
−0,50
−8,5
Ï ð è ì å ÷ à í è å. ÍÝÆÊ — íåýòåðèôèöèðîâàííûå æèðíûå êèñëîòû. Èñïîëüçîâàííàÿ ãåííàÿ êîíñòðóêöèÿ — WAP-hGH (ãåí ñîìàòîòðîïíîãî ãîðìîíà ÷åëîâåêà ïîä êîíòðîëåì WAP-ïðîìîòîðà ìûøè).
42
Íåîáõîäèìî îòìåòèòü òåíäåíöèþ ê ñíèæåíèþ ïðîöåíòíîãî ñîäåðæàíèÿ âñåõ êëàññîâ ëèïèäîâ (çà èñêëþ÷åíèåì ýôèðíîãî õîëåñòåðîëà) ó
òðàíñãåííûõ æèâîòíûõ ïî ñðàâíåíèþ ñ êîíòðîëåì, ÷òî, âîçìîæíî, ñâÿçàíî ó íèõ ñ ïîâûøåííîé ôóíêöèîíàëüíîé àêòèâíîñòüþ ÑÒÃ, êîòîðûé ñïîñîáñòâóåò ïåðåìåùåíèþ ëèïèäîâ ñ ïåðèôåðèè â ïå÷åíü, ãäå ïðîèñõîäèò
àêòèâíûé ãèäðîëèòè÷åñêèé ðàñïàä ñ îáðàçîâàíèåì ãëèöåðèíà è æèðíûõ
êèñëîò è èñïîëüçîâàíèå èõ â êà÷åñòâå ýíåðãåòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà.
Ñëåäóåò òàêæå îáðàòèòü âíèìàíèå íà óâåëè÷åíèå êîëè÷åñòâà ïîëèíåíàñûùåííûõ æèðíûõ êèñëîò — ëèíîëåâîé, ëèíîëåíîâîé è àðàõèäîíîâîé â êðîâè òðàíñãåííûõ ñâèíåé.  ÷àñòíîñòè, íà äîëþ ýòèõ æèðíûõ êèñëîò ó êîíòðîëüíûõ îñîáåé ñóììàðíî ïðèõîäèëîñü 7,90 %, â òî âðåìÿ êàê
ó òðàíñãåííûõ ïîêàçàòåëü áûë íà 1,96 % âûøå. Ñóììàðíîå óâåëè÷åíèå
ïðîèñõîäèëî â ðåçóëüòàòå ïîâûøåíèÿ ñîäåðæàíèÿ êàæäîé èç âûøåíàçâàííûõ æèðíûõ êèñëîò (ðèñ. 2).
Ïðîòèâîðå÷èâîñòü äàííûõ ïî
ôåíîòèïó òðàíñãåííûõ æèâîòíûõ
ïîäòâåðæäàåò, ÷òî ïðîáëåìà ðåãóëÿöèè ôóíêöèé îðãàíèçìà ïîñðåäñòâîì òðàíñãåíåçà î÷åíü ñëîæíà, òàê
êàê çàòðàãèâàåò ìíîãèå ðåãóëèðóþùèå îáìåí âåùåñòâ ìåõàíèçìû, âîçäåéñòâèå êîòîðûõ ïðè òðàíñãåíåçå â
êîíå÷íîì èòîãå îïðåäåëÿåò èçìåíåíèÿ â ôåíîòèïå.
 ýòîì àñïåêòå ñëåäóåò îáðàòèòüñÿ ê òðóäàì âûäàþùåãîñÿ èñÐèñ. 2. Ñîäåðæàíèå ïîëèíåíàñûùåííûõ æèð- ñëåäîâàòåëÿ È.È. Øìàëüãàóçåíà, êîíûõ êèñëîò â ñûâîðîòêå êðîâè ó êîíòðîëüíûõ
è òðàíñãåííûõ ñâèíåé ãåíåðàöèè F5. Ñ18:2 — òîðûé óòâåðæäàë: «Íàñëåäñòâåííàÿ
ëèíîëåâàÿ, Ñ18:3 — ëèíîëåíîâàÿ, Ñ20:4 — àðà- ñòîéêîñòü îðãàíèçìà îáúÿñíÿåòñÿ
õèäîíîâàÿ. Èñïîëüçîâàííàÿ ãåííàÿ êîíñò- ñëîæíîñòüþ ñèñòåìû ìîðôîëîãè÷åðóêöèÿ — WAP-hGH (ãåí ñîìàòîòðîïíîãî ãîð- ñêèõ ñâÿçåé, îáúåäèíÿþùèõ âñå ÷àñìîíà ÷åëîâåêà ïîä êîíòðîëåì WAP-ïðîìîòîðà
òè ðàçâèâàþùåãîñÿ îðãàíèçìà â îäìûøè).
íî öåëîå, à íå ñòîéêîñòüþ íàñëåäñòâåííîãî âåùåñòâà, òî åñòü ãåíîâ».
Êàê óæå îòìå÷àëîñü âûøå, èíòåãðàöèþ ãåíîâ â ãåíîì ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê ðàçíîâèäíîñòü ìóòàöèè (èíñåðöèè). Ïî ïðåäñòàâëåíèþ
àêàäåìèêà È.È. Øìàëüãàóçåíà, ëþáûå èçìåíåíèÿ â ãåíîìå (ìóòàöèè) è èõ
âîçäåéñòâèå íà ôåíîòèï ñãëàæèâàþòñÿ íàëè÷èåì õîðîøî ðàçâèòûõ ó âûñøèõ æèâîòíûõ ìîðôîëîãè÷åñêèõ êîððåëÿöèé. È.È. Øìàëüãàóçåí ïèñàë:
«Â ïðîöåññå ýâîëþöèè îðãàíèçì èçìåíÿåòñÿ è ýâîëþöèîíèðóåò êàê åäèíîå
öåëîå. Óæå îòäåëüíûå ìóòàöèè èìåþò, áëàãîäàðÿ ñâÿçàííîñòè ïðîöåññîâ
èíäèâèäóàëüíîãî ðàçâèòèÿ, õàðàêòåð èçìåíåíèé âñåãî îðãàíèçìà â öåëîì».
Ïî ìíåíèþ È.È. Øìàëüãàóçåíà, ìóòàöèè íèêîãäà íå ïðîÿâëÿþòñÿ â èçìåíåíèÿõ îòäåëüíûõ ïðèçíàêîâ, à âñåãäà ïðîÿâëÿþòñÿ â âèäå èçìåíåíèÿ
êîððåëÿöèîííûõ îòíîøåíèé, ïðè÷åì ñóùåñòâóþùèå êîððåëÿöèè ÷àñòî òåðÿþòñÿ, à âçàìåí ýòîãî óñòàíàâëèâàþòñÿ ñîâåðøåííî íîâûå.
Ïðîâåäåííûå íàìè èññëåäîâàíèÿ âçàèìîçàâèñèìîñòåé ìåæäó íåêîòîðûìè áèîõèìè÷åñêèìè ïîêàçàòåëÿìè â îïûòíûõ è êîíòðîëüíûõ ãðóïïàõ
ñâèíåé ïîêàçàëè, ÷òî â îðãàíèçìå â ðåçóëüòàòå èíòåãðàöèè ãåííîé êîíñòðóêöèè ñóùåñòâåííî èçìåíèëàñü íå òîëüêî ïðîäóêöèÿ ÑÒÃ, íî è ñëîæèâøèåñÿ êîððåëÿöèè (òàáë. 3). Êàê ñëåäóåò èç ïðåäñòàâëåííûõ â ýòîé òàáëèöå äàííûõ, èç 13 ïàð ïðèçíàêîâ â øåñòè ñëó÷àÿõ êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè äëÿ òðàíñãåííûõ è êîíòðîëüíûõ îñîáåé èìåë îòðèöàòåëüíîå çíà÷åíèå.
43
Íàïðèìåð, åñëè êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè ìåæäó ñîäåðæàíèåì êðåàòèíèíà è êðåàòèíêèíàçû ó òðàíñãåííûõ ñâèíåé ðàâíÿëñÿ −0,64, òî ó êîíòðîëüíûõ — +0,58. Êîððåëÿöèÿ ìåæäó ñîäåðæàíèåì ãëþêîçû è èíñóëèíà ñîñòàâëÿëà ñîîòâåòñòâåííî +0,49 è −0,13. Äàæå åñëè çíàê êîýôôèöèåíòà
êîððåëÿöèè áûë îäèíàêîâûì ó æèâîòíûõ îáåèõ ãðóïï, â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ âåëè÷èíà ïîñëåäíåãî îêàçàëàñü ñóùåñòâåííî ìåíüøåé ó òðàíñãåííûõ
æèâîòíûõ ïî ñðàâíåíèþ ñ êîíòðîëüíûìè àíàëîãàìè. Òàê, ïî ñîäåðæàíèþ
îáùåãî áåëêà è ìî÷åâèíû â êðîâè êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè ó òðàíñãåííûõ ñâèíåé ñîñòàâëÿë −0,46, ó êîíòðîëüíûõ — −0,83, ïî êîíöåíòðàöèè
ãëþêîçû è òðèãëèöåðèäîâ — ñîîòâåòñòâåííî −0,66 è −0,99, àìèëàçû è ãëþêîçû — ñîîòâåòñòâåííî +0,03 è +0,52.
3. Êîððåëÿöèîííûå çàâèñèìîñòè ìåæäó áèîõèìè÷åñêèìè ïîêàçàòåëÿìè êðîâè ó
òðàíãñåííûõ (îïûò) è íåòðàíñãåííûõ (êîíòðîëü) ñâèíåé (ãåíåðàöèè F3 è F5)
Ïàðà ñðàâíèâàåìûõ ïîêàçàòåëåé
Êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè r
îïûò
êîíòðîëü
Êðåàòèíèí—êðåàòèíêèíàçà
−0,64
Îáùèé áåëîê—ìî÷åâèíà
−0,46
Ãëþêîçà—èíñóëèí
+0,43
Ãëþêîçà—òðèãëèöåðèäû
−0,66
ÀñÀÒ—îáùèé áåëîê
+0,50
ÀëÀÒ—îáùèé áåëîê
+0,51
Òèðîêñèí—ìî÷åâèíà
−0,66
Òèðîêñèí—èíñóëèí
−0,39
Àìèëàçà—ãëþêîçà
+0,03
Òðèéîäòèðîíèí—òèðîêñèí
+0,10
Ëàêòàòäåãèäðîêèíàçà—õîëåñòåðèí
−0,87
Êîðòèçîë—ìî÷åâèíà
+0,01
Ëàêòàòäåãèäðîêèíàçà—ìîëî÷íàÿ êèñëîòà
+0,39
Ï ð è ì å ÷ à í è å. ÀñÀÒ — àñïàðòàòàìèíîòðàíñôåðàçà, ÀëÀÒ — àëàíèíàìèíîòðàíñôåðàçà.
+0,58
−0,83
−0,13
−0,99
+0,50
+0,21
−0,78
+0,02
+0,52
−0,76
+0,33
+0,88
−0,07
 öåëîì ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî èíòåãðàöèÿ ãåííîé êîíñòðóêöèè WAPhGH ïðèâîäèò íå òîëüêî ê ìîäèôèêàöèè ðÿäà ôåíîòèïè÷åñêèõ ïðèçíàêîâ, íî îäíîâðåìåííî ñóùåñòâåííî èçìåíÿåò íàïðàâëåíèå è âåëè÷èíó ìíîãèõ êîððåëÿöèé â îðãàíèçìå æèâîòíûõ. Ýòî ñëóæèò îïðåäåëåííûì ïðåèìóùåñòâîì äëÿ ñåëåêöèè, òàê êàê ñëîæèâøèåñÿ ñâÿçè ñïîñîáñòâóþò ñòàáèëèçàöèè îðãàíèçìà è ïðåïÿòñòâóþò åãî èçìåíåíèþ.
Èç ïîëó÷åííûõ íàìè ðåçóëüòàòîâ ñòàíîâèòñÿ î÷åâèäíûì, ÷òî âûñîêèé óðîâåíü ÑÒà â êðîâè òðàíñãåííûõ ñâèíåé íå ìîæåò áûòü ïîëíîñòüþ ðåàëèçîâàí â íîðìàëüíîì îðãàíèçìå, òàê êàê âñå äðóãèå ìåõàíèçìû
ó÷àñòèÿ ÑÒà â ìåòàáîëèçìå îêàçûâàþòñÿ íåèçìåííûìè. Òàê, âîçìîæíî
ïðîòèâîðå÷èå ìåæäó âûñîêèì ñîäåðæàíèåì ÑÒà è êîëè÷åñòâîì ðåöåïòîðîâ ýòîãî ãîðìîíà.
Ïðåäñòàâëåííûå äàííûå ïîäòâåðæäàþò ðàçðàáîòàííóþ È.È. Øìàëüãàóçåíîì òåîðèþ îðãàíèçìà êàê öåëîñòíîé ñèñòåìû â èíäèâèäóàëüíîì è
èñòîðè÷åñêîì ðàçâèòèè. «Òàê êàê âñå îðãàíû æèâîòíîãî îáðàçóþò åäèíóþ
ñèñòåìó, ÷àñòè êîòîðîé çàâèñÿò äðóã îò äðóãà è äåéñòâóþò è ïðîòèâîäåéñòâóþò îäíà ïî îòíîøåíèþ ê äðóãîé, íèêàêîå èçìåíåíèå íå ìîæåò îáíàðóæèòüñÿ â îäíîé ÷àñòè áåç òîãî, ÷òîáû íå âûçâàòü ñîîòâåòñòâóþùèå èçìåíåíèÿ âî âñåõ îñòàëüíûõ ÷àñòÿõ».
Èòàê, òðàíñãåííûå æèâîòíûå õàðàêòåðèçóþòñÿ ïåðåñòðîéêîé ñëîæèâøèõñÿ êîððåëÿòèâíûõ ñâÿçåé, êîòîðûå, íåñîìíåííî, îêàçûâàþò âëèÿíèå íà ïðîöåññû ðàçâèòèÿ îñîáåé. Âñå ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî èíòåãðàöèÿ è ïîñëåäóþùàÿ ýêñïðåññèÿ ãåíîâ ñóùåñòâåííûì îáðàçîì ìåíÿåò
õàðàêòåð îáìåíà âåùåñòâ, çàòðàãèâàåò âåëè÷èíó âàæíåéøèõ áèîõèìè÷åñêèõ
ïîêàçàòåëåé. Ðàçóìååòñÿ, ñåé÷àñ åùå òðóäíî îïðåäåëèòü çíà÷åíèå êàæäîãî
èç ýòèõ ôàêòîðîâ äëÿ ðàçâèòèÿ õîçÿéñòâåííî öåííûõ ïðèçíàêîâ, ýòî áóäåò
ïðåäìåòîì äàëüíåéøèõ èññëåäîâàíèé.
44
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Á ð å ì Ã., Ç è í î â ü å â à Í.À., Ý ð í ñ ò Ë.Ê. Ãåííûå ôåðìû — íîâûé ïóòü ïðîèçâîäñòâà áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûõ ïðîòåèíîâ òðàíñãåííûìè æèâîòíûìè. Ñåëüñêîõîçÿéñòâåííàÿ
áèîëîãèÿ, 1993, 6: 3-27.
Ý ð í ñ ò Ë.Ê., Á ð å ì Ã., Ç è í î â ü å â à Í. Ãåííî-èíæåíåðíûå òåõíîëîãèè — íîâûé
ïóòü ðàçâèòèÿ æèâîòíîâîäñòâà. Çîîòåõíèÿ, 1994, 5: 2-4.
Ý ð í ñ ò Ë.Ê., Ç è í î â ü å â à Í.À., Á ð å ì Ã. Ñîâðåìåííîå ñîñòîÿíèå è ïåðñïåêòèâû
èñïîëüçîâàíèÿ òðàíñãåííûõ òåõíîëîãèé â æèâîòíîâîäñòâå. Ì., 2002.
P i t t i u s C.W., H e n n i g h a u s e n L., L e e E., W e s t p h a l H., N i c o l s E., V i t a l e J.
A milk protein gene promoter directs the expression of human tissue plasminogen activator
cDNA to the mammary gland in transgenic mice. PNAS USA, 1988, 85: 5874-5878.
R e d d y V.B., V i t a l e J.A., W e i C., M o n t o y a - Z a v a l a M., S t i c e S.L., B a l i s e J., R o b i J.M. Expression of human growth hormone in the milk of transgenic mice.
Anim. Biotechnol., 1991, 2: 15-29.
G ü n z b u r g W.H., S a l m o n s B., Z i m m e r m a n n B., M ü l l e r M., E r f l e V.,
B r e m G. A mammary specific promoter directs expression of growth hormone not only to
the mammary gland, but also to Bergman Glia cells in transgenic mice. Mol Endocrinol.,
1991, 5: 123-133.
Ø ì à ë ü ã à ó ç å í È.È. Ôàêòîðû ýâîëþöèè (òåîðèÿ ñòàáèëèçèðóþùåãî îòáîðà). Ì.Ë., 1946.
M e h t a l i N., L e M e u r V., L a t h e R. The methylation-free status of a houskeeping transgene is lost at high copy number. Gene, 1990, 91: 179-184.
B r e m G., B r e n n i n g B., S a l a m o n s B. et al. Unerwartets transgene Expression eines
gesaengespezifischen Wachstumshormon Genkonstruktes in den Bergmann-Gliazellen der
Maus. Tiwrarztl. Prax., 1991, 19: 1-6.
Ê ë å í î â è ö ê è é Ï.Ì., Í å ê ð à ñ î â À.À. Ìóòàöèîííûå èçìåíåíèÿ ó òðàíñãåííûõ æèâîòíûõ. Â ñá.: Àêòóàëüíûå ïðîáëåìû ðàçâèòèÿ æèâîòíîâîäñòâà. Äóáðîâèöû, 1998: 184-191.
Ê à ë à ø í è ê î â à Ë.À. Èñïîëüçîâàíèå ÄÍÊ-òåõíîëîãèé äëÿ îöåíêè è èçìåíåíèÿ ãåíîìà ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ æèâîòíûõ. Àâòîðåô. äîêò. äèñ. Ëåñíûå Ïîëÿíû, 1998.
Ê ó ä ð ÿ â ö å â À.À., Ê ó ä ð ÿ â ö å â à Ë.À. Êëèíè÷åñêàÿ ãåìàòîëîãèÿ æèâîòíûõ. Ì., 1974.
Ê î í ä ð à õ è í È.Ï., À ð õ è ï î â À.Â., Ë å â ÷ å í ê î Â.È., Ò à ë à í î â Ã.À., Ô ð î ë î â à Ë.À., Í î â è ê î â Â.Ý. Ìåòîäû âåòåðèíàðíîé êëèíè÷åñêîé ëàáîðàòîðíîé äèàãíîñòèêè: Ñïðàâî÷íèê /Ïîä ðåä. È.Ï. Êîíäðàõèíà. Ì., 2004.
Ì å ð ê ó ð ü å â à Å.Ê. Áèîìåòðèÿ â ñåëåêöèè è ãåíåòèêå ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûé æèâîòíûõ. Ì., 1970.
1ÃÍÓ
Âñåðîññèéñêèé ÍÈÈ æèâîòíîâîäñòâà
Ðîññåëüõîçàêàäåìèè,
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ
15 ÿíâàðÿ 2013 ãîäà
142132 Ìîñêîâñêàÿ îáë., Ïîäîëüñêèé ð-í, ïîñ. Äóáðîâèöû,
e-mail: n_zinovieva@mail.ru;
2ÃÁÎÓ ÂÏÎ Ðîññèéñêèé íàöèîíàëüíûé
èññëåäîâàòåëüñêèé ìåäèöèíñêèé óíèâåðñèòåò
èì. Í.È. Ïèðîãîâà Ìèíçäðàâñîöðàçâèòèÿ Ðîññèè,
117997 ã. Ìîñêâà, óë. Îñòðîâèòÿíîâà, 1,
e-mail: aleks_ariah@mail.ru;
3Veterinärmedizinische Universität
(Èíñòèòóò æèâîòíîâîäñòâà è ãåíåòèêè
Âåòåðèíàðíî-ìåäèöèíñêîãî óíèâåðñèòåòà),
Veterinaerplatz, 1, A-1210 Vienna, Austria,
e-mail: gottfried.brem@agrobiogen.de
BIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF PIGS TRANSGENIC
FOR HUMAN GROWTH HORMONE
L.K. Ernst 1, N.A. Zinovieva1, N.A. Volkova1, A.Yu. Filimonov2, I.A. Ralkov1,
I.V. Gusev1, G. Brem3
Summary
The increase of growth hormone expression in pigs transgenic for WAP-hGH gene construct of F3 (non-pregnant and lactating sows) and F5 generations (young gilts in age of 5 and 9
months) was observed. The alteration of some biochemical characteristics of blood serum in transgenic pigs comparing to control animals was detected. The differences in correlation relationships between some biochemical characteristics of transgenic and control pigs were established.
45