Разработка системы редактирования генома крупного рогатого скота и технологии культивирования модифицированной зиготы до стадии бластоциты

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-76-10022

НазваниеРазработка системы редактирования генома крупного рогатого скота и технологии культивирования модифицированной зиготы до стадии бластоциты

Руководитель Кривоногова Анна Сергеевна, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук" , Свердловская обл

Конкурс №41 - Конкурс 2019 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-204 - Животноводство

Ключевые слова редактирование генома, трансгенные животные, крупный рогатый скот, репродуктивные технологии

Код ГРНТИ68.39.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Актуальность определяется важностью задачи для сельского хозяйства, которая заключается в повышении продуктивности и устойчивости к заболеваниям сельскохозяйственных животных. В настоящее время произошла революция технологий, которые позволяют редактировать геном животных. В результате стало возможным многократно ускорить создание пород животных с улучшенными продуктивными признаками, устойчивых к заболеваниям и отличающихся повышенной жизнеспособностью. Основной проблемой на пути быстрого создания новых пород остается слабая изученность геномов сельскохозяйственных животных, которая пока не позволяет определить изменения каких генов будет иметь позитивный целевой эффект как на улучшение продуктивности животных, так и на повышение устойчивости их к заболеваниям. Отдельно стоит задача получения продуктивных животных, имеющих комбинацию ценных признаков, что позволит значительно ускорить создание высокопродуктивных стад животных. Поэтому одной из задач настоящего проекта станет создание доступной для массового использования технологии генного редактирования сельскохозяйственных животных с внесением желательных аллельных вариантов. Достижения последних десятилетий в области молекулярной генетики и геномных технологий позволяют рассчитывать на переход на новый уровень решения научных и технологических проблем сельского хозяйства. Расширяются представления о функционировании генома, появляются новые данные об ассоциации генетических заболеваний и фенотипических проявлений с конкретными мутациями и аллельными вариантами генов. К сожалению, обнаружение желательных и нежелательных аллелей генов в породах сельскохозяйственных животных и их диких родственников оказывается малопродуктивными для использования в аграрном производстве и управлении популяцией. Перенос таких аллелей между породами приведёт к нарушению селекционного процесса, гены могут быть сцеплены с хозяйственно-значимыми признаками и при приобретении одного желательного аллеля множество других будет утрачено. Развитие методов генной инженерии и технологий работы с клетками животных позволяет рассчитывать на разработку в ближайшее время высокоэффективных подходов, позволяющих исследовать функции конкретных белков или генов на животных; переносить желательные аллельные варианты генов внутри породы и между породами сельскохозяйственных животных, не затрагивая генотип породы в целом; а также получать клонированных животных с заданными свойствами. В настоящее время в мире существует острая необходимость в получении качественно новых пород и разновидностей основных сельскохозяйственных продуктивных животных, обладающих заданными признаками. Для получения таких животных необходим синтез репродуктивных ветеринарных технологий и современных наработок в области геномного редактирования. Необходимо создание методики получения и оценки донорских яйцеклеток КРС в стадии второго деления мейоза и их подготовки для редактирования генома. Также на модели аллеля комолости будет отработан методологический подход по получению продуктивных животных с требуемыми хозяйственными признаками методом генного редактирования. Создание животных с сайтспецифичными изменениями генома, несущими искусственно внесенные маркерные морфологические признаки, такие как, например, комолость, на локальных Российских породах КРС будет изучено впервые. Будет разработана система культивирования генетически модифицированных зигот крупного рогатого скота до стадии бластоцисты и технология трансплантации генетически модифицированного эмбриона крупного рогатого скота в организм животного-реципиента.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Силаева Ю.Ю., Кубекина М.В., Брутер А.В., Исаева А.Г., Кощаев А.Г. Gene editing CRISPR/Cas9 system for producing cows with hypoallergenic milk on the background of a beta-lactoglobulin gene knockout International Scientific and Practical Conference "From inertia to develop: research and innovation support to agricuiture" (год публикации - 2020)

2. Дейкин А.В., Кубекина М.В., Силаева Ю.Ю., Кривоногова А.С., Исаева А.Г. Using CRISPR/Cas9 for generation the cd209 knockout is a way to get cattle breeds resistant to the Bovine leukemia virus (BLV) International Scientific and Practical Conference "From inertia to develop: research and innovation support to agricuiture" (год публикации - 2020)

3. Дейкин А.В., Брутер А.В., Кривоногова А.С., Шепелев М.В. Production of hornless dairy cattle from genome-edited blastocysts International Scientific and Practical Conference "From inertia to develop: research and innovation support to agricuiture" (год публикации - 2020)

4. Макутина В.А., Исаева А.Г., Кривоногова А.С., Дейкин А.В. Effect of cAMP on bovine oocyte maturation in vitro «E3S Web of Conferences» (год публикации - 2021)

5. Макутина В.А., Кривоногова А.С., Исаева А.Г., Моисеева К.В., Петропавловский М.В. Morphokinetic development parameters of cattle pre-implantation embryos in vitro International Transaction Journal of Engineering, Management, & Applied Sciences & Technologies (ITJEMAST) (год публикации - 2022)

6. Брутер А., Окулова Ю., Лысикова Е., Силаева Ю., Макутина В. Usage a CRISPR/Cas9-based for obtaining knockouts of economically significant cattle genes BIO Web of Conferences (год публикации - 2022)

7. Петропавловский М.В., Кривоногова А.С., Исаева А.Г., Макутина В.А. Improvement of the technique for the bovine genome editing using the example of knockout of the CD209 receptor responsible for susceptibility to the bovine leukemia virus International Transaction Journal of Engineering, Management, & Applied Sciences & Technologies (ITJEMAST) (год публикации - 2022)

8. Макутина В.А., Исаева А.Г., Кривоногова А.С., Моисеева К.В., Петропавловский М.В. Adaptation of the technology for culturing bovine embryos on commercial media for human embryos International journal of biology and biomedical engineering (год публикации - 2022)

9. Филатов М., Кривоногова А., Брутер А., Макутина В., Окулова Ю., Ильчук Л., Кубекина М., Хаматова А., Егорова Т., Мымрин В., Силаева Ю., Дейкин А., Исаева А. AAV infection of bovine embryos: novel, simple and effective tool for genome editing International Transaction Journal of Engineering, Management, & Applied Sciences & Technologies (ITJEMAST) (год публикации - 2022)

Публикации