Ученые получили итоговый результат в два этапа. Сначала они провели редактирование генома в уже оплодотворенных эмбрионах макак, сломав в них с помощью системы CRISPR/Cas9 ген BMAL1. Этот ген кодирует белок, активирующий транскрипцию генов других белков: PER и CRY, которые, в свою очередь, тесно связаны с циркадными ритмами — накопление этих белков происходит днем, а ночью они распадаются, и весь этот цикл повторяется каждые 24 часа. Если отключить ген BMAL1, который запускает цикл, то животные плохо спят, у них активизируется двигательная активность по ночам, они чувствуют тревогу и впадают в депрессию.
31 из 88-ми отредактированных эмбрионов были отобраны для инициации беременностей, из них 8 окончились рождением здоровых обезьян. Пятеро родившихся макак имели нокаутный BMAL1, трое оказались носителями обычного, рабочего гена.
Затем ученые отобрали особей, у которых отключение гена прошло успешно и чье поведение говорило об этом лучше, чем у других. Они поместили 10-месячных животных в клетки, которые освещались 12 часов в сутки, и в течение двух недель наблюдали за тем, как они проводят «дни» и «ночи». Нокаутные макаки по «ночам» были намного более активны, чем контрольные животные — в особенности тревожно себя вела одна из них, макака А6.
Она-то и стала донором в следующем эксперименте китайских ученых, которому посвящена отдельная статья, также вышедшая сегодня. У нее взяли фибробласт, обычную клетку тела, которая участвует, например, в заживлении ран, синтезируя коллаген. Из фибробласта извлекли ядро, несущее измененный геном, и заменили им ядро в яйцеклетке другой макаки с нормальными генами.
325 эмбрионов, полученных таким образом, были использованы для того, чтобы инициировать беременность в 65-ти макаках. Из них 16 макак успешно забеременели, родив в итоге 5-рых клонов макаки с нокаутированным BMAL1, с мутациями в обеих аллелях и без мозаицизма (т.е. абсолютно во всех клетках макак этот ген был сломан). Ядерный геном всех клонов был полностью идентичен геному макаки-донора.
По словам ученых, их успех позволит в будущем создавать на подобных «фабриках модельных животных» обезьян для изучения самых разных болезней, связанных с поломками в генах — заболеваний головного мозга, иммунных и метаболических нарушений и рака, а клонирование позволит обойтись меньшим количеством животных, требуемых для клинических испытаний новых препаратов.
