Печатается по изданию: Зорина З.А., Полетаева И.И., Резникова Ж.И. Основы этологии и генетики поведения. - М., 1999

Стр. 313-315
          8.6.4.4. ТРАНСГЕННЫЕ МЫШИ. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ МЫШЕЙ-"НОКАУТОВ". Развитие генной инженерии и молекулярной биологии сделало возможным получение так называемых трансгенных животных<…>. Напомним, что в геном животного (в настоящее время используются почти исключительно мыши) вводится новый генетический материал - это может быть или участок ДНК, кодирующий измененный ген, уже имеющийся у реципиента, или ген от животного другого вида, например крысы. Выделенный фрагмент ДНК вводится в геном реципиента (точнее, в его зародыш) разными способами. Во-первых, можно произвести прямую инъекцию ДНК в оплодотворенную яйцеклетку. Во-вторых, используя вектор ретровируса, можно ввести ДНК в развивающийся эмбрион, причем наиболее эффективно введение на стадии морулы. Третий способ - это введение в бластоцисту стволовых эмбриональных клеток (с измененным геномом).
          Специальные молекулярно-биологические методы обеспечивают достаточно надежную экспрессию новой ДНК в геноме реципиента, иначе введенный в геном фрагмент может сохраняться в латентном виде, не обнаруживая себя<…>.
          Как и при работе с химерными животными, для успешного исследования трансгенного организма необходимо уметь четко идентифицировать, у кого именно из мышей данного помета генотип имеет новый, необычный ген. Для этого важно найти надежные маркеры - либо биохимические, либо молекулярно-биологические. Иногда носители такого нового гена внешне отличаются от нормальных собратьев.
          <…>Интересные результаты дали исследования мышей с мутантным, т.е. дефектным геном, кодирующим дофаминовый рецептор D-1. Животные с таким дефектом развиваются с задержкой и погибают, когда прекращается материнское вскармливание. Однако они успешно выживают, если их перевести на искусственное вскармливание жидкой пищей. У этих животных вполне нормальная координация движений, хотя при исследовательском поведении у них меньше "стоек", чем у нормальных животных тех же пометов. <…>
          Размер мозга у мышей-нокаутов был несколько меньше, однако общее анатомическое строение мозга не менялось. Особенности были отмечены в цитоархитектонике и нейрохимии стриатума, а также в некоторых физиологических реакциях. Каждый из двух структурных компонентов полосатого тела - стриосомы и матрикс<…> - у мутантных мышей имел свои, отличные от нормы особенности. В матриксе наиболее заметным признаком было резкое снижение числа клеток, иммунореактивных к динорфину. В системе стриосом снижалось специфическое окрашивание, которое свидетельствовало об изменениях в содержании опиоидных пептидов. Наиболее интересной особенностью поведения мышей, лишенных рецепторов класса D-1, было отсутствие активирующего эффекта введения кокаина. Можно ожидать, что этот объект станет перспективной моделью для выяснения механизмов влияния наркотических веществ на мозг.
          Анализ работы мозга и особенностей поведения трансгенных животных ставит перед исследователями вопрос, уже не раз поднимавшийся в связи с анализом эффекта мутаций. Мутация данного гена может влиять на мозг и поведение не только в связи с выключением его специфической функции, но и потому, что собственно формирование структуры мозга (в данном примере - стриатума) в процессе нейрогенеза у таких мышей также может происходить аномально. Возвращаясь к терминологии классической генетики, мы пока не знаем, в чем заключаются плейотропные эффекты "трансгенной" мутации.
          Тем не менее, метод создания трансгенных животных дает ценнейшие данные о специфических функциях тех или иных генов, например в процессе развития мозга, поэтому список линий мышей с измененными генами, а также мышей-нокаутов быстро пополняется. В ряде случаев создание подобных моделей необходимо для практических целей, например для создания мышей без нуклеотидной последовательности, кодирующей так называемый прионный белок. Как известно, молекулы этого белка считаются инфекционным началом особой группы нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезни овец - скрэпи, от которой ежегодно погибают тысячи животных. В связи с этим практическая задача состоит в создании овец-нокаутов. В качестве первого этапа этого исследования были получены мыши-нокауты по гену прионного белка. Они вполне жизнеспособны и внешне не отличаются от обычных. В пределах нормы сохраняется также обучение пространственному навыку - ориентации в водном лабиринте Морриса.
          Были также получены мыши с полностью выключенной функцией гена Dvl1 (одного из трех генов мыши, гомологичных гену полярности сегментов дрозофилы). Животные оказались жизнеспособными, фертильными, у них не было морфологических отклонений в мозге, но отмечались некоторые особенности поведения и физиологии. Во-первых, это была аномалия организации сенсорного притока (gating) в слуховом и тактильном анализаторе: Во-вторых, неожиданно выяснилось, что для них было характерно снижение социальных контактов. Это произошло следующим образом.
          Отличительная особенность поведения мышей линии 129/SvSv - это "подстригание усов (вибрисс)" соседям по клетке, так что по достижении взрослого состояния значительный процент животных оказывается лишенным вибрисс (такое поведение описано у самцов и самок нескольких инбредных линий мышей). Гомозиготные мыши-нокауты по упомянутому гену сохраняли свои усы в целости, что было причинно связано с резким уменьшением социальных контактов между этими животными. У них было нарушено и гнездостроительное поведение.
          Особенности поведения (а также нейрохимической и морфологической организации мозга) мышей разных инбредных линий следует учитывать при оценке эффектов искусственных "генноинженерных" мутаций. Целый рад досадных ошибок в выборе "фоновой" линии заставил специалистов, работающих в этой области, провести подробный анализ данных и выработать рекомендации по предпочтительному, наиболее информативному использованию той или иной линии при мутационном вмешательстве в какую-либо из систем мозга.