Zahlavi

Vědci vyvinuli geneticky modifikované slepice. Odolávají retrovirům

12. 02. 2020

Jmenuje se Zora a je to první domácí slepice na světě, která je cíleně geneticky upravená. Zároveň dokáže odolávat viru ptačí leukózy, což je nebezpečný patogen domácí drůbeže. Vědci z Ústavu molekulární genetiky AV ČR a společnosti Biopharm vyvinuli tuto novou linii slepic pomocí molekulárního nástroje CRISPR/Cas9.

Ptačí leukóza je jedním z důležitých virových onemocnění domácích slepic a krůt. Její klasické formy se vyskytují v drůbežích chovech po celém světě. Virus lze snadno prokázat, ale spolehlivá léčba neexistuje a postižené chovy se likvidují, což způsobuje velké hospodářské ztráty. V posledních letech jsou drůbeží chovy v Číně a jihovýchodní Asii zasaženy novým typem leukózy, tzv. leukózou J. Příslušný virus nazvaný ALV-J se nedaří dostat pod kontrolu mimo jiné kvůli velkému podílu malochovů a prodeji živé drůbeže na tržištích.

„Zejména v asijských chovech by rozšíření odolných linií drůbeže mohlo pomoci k vymýcení viru ALV-J. Tento koncept samozřejmě může platit i pro jiná virová onemocnění drůbeže jako je Markova choroba nebo dokonce ptačí chřipka,“ říká vedoucí týmu z Ústavu molekulární genetiky AV ČR Jiří Hejnar. 

Nový virus

Virus ALV-J infikuje pouze slepice a krůty, ostatní hrabaví ptáci jsou vůči němu odolní. Tým vědců z Ústavu molekulární genetiky pod vedením Jiřího Hejnara dlouhodobě studoval příčiny a zaměřil se na bílkovinné molekuly, přes které virus vstupuje do buněk. Srovnáním těchto molekul z citlivých a odolných druhů bylo zjištěno, že pro citlivost k viru je zásadní jediná aminokyselina. U druhů odolných k viru ALV-J (bažanti, koroptve, křepelky) tato aminokyselina buď chybí, nebo je nahrazena jinou aminokyselinou. Takové varianty ale badatelé u domácí drůbeže nenalezli. Řešení nabízely moderní biotechnologie: kdyby vědci dokázali genetickou informaci slepic cíleně pozměnit, například molekulárními nástroji CRISPR/Cas9, mohli by navodit jejich odolnost k leukóze.

Takový úkol by byl rutinní, kdyby šlo o laboratorní myš. Tam jsou metody genetického editování genomu s pomocí CRISPR/Cas9 dobře zavedené a dají se aplikovat i na ostatní savce včetně hospodářských zvířat. U ptáků je ale situace podstatně komplikovanější kvůli jejich rozmnožovací strategii. Jedinou cestou je vypěstovat z kuřecích embryí tzv. primordiální pohlavní buňky, in vitro je geneticky modifikovat a posléze vrátit zpět do embrya. Tam posléze dozrají funkční pohlavní buňky, které dají vznik potomstvu s kýženou genetickou modifikací.

Citliví a odolní jedinci

Díky úsilí výzkumníků z Ústavu molekulární genetiky AVČR a společnosti Biopharm byla takto získána linie slepic s přesnou jednoaminokyselinovou delecí v bílkovině, kterou používá pro vstup do buněk virus ALV-J. Veškerá testování provedená in vitro i in vivo ukázala, že geneticky upravení jedinci jsou zcela odolní vůči viru, zatímco jejich sourozenci s původní variantou vstupní bílkoviny viru podléhají téměř ve všech případech. Tato linie slepic byla pojmenována Zora na památku Cimrmanovy pokusné slepice.

Studii na konci ledna zveřejnil prestižní americký časopis PNAS, cožpotvrzuje, že cílená úprava vstupních bílkovin může vést k navození protivirové odolnosti domácích zvířat, a to včetně komerčních linií drůbeže.

Publikace:

1Koslová, A., Trefil, P., Mucksová, J., Reinišová, M., Plachý, J., Kalina, J., Kučerová, D., Geryk, J., Krchlíková, V., Lejčková, B., Hejnar, J.: Precise CRISPR//Cas9 editing of the NHE1 gene renders chickens resistant to the J subgroup of avian leukosis virus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 117: 2108-2112, 2020.

Připravily: Alice Horáčková a Markéta Růžičková, Kancelář Akademie věd ČR
Foto: Ústav molekulární genetiky AV ČR