Лекции3 Генная Инженерия 2 курс Био Маги

Содержание

Слайд 2

25-30 мышиных яйцеклеток с чужеродным геном после микроинъекции имплантируются в псевдобеоременную

25-30 мышиных яйцеклеток с чужеродным геном после микроинъекции имплантируются в псевдобеоременную

самку, которая была предварительно спарена с вазектомированным самцом. Таким образом, ни одна яйцеклетка самки не может быть оплодотворена. Самка произведет на свет мышат из имплантированных яйцеклеток через 3 недели.
После рождения присутствие чужеродной ДНК можно подтвердить ДНК –гибридизацией или ПЦР-анализом.
Трансгенная мышь может быть спарена с другой трансгенной мышью чтобы получить гомозиготные трансгенные мыши.
Слайд 3

Использование вирусов для переноса генов Вирусные частицы имеют природное свойство адсорбироваться

Использование вирусов для переноса генов

Вирусные частицы имеют природное свойство адсорбироваться на

поверхности клеток и внедрять ДНК в цитоплазму. Это можно использовать для введения рекомбинантной ДНК в клетки животных.
Несколько классов вирусов применяли для генной терапии и, по крайней мере,8 из них дошли до клинических испытаний. Трансген можно ввести в вирус либо в интактный геном, либо с заменой одного или нескольких вирусных генов. Провдится лигирование или гомологичная рекомбинация.
Слайд 4

Преимущества вирусных векторов Большая емкость для чужеродной ДНК У вируса нет

Преимущества вирусных векторов

Большая емкость для чужеродной ДНК
У вируса нет цитотоксического эффекта,

так как некоторые гены удалены.
Аденовирус
Это вирусы с линейной двуцепочечной ДНК примерно в 36 тыс.п.о. имеют следующие приемущества:
стабильность
Высокая емкость для чужеродной ДНК
Широкий спектр хозяев, включая не делящиеся клетки
Способность давать высокий титр вплоть до 1011 pfu/ml.
Слайд 5

Адено-ассоциированные вирусы (AAV) Эти вирусы генетически не ролдственны аденовирусам, но называются

Адено-ассоциированные вирусы (AAV)

Эти вирусы генетически не ролдственны аденовирусам, но называются так,

потому что впервые были открыты как контаминанты фденовирусов.
AAV являются одноцепочечными ДНК-содержащими вирусами и принадлежат к семейству парвовирусов.
Они являются дефектными прирепликации. Т.е. не могут реплицироваться и завершить инфекционный цикл без другого вируса, такого как аденовирус. AAV реплицируется по литическому пути и производит тысячи вирионов.
Слайд 6

Зависимость AAV от гетерологичного вируса-помощника, например, аденовируса, обеспечивает высокий уровень контроля

Зависимость AAV от гетерологичного вируса-помощника, например, аденовируса, обеспечивает высокий уровень контроля

над вирусной репликацией, делая AAV одним из самых безопасных векторов для генной терапии.
Другим преимуществом этого вирусного вектора является широкий спектр хозяев и не делящиеся клетки.
Слайд 7

Геном AAV является мальньким (5 тыс.п.о.) и включает центральный район, содержащий

Геном AAV является мальньким (5 тыс.п.о.) и включает центральный район, содержащий

ген rep (репликаза) и cap (капсида), фланкируемыми инвертированными терминальными повторами в 145 п.о.
Чужеродная ДНК замещает район гена сар и экспрессируется с помощью локального вирусного промотора. Однако, rep белок может мешать экспрессии и иметь некоторый цитотоксический эффект.
Слайд 8

Созданы новые векторы с делецией генов rep и cap genes и

Созданы новые векторы с делецией генов rep и cap genes и

использующие только повторяющиеся элементы, необходимые для репликации, транскрипции и интеграции провируса.
AAV векторы используются для эффективного введения генов во многие клетки, включая печень, мышцы и нейроны.
Слайд 9

Бакуловирусные векторы (BV) Бакуловирусы обеспечивают высокий уровень экспрессии трансгена в клетках

Бакуловирусные векторы (BV)

Бакуловирусы обеспечивают высокий уровень экспрессии трансгена в клетках насекомых,

однако их можно использовать и на клетках млекопитающих.
Бакуловирусы имеют палочковидную форму капсида с большой двуцепочечной молекулой ДНК. Они эффективно инфицируют насекомых.
Слайд 10

Одна из проблем экспрессии белков млекопитающих в клетках насекомых – различный

Одна из проблем экспрессии белков млекопитающих в клетках насекомых – различный

тип гликозилирования белков. Одним из решений является использование большой емкости BV векторов для ко-экспрессии различных трансгенов, таким образом можно модифицировать процесс гликозирования в клетках хозяев путем экспрессии соответствующих ферментов гликозилирования одновременно с экспрессией трансгена.
Слайд 11

Протокол для получения трансгенных телят Сбор ооцитов с мясокомбината (забой коров);

Протокол для получения трансгенных телят
Сбор ооцитов с мясокомбината (забой коров);
in vitro

созревание этих ооцитов;
in vitro оплодотворение ооцитов спермой быков;
Центрифугирование оплодотворенных ооцитов для лучшей визуализации пронуклеусов;
Микроинъекция ДНК в мужской пронуклеус;
in vitro развитие эмбриона;
Транспалантация эмбриона в корову-реципиент;
Скрининг на присутствие трансгена у новорожденных телят;
С этой процедурой только 2 трансгенных теленка полоучено с использованием 2470 ооцитов, т.е. процедура возможна, но не очень эффективна.
Слайд 12

Цели получения трансгенных коров Изменить состав молока. Например, получать молока с

Цели получения трансгенных коров
Изменить состав молока. Например, получать молока с желательными

аллелями по гену каппа-казеина. При этом можно повысить выход и качество производимого из этого молока сыра.
Получение трансгенных коров, производящих молоко, свободное от лактозы.
Получение трансгенных коров генетически устойчивых к бактериальным, вирусным инфекциям, например, возбудителям мастита.
Слайд 13

Трансгенная птица Птичьи яйцеклетки обычно оплодотворяются через 30 минут после овуляции.

Трансгенная птица
Птичьи яйцеклетки обычно оплодотворяются через 30 минут после овуляции. Деление

клеток происходит в яйцеводе в течение 20 часов до яйцекладки. За это время эмбрион состоит из приблизительно 60,000 плюрипотентных клеток, называемых бластодермом.
Наличие желтка и множества пронуклеусов делает метод микроинъекции ДНК непрактичным.
Слайд 14

Протокол для птицы Бластодермальные клетки удаляют из донорного яйца. Эти клетки


Протокол для птицы
Бластодермальные клетки удаляют из донорного яйца.
Эти клетки

трансфицируют катионными липидами (липосомами) с чужеродной ДНК (липофекция).
Затем клетки снова вводят в в эмбрионы свежеснесенных реципиентных яиц.
Часть потомства будет состоять из смеси клеток (донора и реципиента), т.е. будут химерами.
Слайд 15

Цели получения трансгенной птицы Улучшить генетику существующих линий птицы в отношении:



Цели получения трансгенной птицы
Улучшить генетику существующих линий птицы в

отношении:
Устойчивость к птичьим вирусным и кокцидиальным инфекциям;
Улучшить конверсию корма;
Понизить содержание жира и холестерина в яйце.
Слайд 16

Методы получения трансгенных растений

Методы получения трансгенных растений

Слайд 17

Агробактерии - природные геномодификаторы По мнению древних ученых-философов, ни один человек

Агробактерии - природные геномодификаторы
По мнению древних ученых-философов, ни один человек не

способен придумать что-либо, чего в природе не существует. Людям отведена лишь роль первооткрывателей или (в худшем случае) исказителей идей и явлений самой природы.
В отношении ГМО эта теория оправдана на все сто процентов.
Слайд 18

АГРОБАКТЕРИИ Род грамотрицательных аэробных бактерий. 4 вида, обитают в почве, главным

АГРОБАКТЕРИИ
Род грамотрицательных аэробных бактерий. 4 вида, обитают в почве, главным

образом в ризосфере. Способны вызывать образование галлов (опухолей) у многих растений. Патогенность агробактерий обусловлена наличием в их клетках плазмид.
На основе этих плазмид создают векторы, которые используются в генетической инженерии для введения чужеродных генов в клетки растений.
Слайд 19

Клетки растений можно обработать лизоцимом для удаления клеточной стенки с получением

Клетки растений можно обработать лизоцимом для удаления клеточной стенки с получением

протопластов, которые осторожно центрифугируют, наслаивая на монослой клеток млекопитающих для содействрия их слиянию в присутствии полиэтиленгликоля.
Использование липосом (липофекция) является эффективным инструментом, приводя к трансформации 90% клеток.
Слайд 20

Получив такой подарок, клетки начинают бурно делиться, превращаясь в разрастание рыхлой

Получив такой подарок, клетки начинают бурно делиться, превращаясь в разрастание

рыхлой ткани — корончатый галл, и вырабатывать ряд экзотических веществ, которыми и питаются трансформировавшие их бактерии.

Корончатые галлы, образуемые на корнях

Agrobacterium tumefaciens поражает стебли и листья некоторых растений, причем ее Ti-плазмиды умеют встраивать часть своей ДНК в хромосому растительной клетки.

Слайд 21

Генетическая колонизация растения 1- агробактерии существуют в ризосфере; 2 - строение

Генетическая колонизация растения
1- агробактерии существуют в ризосфере; 2 - строение

A. tumefaciens;
3 – встраивание Т-ДНК в геном;
4 – образование опухоли
Слайд 22

Локализация корончатого галла на шейке корней растений. Опины (необычное для растений

Локализация корончатого галла на шейке корней растений.

Опины (необычное для растений соединение)

синтезируются трансформированными растениями.

Не обнаруживаются в нетрансформированных растительных тканях.

Слайд 23

Корневой рак плодовых культур.

Корневой рак плодовых культур.

Слайд 24