Выведение трансгенных мышей. Диаграмма из статьи авторов исследования.

Супермышцы супермышей

Ученые вывели удивительно выносливых трансгенных грызунов

Мышцы модифицированных мышей мощнее. Миролюбивость мелких монстров меньше. Многое могут могучие маленькие млекопитающие. Мистика: медики меняли мало, минуя масштабные модификации. Мы, mutatis mutandis, можем модифицироваться?

Что могут супермыши

Первые супермыши появились в университете Кейса четыре года назад, поэтому уже можно делать выводы о продолжительности их жизни: живут они года три, и при этом в возрасте двух с половиной лет многие самки могут нормально размножаться - обычные мыши, как правило, перестают это делать после года.

Наиболее знамениты трансгенные мыши своей выносливостью: они могут пробегать шесть километров со скоростью 20 метров в минуту почти без остановки. Многие источники почему-то настаивают на том, что тратят на это мыши шесть часов, однако в этом случае наблюдается некоторые несоответствие численных данных: то ли скорость на самом деле меньше, то ли они все же пробегают больше. Строго говоря, впечатления это особо не изменяет: исследователи говорят (и показывают), что обычные мыши сходят с дистанции на третьей сотне метров.

В более сложном эксперименте тренажер был наклонен под углом 25 градусов, а скорость его движения возрастала каждую минуту на два метра. Контрольные особи (обычные мыши) выдерживали на нем до 19 минут, а супермыши - до 32, при этом замеры показывали, что обмен газов у них шел гораздо лучше, а уровень молочной кислоты в крови почти не возрастал, в отличие от обычных мышей (уровень молочной кислоты повышается при чрезмерной мышечной нагрузке, вызывая усталость и боль в мышцах).

Почему они это могут

Изменили исследователи не так уж много: увеличили и "перенаправили" экспрессию гена, отвечающего за энзим PEPCK-C (фосфоенолпируват-карбоксикиназу), который участвует в глюконеогенезе: синтезе глюкозы из неуглеводных соединений.

Парвин Хакими, один из ведущих авторов исследования, занимался исследованием метаболической и физиологической функции PEPCK-C в жировых тканях и скелетных мышцах. В ходе исследований он вывел мышей с измененным содержанием PEPCK-C.

У первых трансгенных мышей участок гена, отвечающего за PEPCK-C, был связан с промотором гена актина скелетных мышц, что привело к повышению концентрации PEPCK-C в скелетных мышцах до 1-3 единиц на грамм ткани (у контрольных особей - 0,08 единиц на грамм). Скрещивая трансгенных мышей (скрещивание, собственно, тоже вид генетической модификации), ученые вывели особей с концентрацией энзима до 9 единиц на грамм, то есть повысили ее больше, чем в 100 раз. Сейчас таких особей около 500 штук. У них в мышечной ткани больше не только PEPCK-C, но и митохондрий (клеточных "электростанций") и триглицеридов (нейтральных жиров).

Как именно PEPCK-C превращает мышей в супермышей, пока полностью не описано, хотя многое исследователям уже понятно. В частности, при сильной нагрузке организм грызунов начинает сжигать не глюкозу, как обычно, а жирные кислоты, получая много энергии и производя мало молочной кислоты - отсюда удивительная выносливость.

К чему это приведет

Сами исследователи считают, что нет (во всяком случае, пока): это не входило в их задачи, модель, проверенная на мышах, вовсе не гарантирует результата на человеке, да и вообще, как заметил руководитель исследования Ричард Хэнсон, ставить такие эксперименты над людьми неэтично. Тем не менее Хэнсон допускает, что полученные данные могут пригодиться в медицине и фармацевтике - вероятно, удастся создать лекарства от определенных мышечных заболеваний.

Ссылки по теме

• Over-expression of the cytosolic form of phosphoenolpyruvate carboxykinase (GTP) in skeletal muscle repatterns energy metabolism in the mouse - Journal of Biological Chemistry, 23.08.07

Сайты по теме

• Case Western Reserve University