Бразильская корова вошла в историю как первая трансгенная по производству человеческого инсулина в своем молоке

Об этом пишет Лорен Куинн в релизе Университета Иллинойса.

«Мать-природа создала молочную железу как эффективную фабрику по производству белка, чем мы решили воспользоваться», - рассказывает Мэтт Уиллер, профессор кафедры животных наук, которая является частью Колледжа сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук (ACES) Университета Иллинойса. 

Уиллер является ведущим автором нового исследования, опубликованного в журнале «Biotechnology», описывающего создание коровы, производящей инсулин. Это экспериментальное достижение, которое можно будет масштабировать после дополнительных испытаний и одобрения FDA (Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США).

Коллеги Уиллера из Бразилии вставили сегмент человеческой ДНК, кодирующий проинсулин — белок-предшественник активной формы инсулина — в ядра клеток 10 коровьих эмбрионов. Их имплантировали в матку нормальных коров в Бразилии, и родилась одна трансгенная телочка. Благодаря обновленным технологиям генной инженерии человеческая ДНК стала объектом экспрессии (процесса, при котором последовательности генов считываются и транслируются в белковые продукты) только в тканях молочной железы.

«Раньше мы просто вводили ДНК и надеялись, что она будет выражена там, где вы хотели, - поясняет Уиллер. - В наши дни мы можем быть гораздо более стратегическими и целенаправленными. Использование конструкции ДНК, специфичной для ткани молочной железы, означает, что человеческий инсулин не циркулирует в крови коровы или других тканях. Это также позволяет использовать преимущества способности молочной железы производить большое количество белка». "

Когда телка достигла зрелости, команда безуспешно попыталась оплодотворить ее, используя стандартные методы искусственного осеменения, а затем стимулировала первую лактацию с помощью гормонов. В период лактации молоко было, но в меньшем количестве, чем если бы произошел естественный отел, тем не менее, в молоке были обнаружены человеческий проинсулин и, что удивительно, инсулин.

«Наша цель состояла в том, чтобы произвести проинсулин, очистить его до инсулина и продолжить. Но корова в основном переработала его сама. Она превращает примерно три к одному биологически активного инсулина в проинсулин», — сказал Уиллер. 

Инсулин и проинсулин, которые необходимо было экстрагировать и очистить для использования, содержались в молоке в концентрации несколько граммов на литр. Но поскольку лактация была вызвана гормонально, а объем молока был меньше, чем ожидалось, команда не может точно сказать, сколько инсулина будет вырабатываться при типичной лактации.

С консервативной точки зрения, Уиллер говорит, что если трансгенная корова может производить 1 грамм инсулина на литр, то типичная голштинская порода корова произведет от 40 до 50 литров инсулина в день, это очень много инсулина. Тем более, что типичная единица инсулина равна 0,0347 миллиграмма.

«Это означает, что каждый грамм эквивалентен 28 818 единицам инсулина. И это всего лишь один литр, а голштинки могут производить 50 литров в день», говорит ученый. 

Команда планирует повторно клонировать корову и надеется, что они добьются большего успеха со стельностью и полными циклами лактации в следующем поколении. В конце концов они надеются создать трансгенных быков для спаривания с самками и создания трансгенного потомства, которое можно будет использовать для создания специального стада. Уиллер говорит, что даже небольшое стадо может быстро превзойти существующие методы производства инсулина — трансгенные дрожжи и бактерии — и сделать это без необходимости высокотехнологичного оборудования или инфраструктуры.

«Что касается массового производства инсулина в молоке, вам потребуются специализированные предприятия с высоким статусом здоровья для крупного рогатого скота, но в этом нет ничего необычного для нашей устоявшейся молочной промышленности. И этот день наступит», уверен Уиллер. 

«Я вижу будущее, в котором стадо в 100 голов, эквивалентное небольшой молочной ферме в Иллинойсе или Висконсине, сможет производить весь инсулин, необходимый стране. А стадо побольше? За год можно обеспечить весь мир», заключил он.