Генетик Волчков: легче всего получить Чебурашку, модифицировав гены коалы
true true true Развитие генной инженерии достигло такого уровня, что появилась возможность «оживлять» персонажей мультфильмов. Например, любимый во многих странах герой одноименного советского мультфильма Чебурашка сегодня может быть воссоздан путем изменения генов животного, близкого по фенотипу. Как рассказали «Газете.Ru» ученые-генетики, самым близким животным для такого проекта может стать коала. О том, как это может быть сделано – в материале «Газеты.Ru», который приурочен ко Дню рождения Чебурашки.
Если посмотреть на животных, которые отдаленно напоминают героя советского мультфильма – Чебурашку, то наиболее близким к его образу будет коала – смешной зверек, обитающий в Австралии. Можно ли таким образом модифицировать гены коалы, чтобы он стал похож на Чебурашку?
«Краткий ответ: да. Действительно, имеет смысл модифицировать гены коалы, как фенотипически наиболее близкое, похожее на Чебурашку животное»,
— заверил «Газету.Ru» руководитель лаборатории геномной инженерии МФТИ Павел Волчков.
Уши опустить ниже
Уши у коалы растут высоковато, их нужно будет спустить чуть ниже, а также сделать чуть больше. Форму ушей можно оставить такой, какая была.
«С ушами вообще нет никакой проблемы. Мы знаем, что с помощью селекции, допустим у собак, уши можно было изменять как угодно, делая их совсем вислоухими, и наоборот.
В популяции коал нужно выбрать особь с наиболее низко посаженными ушами. Конечно, можно было бы искусственным отбором прийти к варианту Чебурашки, но на это нужно слишком много времени. Легче это сделать с помощью генной модификации», — объяснил Волчков.
Для того, чтобы понять, какой именно ген нужно модифицировать, нужно подсмотреть у других млекопитающих, какие именно гены отвечают за лопухообразные уши. Для этого нужно сравнить, допустим, геномы людей с большими ушными хрящами и с маленькими.
«Сравнить и выявить механизм: откуда берется лопоухость? И вот этот механизм генетически интегрировать в коалу», — сказал Волчков.
Морду сделать покруглее
По словам генетика, профессора Геттингенского и Сибирского федерального университета, ведущего научного сотрудника Института общей генетики РАН Константина Крутовского, создать в живой природе зверька, похожего на Чебурашку, можно, но это довольно трудно, так как генов Чебурашки в живой природе вообще не существует.
«Одно дело формировать морду коалы под, скажем, морду павиана, зная гены последнего. А другое дело — под Чебурашку — мультипликационный персонаж, чьи гены мы не знаем. Тут можно двигаться только методом проб и ошибок, проводя тысячи экспериментов, причем многолетних! Ведь форма лица-морды — это полигенный признак, который контролируется десятками и, скорее, даже сотнями генов, влияющих на рост, развитие и дифференцировку костей черепа, хрящей, мышц и мягких тканей», — объяснил Крутовский.
Например, у человека найдено несколько групп генов, связанных с формированием лица. Это гены, регулирующие рост костей и хрящей: FGFR1, FGFR2, FGFR3 — рецепторы факторов роста фибробластов. Они критичны для формирования костей черепа и лицевого скелета. Мутации могут вызывать у людей краниосиностозы – заболевания, при которых меняется форма черепа. RUNX2 — ключевой транскрипционный фактор остеогенеза. COL2A1, COL11A1 — коллагены, участвующие в формировании хрящевых структур.
По словам Крутовского, найдены также гены, влияющие на краниофациальное развитие (это процесс формирования черепа и лицевых структур, включая кости, хрящи и мягкие ткани) в эмбриогенезе. MSX1, MSX2 — транскрипционные факторы, важные для развития верхней челюсти и зубов. PAX3 – помимо множества других функций важен для формирования структуры уха, носа и лица; участвует в контроле морфогенеза краниофациальных тканей. TWIST1 — регулятор формирования костей и швов черепа.
«Гены человека, связанные с формой и углом носа – это DCHS2, PAX1; шириной лица — RUNX2, GLI3; формой подбородка и скул — TBX15, профилем лица — PRDM16; размером нижней челюсти — SOX9, ключевой сигнал для симметрии и пропорций лица — SHH (Sonic hedgehog). То есть для человека установлено уже много генов, связанных с формированием лицевых структур, но похожие (ортологичные) гены есть и у других млекопитающих, которые можно было бы видоизменить», — говорит Крутовский.
Модификация черепа понадобится и для того, чтобы сделать глаза побольше.
«Для того, чтобы сделать глаза побольше, нужно создать для них более широкие выемки в черепе, что опять упирается в перестройку черепа, — считает Волчков. – Но здесь тоже ничего нет невозможного. Опять же, принцип увеличения глаз нужно подсмотреть у какого-то млекопитающего. Так как глаз – это вынесенный на периферию мозг, — нужно смотреть еще и гены, регулирующие центральную нервную систему», — считает Волчков.
Коричневый цвет
По словам и Волчкова, и Крутовского вариации с цветом шерсти – это наиболее простая модификация, так как давно известно, что у всех млекопитающих цвет шерсти обусловлен количеством и составом меланина, точнее соотношением эумеланина и феомеланина. Чем больше эумеланина, тем больше уход в черный цвет. Обратная ситуация – это альбинизм, когда меланин вообще не вырабатывается.
«Соответственно увеличивая или уменьшая продукцию меланина, будет меняться цвет волос и глаз. Вполне реально сделать коричневую шерсть и карие глаза, как у Чебурашки», — утверждает Волчков.
По словам Константина Крутовского, ключевых генов, влияющих на коричневый окрас, тоже несколько, но не десятки и сотни.
TYRP1 (Tyrosinase-related protein 1) — главный ген, контролирующий переход от черного к коричневому эумеланину. Мутации могут осветлять черный цвет до шоколадного или кофейного. Этот ген известен у собак, кошек, лошадей и крупного рогатого скота.
MC1R (Melanocortin 1 receptor) определяет, будет ли меланоцит производить эумеланин или феомеланин. Активная форма — больше черного/коричневого, неактивная — больше рыжего.
ASIP (Agouti signaling protein) блокирует MC1R, переключая синтез с эумеланина на феомеланин. Этот ген отвечает за зонарное окрашивание волос (например, коричневая шерсть с более светлыми кончиками).
SLC45A2 и SLC7A11 — транспортные белки, влияющие на количество пигмента, что меняет насыщенность коричневого.
Иными словами, вариации цвета хорошо уже были исследованы учеными, поэтому, считает Крутовский, получить коричневого коалу легче, чем изменить другие его признаки.
А можно, чтобы он ел апельсины?
Как известно, Чебурашка в мультфильме ел только апельсины, и даже один раз заснул в ящике с ними, а коала питается листьями эвкалипта. Можно ли будет изменить его пристрастия?
«Думаю, что такую вот пищевую адаптацию генетически можно было бы сделать. Чем отличаются листья эвкалипта от апельсинов? Самое главное, конечно, содержанием быстроусвояемых углеводов. В апельсинах их прямо очень много. Можно было бы попробовать перестроить пищевую систему коалы и ее метаболизм на апельсины. Гены у человека, отвечающие за быстрое усвоение углеводов, известны», — говорит Волчков.
Таким образом, можно сделать вывод, что задача «оживить» Чебурашку теоретически решаема. Но для чего это делать? Как можно использовать генномодифицированную коалу?
Крутовский считает, что зверька можно будет держать дома в качестве домашнего питомца, но для этого его нужно будет доместицировать.
«Как известно, несмотря на свою медлительность, коалы отличаются агрессивным поведением. Из-за этого их запрещено держать в домах даже в Австралии. Но есть подходы и к тому, чтобы генетически модифицировать поведение – доместицировать животное. В этом направлении тоже много разработок — например, доместикация лисиц, соболей и норок работы Людмилы Трут и Дмитрия Беляева из Института цитологии и генетики в Новосибирске и недавние исследования известного российского генетика Евгения Рогаева. Известны поведенческие гены доместикации, уменьшающие агрессивность и позитивно влияющие на отношения с человеком», — говорит Крутовский.
Это значит, что будет возможно вывести не просто похожего на зверька, а по-настоящему доброго Чебурашку. Как в мультфильме.
Что думаешь?
