Embrional o'zak hujayralar - Amaliy mashg’ulot materiallari mashg‘ulot№1 Mavzu: Farmatsevtik biotexnologiya va uning...

Embrional o'zak hujayralar
Embrional o'zak hujayralari liniyasi ilk marotaba 1981 yil Evans, Kaufman va Martinlar tomonidan sichqon blastotsistasidan olingan. Bu hujayralar polipotent bo'lib, kul'turada differentsiallanishi mumkin. Shuningdek embrional o'zak hujayralar somatik hujayralarning normal genotipini saqlaydi.
Blastotsistaga kiritilgan embrional o'zak hujayralar homilani barcha organ va to'qimalarini bir maromda rivojlantirganligi aniqlangan (1984 yil). Tug'ilgan homiladagi belgilar undan keyingi avlodlarga ham o'tavergan.
Quyidagi rasmda embrional o'zak hujayralar yordamida transgen sichqonlar olish bosqichlari ko'rsatilgan. Ushbu bosqichlar ichida eng murakkabi - embrional o'zak hujayralarni differentsiallanmagan holda ushlab turish.
Hozirgi kunda embrional o'zak hujayralar yordamida transgen hayvonlar olish tehnologiyasi ko'proq transgen sichqonlar yaratish uchun qo'llanilmoqda. Chunki so'nggi vaqtlargacha bunday hujayralarning faqat sichqonlardan olinganlari bor edi holos. Biroq ohirgi yillarda boshqa ko'plab sut emizuvchilarning blastotsistalaridan embrional o'zak hujayralar ajratildi. Quyida ushbu sut emizuvchilar ro'yhati va hujayralarning olingan yili keltirilgan:
tillarang og'mahon (1988);
cho'chqa (1990);
qo'y (1990);
sigir (1992);
norka (qorako'zan (1992));
quyon (1993);
kalamush (1994);
inson (1994);
maymun (1995)
Shunday qilib, yaqin yillarda ushbu hayvonlarning transgen formalari yaratilsa ajab emas.
Tehnologiyaning yana bir qulay tomoni shundaki, ishni bajarishda zigotalardan emas, balki blastotsistalardan foydalaniladi. Yirik sut emizuvchilardan blastotsistalarni jarrohlik amaliyotisiz (bachadonni yuvib) ham olish mumkin. Qishloq ho'jaligi hayvonlari barcha turlarining blastotsista bosqichidagi embrionlarini suyuq azotda saqlash va embrionlarni surrogat urg'ochilarga jarrohlik amaliyotisiz transplantatsiya qilish usullari ishlab chiqilgan.
Embrional o'zak hujayralar yordamida embrionlarni rekonstruktsiya qilib transgen hayvonlar olish ketma-ketligi.
1-embrional o'zak hujayralar kul'turasini olish (bu hujayralar – blastotsistalarning ichki hujayralari massasi). Blastotsistalar fibroblastlarda o'stiriladi. Ular Petri kosachasi tagida qat-qat bo'lib ajraladi. Ularning ayrimlari embrional o'zak hujayralari liniyasini hosil qiladi.
2- embrional o'zak hujayralarga genetik konstruktsiyani kiritish (transgen hujayralarni boshqalaridan ajratib olish uchun o'zak hujayralarga Neo geni kiritiladi. Neo – neomitsinga (antibiotik) chidamli gen. Bu gen neomitsintransferaza fermenti sintezi uchun javob beradi. Muhitga neomitsin antibiotigi qo'shilsa, tarkibiga Neo geni kirmagan hayvon hujayralari halok bo'ladi. Neo geni bor hujayralar esa yashayveradi. So'ngra tirik qolgan hujayralar koloniyasi molekulyar-genetik tahlil qilinadi.);
3- mikroin'ektsiya uchun blastotsistalar olish: ular terisini rangi boshqalaridan farq qiladigan hayvonlar liniyasidan olinadi;
4- himer embrion konstruktsiyasini yaratish: transgen embrional o'zak hujayralarni blastotsistalar bo'shlig'iga kiritish;
5- yaratilgan himer embrionni surrogat urg'ochi hayvonga transplantatsiya qilish;
6- surrogat onadan tug'ilgan hayvonlarni tahlil qilish. Tug'ilgan hayvonlarning bir qismi himer bo'lib, ularning organizmida ham blastotsista (rasmda oq rangda ko'rsatilgan), ham transgen embrional o'zak hujayralar bo'ladi (rasmda qora rangda ko'rsatilgan). Ayrim sichqonlarda umuman transgen hujayralar bo'lmasligi mumkin (rasmda – oppoq sichqon). Transgen hujayralari ko'p sichqonlar (rasmdagi qop-qora rangli sichqonlar) bir-biri bilan chatishtiriladi. Agar transgen hujayralari ko'p sichqon erkak bo'lsa, undan tezda katta miqdorda sichqonchalar olish mumkin.
7- himer erkak sichqon al'binos urg'ochi sichqon bilan chatishtiriladi va ulardan tug'ilgan sichqonchalar tahlil qilinadi. Organizmida transgen gametalar saqlagan himer hayvonlar ana shunday aniqlanadi;
8- Gomozigotali sichqonlar olish uchun F1 avlod sichqonlari bir-biri bilan chatishtiriladi.
Transgen hayvon - bioreaktorlar
Dorivor oqsillar sintez qiluvchi organizmlar bioreaktorlar deyiladi. Istalgan tirik organizm (bakteriya, zamburug', o'simlik, hayvon va hattoki hujayra kul'turalari) bioreaktor bo'lishi mumkin. Har bir bioreaktor-organizmning afzallik va kamchiligi bor. Masalan, bakteriyalar gen muhandisligi usullari yordamida oson modifikatsiyalanadi, ular tez ko'payadi va ularni biotexnologiya sanoatida ishlatish qulay. Hozirda bakteryalar yordamida odam insulini ishlab chiqarilmoqda.
Biroq odam organizmida oqsillarning normal «ishlashi» uchun ular posttranslyatsion davrdagi o'zgarishlardan (atsetillash, fosforlanish, karboksillanish va bosq.) o'tishi lozim. Bunday o'zgarishlarni vujudga keltiruvchi biokimyoviy mehanizmlar prokariotlarda yo'q. Shu sababli prokariotlarda sintezlangan oqsillarning hammasi ham odam organizmiga to'g'ri kelavermaydi. Bundan tashqari, bakterial hujayradan dorivor oqsillarni ajratish va tozalash qiyin. Chunki hujayra qayta ishlanayotganda bizga kerakli oqsil bilan birga hujayraning boshqa elementlari ham ajraladi.
Transgen drojjilar kul'turasi va odam hujayralari kul'turasida yuqoridagi kamchiliklar yo'q. Ammo ularning mahsuldorligi past.
So'ngi yillarda biotexnologiya jadal rivojlanmoqda. Lekin farmakologiya uchun zarur bo'lgan dorivor oqsillar hali-hanuz donorlik qonidan olinmoqda. Masalan, fibrinogen, antitrombin, al'bumin, immunoglobulinlar va boshq. Agarda, odam uchun zarur bo'lgan sifatli va arzon dorivor oqsillar etarli darajada ishlab chiqarilganida, ko'plab bemorlarning hayotini saqlab qolish mumkin bo'lar edi. Shu kabi muammolarni hal etish bugungi kun tibbiyotining asosiy maqsadlaridan biridir. Shuning uchun inson salomatligi uchun zarur bo'lgan oqsillarni sintez qiluvchi produtsent-organizmlarni, ayniqsa transgen hayvonlarni yaratish dolzarb vazifa hisoblanadi.
Ushbu vazifalarni hal etish strategiyasi quyidagicha:
sut bezlarida begona gen ekspressiyalanuvchi transgen hayvon yaratish;
sut bezlaridagi begona gen «ishlab ketib» uning mahsuloti sut bilan ajralib chiqishi;
sut bilan ajralib chiqqan mahsulotni tibbiy va boshqa foydali maqsadlarda ishlatish.
Transgen hayvonni sog'ish jarayonida uning suti bilan birgalikda dorivor oqsillar ham sog'iladi. Bugungi kunga kelib nafaqat sigirlarni, balki echki, qo'y, cho'chqa, quyon va hattoki sichqonni ham sog'ish mumkin bo'lgan mehanik apparatlar mavjud. Transgen hayvondan sog'ilgan sut tarkibidagi dorivor oqsilni tozalash ham muammo bo'lmaydi. Mabodo, tozalangan oqsil tarkibida begona moddalar qolib ketsa, ular organizmga zarar qilmaydi. Chunki bu moddalar sutning bezarar oqsillari yoki boshqa moddalari bo'lishi mumkin.
Hozirda transgen sichqonlar yordamida ularning suti orqali ba'zi bir oqsillar olinmoqda. Quyida ushbu olinayotgan oqsillar va ularning sutdagi kontsentratsiyasi berilgan:
α1 –antitripsin (mg/ml);
interferon (ng/ml);
qon ivish faktori IX (mkg/ml);
zardob al'bumini (mg/ml);
trofoblastin (mkg/ml);
urokinaza (mg/ml);
interleykin-2 (mkg/ml);
superoksiddismutaza (mg/ml);
turli immunoglobulinlar va boshqa oqsillar.
Yirik transgen sut emizuvchi hayvonlar suti orqali olinayotgan oqsillar:
quyonlar – interleykin-2 (ng/ml) va plazminogen aktivatori (mkg/ml);
qo'ylar - α1-antitripsin (mg/ml) va qon ivish faktori IX (ng/ml);
echkilar - plazminogen aktivatori (mkg/ml).
Nega bu ro'yhatlarda sigirlar yo'q degan savol tug'ilishi mumkin? Dastlabki dorivor oqsillar 1990 yil transgen sichqonlardan olingan. Ohirgi yillarda boshqa yirik sut emizuvchilardan ham olindi. Sigirlardan dorivor oqsil olish uchun eng avvalo transgen sigir yaratish zarur. Transgen sigir yaratish uchun juda uzoq vaqt talab etiladi. Chunki, sigirlarning jinsiy etilishi 1,5-2 yoshga to'g'ri keladi. Homiladorligi 9 oy davom etadi. Dorivor oqsil esa F2 avloddan boshlab sut bilan ajralib chiqadi. Qisqasi, transgen sigir yaratib, undan dorivor oqsil olish uchun 6 yildan ko'p vaqt ketadi.
Hozirda inson sog'ligi uchun muhim bo'lgan rekombinant immunoglobinlar sintez qiluvchi transgen hayvonlar yaratish ustida jadal ishlar olib borilmoqda.
Yana bir o'rinli savol tug'iladi; insonni dorivor oqsillarga bo'lgan ehtiyojini qondirish uchun qancha transgen hayvon yaratish kerak? Masalan, butun Er shari aholisini qon ivish faktori IX ga bo'lgan ehtiyojini qondirish uchun ushbu oqsildan 85 kg, qon ivish faktori VIII ga bo'lgan ehtiyojini qondirish uchun esa bu oqsildan bor-yo'g'i 7 kg olinsa kifoya qiladi. Agar 1 ta transgen sigir bir yilda 6000 litr sut bersa, shuncha sut tarkibida 6 kg dorivor oqsil bo'ladi.
Hulosa qilib shuni aytish mumkinki, dunyo aholisini qon ivish faktori VIII ga bo'lgan ehtiyojini qondirish uchun 1 ta yoki 2 ta transgen sigir, qon ivish faktori IX ga bo'lgan ehtiyojini qondirish uchun 15-20 ta transgen sigir, fibrinogenga (butun dunyo uchun yillik ehtiyoj 3 tonna) bo'lgan ehtiyojini qondirish uchun 500 ta transgen sigir yasash kerak bo'ladi.
|