Крупный рогатый скот во всем мире сталкивается с серьезными угрозами для здоровья из-за высокоинфекционного вирусного заболевания, которое десятилетиями вакцинация и другие меры предосторожности не смогли сдержать. Ученые из федерального и частного секторов, а также из Университета Небраски-Линкольн сотрудничают в разработке новой линии защиты путем создания теленка с отредактированным геномом, устойчивого к вирусу.
Если последующие исследования подтвердят его эффективность, подход к редактированию генов предлагает долгосрочный потенциал для сокращения использования противомикробных препаратов и антибиотиков в животноводстве .
Вирус вирусной диареи крупного рогатого скота (BVDV) разрушает иммунную систему крупного рогатого скота и может вызвать серьезные респираторные и кишечные нарушения у зараженного мясного и молочного скота, сказал ветеринарный эпидемиолог Брайан Вандер Лей, доцент Школы ветеринарной медицины и медицины Университета Небраски-Линкольна. Биомедицинские науки.
Телята в период внутриутробного развития особенно уязвимы к инфекции. Если они выживают, они могут оставаться инфицированными на всю жизнь, многократно распространяя вирус среди другого крупного рогатого скота.
«Они выглядят как обычный крупный рогатый скот, но на самом деле они выделяют огромное количество вируса. Это «тифозные Мэри» распространения BVDV», — сказал Вандер Лей, помощник директора Ветеринарного образовательного центра UNL Great Plains в Clay Center.
В животноводстве проводят вакцинацию от этой болезни с 1960-х годов, но «очень мутабельная природа BVDV и появление высоковирулентных штаммов BVDV способствуют ограниченному успеху нынешних программ борьбы», заявила Академия ветеринарных консультантов.
Ученые определили специфическую генетическую структуру, связанную с болезнью ранее в этом столетии. Совместный проект с участием ученых из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США и Acceligen, частной компании из Миннесоты, использовал редактирование генов для изменения небольшого количества аминокислот, которые приводят к уязвимости BVDV, при сохранении остальной части белка, CD46, без изменений.
«Наша цель состояла в том, чтобы использовать технологию редактирования генов, чтобы немного изменить CD46, чтобы он не связывался с вирусом, но сохранял все свои нормальные бычьи функции», — сказал Аспен Воркман, ученый из Центра исследований мясных животных США (USMARC) в США. Клэй Центр, Небраска.
Теленок с отредактированными генами по имени Джинджер родился 19 июля 2021 года и через неделю был доставлен в UNL для тщательного наблюдения Вандером Леем. На протяжении всего периода Джинджер оставался «ярким, здоровым теленком», нормальным как физически, так и поведенчески, в том числе неделю с зараженным BVDV молочным теленком, который выделял вирус в больших количествах.
Результаты исследования опубликованы в Интернете 9 мая в PNAS Nexus. Уоркман — ведущий автор.
Джинджер — это гир, адаптированная к тропикам порода крупного рогатого скота, используемая для разведения брахманского скота в Северной Америке. Последующие исследования потребуют повторения экспериментов на других породах крупного рогатого скота. Имбирь также будет контролироваться во время беременности, если она произойдет.
По словам Вандера Лея, если подход к редактированию генов окажется жизнеспособным, он потенциально может сократить использование противомикробных препаратов в секторе крупного рогатого скота.
«Самая успешная версия будущего, которую я вижу, — это та, в которой нам не нужно иметь дело с устойчивостью к противомикробным препаратам, потому что мы просто не используем так много противомикробных препаратов », — сказал он. «Это лучше для всех. Это означает, что мы устранили причину большого использования противомикробных препаратов и устранили эти расходы для животноводов».
Майкл Хитон, исследователь проекта BVDV из USMARC, согласился с этим. Это направление исследований «представляет собой еще одну возможность уменьшить потребность в антибиотиках в сельском хозяйстве », — сказал он.
