Известно, что яйцо появилось первым от курицы, ведь яйца уже откладывали рептилии — в том числе давно вымершие динозавры, которым курица эволюционно близка. Ученые из Эдинбургского университета и Имперского колледжа в Лондоне генетически модифицировали куриные клетки, из которых позже получаются эмбрионы в оплодотворенных яйцеклетках. Они вывели цыплят, способных нести мутантные яйца, и петухов с мутантной спермой. Их скрестили и их потомство не заразилось птичьим гриппом. Важно то, что наиболее опасными для человека вариантами этого вируса являются “генетический коктейль” птичьего и свиного гриппа.

Бульон не обязательно полезен

Раньше говорили, что “когда бедняк ест курицу, это значит, что кто-то из них болен”. Фермерская курица стала синонимом воскресного куриного супа в 20 веке. Сегодня это мясо, которое не отличается особым вкусом и поэтому сильно приправлено пряностями, но это повседневное мясо, потому что оно дешевое и доступно каждому в нашей цивилизации. Не вдаваясь в подробности, полезно ли это для нашего здоровья, благополучия кур и планеты, остановимся теперь на том, какие последствия имеет массовое птицеводство для эпидемиологии вирусных инфекционных заболеваний (оно единственное, что обеспечивает людям дешевое мясо).

И пандемии гриппа (во главе со знаменитой “испанкой”), и широко распространенные азиатские эпидемии вирусов гриппа среди людей всегда имели этот “птичий” генетический компонент. Вирус гриппа, как немногие другие, любит смешивать разные варианты. Для этого как минимум двое из них должны одновременно найти теплое место у животного или человека-хозяина.

Это так называемые ортомиксовирусы, среди них наиболее распространен вирус гриппа А (FLUAV), который может поражать птиц и свиней, а некоторые его варианты могут вызывать эпидемии и пандемии у человека. Вирус типируется благодаря двум его белкам: гемагглютинину (H) и нейраминидазе (N), поэтому символами пандемических вирусов являются, например, H1N1 или H5N1 и т. д.

Мясо птицы дорожает уже несколько лет не только из-за роста цен на энергоносители, необходимые для выращивания этих животных (цыплята должны содержаться в тепле), но и из-за уничтожения поголовья на фермах птичьим гриппом. Лекарства от него нет, поэтому, чтобы предотвратить распространение эпидемии (в настоящее время преобладающей в Евразии), необходимо убивать и кремировать целые популяции.

Долгое время оставалось загадкой, почему домашняя птица восприимчива к гриппу. То есть, что это за белок курицы, утки или индейки и какие именно мутации в нем заставляют данный вирус гриппа “захватывать” его, внедряться в клетки животного и размножаться в них. Затем он уничтожает их и оставляет, чтобы пойти и заразить другую домашнюю птицу.

Без этих знаний невозможно эффективно бороться с вирусом, опережая его способность распространяться. Проще говоря, если мы создадим курицу, которая не будет производить белок, привлекательный для вируса гриппа, птица не заболеет, вирус не будет в ней размножаться и цепочка заражения прервется. Что, если бы у нас были сотни, тысячи, миллионы таких цыплят...

    Подписывайтесь на наш фейсбук  
  Британские специалисты работают над этим вопросом уже 30 лет. Также в Институте растений при Эдинбургском университете, известном клонированием овцы Долли. Наконец-то “долгожданное достижение” опубликовано в журнале Nature Communications. Все, как и в последнее время, благодаря использованию редактора генов CRISPR/Cas-9, за разработку которого три года назад была присуждена Нобелевская премия по химии.

Мутант гонится за мутантом

Конечно, как это бывает в природе – даже генетически модифицированной – действие вызывает противодействие. Поэтому птицеводы еще не скоро смогут закупать для своих предприятий устойчивых к гриппу цыплят. Куры, чьи геномы были модифицированы с помощью метода CRISPR/Cas-9, все равно продолжали заражаться при атаке вирусом гриппа в более высоких концентрациях. Пока вирусные частицы присутствовали в том количестве, которое обычно встречается в зараженных фермах, все было хорошо, но когда вируса становилось гораздо больше, птицы заболевали.

Что еще хуже, всегда существует риск того, что этот тип устойчивости кур приведет к отбору вариантов вируса, которые смогут обойти этот барьер и атаковать животное, несмотря на изменения в его белке (называемом ANP32A). О чем это? Как объясняют ученые, чтобы иммунизировать курицу, нужно было заменить только две аминокислоты в этом белке, то есть строительных блоках, из которых он состоит, на другие. Тогда вирус не смог с ним связаться, следовательно – он не размножился и заражение было “абортным”. Таким образом, эти изменения были внесены в репродуктивные клетки кур – предшественников яйцеклеток и сперматозоидов, открыв путь к выведению цыплят с желаемыми мутациями. Затем вылупившихся мутантов скрещивали до тех пор, пока не были получены чистые линии, в которых оба варианта куриного гена ANP32A изменены, а птицы “выглядят здоровыми”.

Но были и неожиданные реакции. Однако введённый в избытке вирус гриппа (его вводили в ноздри двухнедельным цыплятам) сломил эту устойчивость – не только потому, что его было много, но и потому, что сам вирус мутировал внутри куриной клетки. С момента мутации вируса его ген (названный IAV) создал белок, способный связываться не только с изменённым биоинженерами птичьим белком (это ANP32A), но, к сожалению, и действовать в ситуации, когда курица этот белок вообще не вырабатывала (т.е. когда ANP32A был полностью удален).

Это значит, что ферменты вируса, необходимые для репликации собственного генетического материала в тысячах и миллионах копий, связываются с другими, схожими куриными белками: ANP32B и ANP32E… Чтобы остановить инвазию этого гриппозного мутанта, необходимо было удалить все три белка из куриного генома, полностью.

Только вот белки — если они были у нас в клетке с древних времен и эволюция отполировала их, как алмазы, — нам нужны. То же самое касается и кур. Неясно, безопасно ли просто сидеть на насесте без всех этих белков семейства ANP32. Более того, вирусы-мутанты, созданные у генетически модифицированных кур, могут быть еще более опасны для человека. Таким образом, британский опыт является скорее доказательством того, что геном курицы можно изменить, сделав птицу невосприимчивой к распространенному эпидемическому вирусу (в некоторой степени), чем способом получения устойчивых к гриппу цыплят на птицефермах.

В самом конце нам предстоит определить, имеет ли курица, белки которой мы меняем, вообще вкус курицы. Хотя птица, выращенная на ферме, имеет именно тот вкус, которым она была (чрезмерно) приправлена…

Китайские специалисты по птицеводству (а их немало, ведь это крупнейший в мире производитель и потребитель этого мяса), комментируя опубликованные исследования, напоминают, что вирусы гриппа часто мутируют, даже при переходе от хозяина к хозяину. Потому что именно их организмы представляют наибольший барьер для вирусов гриппа, так как, например, белок ANP32A у кур и человека отличается не только мутациями, но и длиной, причем существенно (разница в 30 аминокислот).

Дело в том, что если на организм будет атаковано в тысячу раз большее количество вирусных частиц, всегда будет “прорыв” и заражение — в каждой существующей курице, в том числе созданной в результате биоинженерии. “Несмотря на это, инфекции у них развивались медленнее и достигали более низких уровней вируса, чем у диких птиц. Даже в случае заражения птицы с отредактированными генами с гораздо меньшей вероятностью передавали вирус немодифицированным курам”, — резюмировал для журнала Science Ван Сяоцзюнь, вирусолог из Харбинского института ветеринарных исследований Китайской академии сельскохозяйственных наук.

Вот об этом иногда говорит эпидемиология. О уменьшению масштаба проблемы. Конечно, мы мечтали бы о настолько герметичной системе, чтобы вирус гриппа вообще не размножался у птиц. Настолько, насколько это возможно.

В рамках этой идеи не создавались трансгенные животные — гены, например, собак или ослов не вводились в кур. Поэтому различные правительственные и международные агентства, ответственные за это, когда такая в конечном итоге устойчивая к гриппу курица будет получена в лаборатории и сможет жить на птицеферме, не должны этому сильно противодействовать. Хотя, конечно, у меня возникает вопрос, который с настойчивостью маньяка в фильме “Дезертиры” задавали оберлейтенанту фон Ногаю в психиатрической больнице: “Что это такое? Неужели это действительно курица, а не, скажем, собака? Вы категорически утверждаете, что это курица? Или, может быть, курица, немного похожая на осла?”…

– Магдалена Кавалец-Сегонд

 TVP ЕЖЕНЕДЕЛЬНИК. Редакторы и авторы

– Перевод Надин Алейник

Источник: https://www.nature.com/articles/s41467-023-41476-3