Transgeniczne zwierzęta

Transkrypt

1 Transgeniczne zwierzęta

2 Hodowla zwierząt Udomowienie zwierząt i prowadzona przez tysiące lat hodowla i kierunkowa selekcja doprowadziły do otrzymania róŝnorodnych ras i form zwierząt

3 Co to są transgeniczne zwierzęta? komórka organizm jądro transgen chromosomy DNA

4 Transgeniczny Nietransgeniczny (typ dziki) Funkcja (fenotyp)

5 transgeniczny Nazwę transgeniczne nadali Gordon i współpracownicy w 1980 roku zwierzętom, które zawierają włączony w ich genom obcy DNA, wprowadzony jedną z metod laboratoryjnych. Obecnie nazwa transgeniczny ma szersze znaczenie i obejmuje zwierzęta poddane innego rodzaju modyfikacjom genetycznym, np. zwierzęta z knock-out em (wyłączeniem funkcji) genów, lub z przejściową ekspresją obcych genów w komórkach somatycznych.

6 W jakim celu tworzy się transgeniczne o Cele naukowe Poznanie mechanizmów procesów biologicznych Rozszyfrowanie sekwencji genomów Genetyczne modele chorób Regulacja ekspresji genów o Cele praktyczne zwierzęta? Zmiany jakościowe i ilościowe produktów zwierzęcych (hodowla) Odporność na choroby i pasoŝyty Wykorzystanie w medycynie

7 Metody transgenezy o Mikroiniekcja DNA o Komórki linii zarodkowej o Wektory retrowirusowe o Transplantacja jąder komórkowych o Homologiczna rekombinacja

8 Mikroiniekcja DNA x Mikroiniekcja DNA u świni Mikroskop odwrócony z mikromanipulatorem 1-2-komórkowe zarodki świni za: Prosiaki otrzymane metodą mikroiniekcji DNA

9 TRANSGENICZNE ZWIERZĘTA W MEDYCYNIE I BADANIACH BIOMEDYCZNYCH - badania podstawowe Transgeniczne zwierzęta ( myszy) są niezastąpionym modelem w badaniu chorób człowieka, takich jak np. - nowotwory - otyłość - karłowatość - przyspieszone starzenie - choroby układu krąŝenia - cukrzyca, i in.

10 TRANSGENICZNE ZWIERZĘTA W MEDYCYNIE I BADANIACH BIOMEDYCZNYCH - ksenotransplantacje i biofarmaceutyki Genetycznie modyfikowane zwierzęta gospodarskie słuŝą/będą słuŝyły jako: dawcy narządów do ksenotransplantacji, źródło ksenogenicznych komórek i tkanek, producenci ludzkich biofarmaceutyków -Ŝywe bioreaktory wytwarzające ludzkie białka lecznicze w mleku, krwi, ślinie, nasieniu, moczu, jajach ptasich.

11 Ksenotransplantacje Świnie z wyłączonym genem alfa 1,3-galaktozylotransferazy, wykazujące ekspresję genów umoŝliwiających międzygatunkowe przeszczepy (inhibitora kaskady enzymatycznej dopełniacza i N- acetyloglukozaminotransferazy III. Takahagi i in Molecular Reproduction and Development71,

12 Białka terapeutyczne w kurzych jajach Wykorzystanie drobiu jako bioreaktorów Produkcja w jajowodach duŝej ilości transgenicznego białka np. przeciwciała mir24 istotne w walce z rakiem skóry, ludzki interferon b-1a hamujący rozwój wirusa w komórce.

13 Przykłady ekspresji białek leczniczych w mleku transgenicznych zwierząt t gospodarskich GEN/BIAŁKO ZWIERZE AKTYWNOŚĆ BIOLOGICZNA; EW. DZIAŁANIE LECZNICZE POZIOM EKSPRESJI α1-antytrypsyna Owca Hamowanie aktywności elastazy; zapobieganie uszkodzeniom tkanek przez tą proteazę; mukowiscydoza, choroba pęcherzyków płucnych Antytrombina III (ATryn) Czynnik VIII Czynnik IX Tkankowy aktywator plazminogenu Koza Owca Koza Świnia Królik ludzki czynnik krzepliwości krwi, kontrola powstawania zakrzepów Krzepnięcie krwi; hemofilia typu A i B Królik Koza Proteaza przekształcająca plazminogen w plazminę; rozpuszczanie zakrzepów Interleukina-2 Królik Stymulacja proliferacji komórek T; powstawanie odpowiedzi immunologicznej IGF-I Królik Wzrost i róŝnicowanie komórek i tkanek; wzrost organizmu GH Królik Koza Wzrost i róŝnicowanie komórek; regulacja wzrostu organizmu; karłowatość i starzenie Laktoferyna Krowa Naturalny antybiotyk wykorzystywany przy operacjach (choroba wieńcowa), absorpcja Ŝelaza Białko nici pajęczej (Biosteel) (za Anioł i in., 2002, zmienione) Koza Produkcja ultra wytrzymałych i cienkich materiałów dla medycyny i przemysłu g/l 2-10 g/l 0,25 mg/l 53 mg/l 50µg/l 3 µg/l 430 µg/l 1 g/l 300 mg/l 50 mg/l mg/l do 3,5 g/l b.d

14 Zrekombinowana antytrombina ludzka produkowana w mleku kóz, dopuszczona na rynek UE w 2006

15 BioSteel - nowe materiały dzięki technologii transgenezy wykorzystywane w medycynie i mikroelektronice

16 Przykłady biofarmaceutyków II generacji wytwarzanych przez zwierzeta transgeniczne RODZAJ PRODUKTU PRZYKŁADY FIRMA BIOTECHNOLOGICZNA PRZECIWCIAŁA BR96 (Thymoglobulin ) Genzyme PRODUKTY SPOśYWCZE Kazeiny Nexia Biotechnologies HORMONY Hormon wzrostu Kalcytonina Nexia Biotechnologies Genzyme Transgenics SUBSTANCJE ODPORNOŚCIOWE Interferony Genzyme Transgenics ODśYWKI α-laktalbumina Knock-out genu β-laktoglobuliny (białka mleka powodującego alergie) Laktaza Lyzozym Abbott Laboratories Astra Hassle AB Pharming NV Nexia Biotechnologies BIAŁKA PLAZMY KRWI Inhibitor α-1-proteinazy Genzyme Transgenits BIAŁKA WYKORZYSTYWANE W CHIRURGII KOSMETYCZNEJ Kolagen Fibrynogen Pharming N V. ZymoGenetics SZCZEPIONKI Malaria Genzyme Transgenits (za Anioł i in., 2002, zmienione)

17 Cechy produkcyjne zwierząt transgenicznych Modyfikacje genetyczne mogą poprawić niektóre cechy produkcyjne zwierząt gospodarskich, takie jak: Tempo wzrostu i produkcja mięsa, Wydajność i jakość mleka, Ilość i jakość wełny, Odporność na choroby, Szybsze lub kontrolowane rozmnaŝanie, Lepsze wykorzystanie paszy

18 Aqua Bounty stara się o komercjalizację w USA atlantyckiego łososia (Salmo salar) z genem hormonu wzrostu. 18-miesięczna ryba jest wyraźnie większa od ryby nietransgenicznej w tym samym wieku.

19 Krowy odporne na BSE Japońscy i amerykańscy naukowcy otrzymali metodami inŝynierii genetycznej zarodki bydła domowego odporne na chorobę wściekłych krów (BSE) Maj, Kuroiwa et al Sequential targeting of the genes encoding immunoglobulin-mu and prion protein in cattle. Nature Genetics 36,

20 Enviropig - mniejsze zanieczyszczenie środowiska związkami fosforu

21 Transgeniczne ryby z genem fluorescencyjnego białka GloFish rybka akwariowa Danio pręgowany produkująca fluoryzujące białko. Dopuszczona do sprzedaŝy w USA (za wyjątkiem Kalifornii).

22 PODSUMOWANIE GloFish jedyne transgeniczne zwierze dostępne komercyjnie, Produkty otrzymywane z mleka transgenicznych zwierząt są dostępne na rynku EU (ATryn ), Brak na rynku produktów spoŝywczych pochodzących od transgenicznych zwierząt, Technik biotechnologii jak klonowanie nie naleŝy mylić z transgenezą, Kierunki wykorzystania w przyszłości transgenicznych zwierząt mogą być róŝne i będą odpowiadać waŝnym zapotrzebowaniom społecznym.