ポリーとモリー

ポリーとモリー（1997年生まれ）という2頭の雌羊は、成体の体細胞からのクローン化に成功した最初の哺乳類であり、同時に遺伝子組み換え動物でもありました。 ^{[1]これを、成体のドナー核に改変を加えずに成体の体細胞からのクローン化に成功した最初の動物である}羊のドリーとは混同しないでください。ポリーとモリーは、羊のドリーと同様に、スコットランドのエディンバラにあるロスリン研究所でクローン化されました。

ポリーとモリーの誕生は、ドリー・ザ・シープのクローン化につながった体細胞核移植実験に基づいている。決定的な違いは、ポリーとモリーの誕生にあたり、科学者は新しい遺伝子が挿入された細胞を使用したことである。動物のクローン化と組み合わせた組み換えDNA技術の可能性を示すために、選択された遺伝子は治療用タンパク質であった。これは、人間の病気を治療するための薬理学的および治療用タンパク質の製造に使用できることが期待されている。問題のタンパク質は、人間の血液凝固因子IXであった。^[2]ドリー・ザ・シープとのもう1つの違いは、移植された核のソース細胞タイプである。ポリーとモリーは核クローンであったが、DNAを受け取った核細胞とは異なるmtDNAを持っていた。 ^[3]

ポリーとモリーが生まれるまで、遺伝子組み換え動物を作る唯一の方法は、受精卵母細胞（卵子）の前核に DNA をマイクロインジェクションする方法でした。しかし、動物のごく一部だけが、注入された DNA をゲノムに組み込みます。まれに、この新しい遺伝情報が組み込まれる場合でも、ランダムな組み込みのため、注入された遺伝子組み換えタンパク質の発現パターンは非常に多様です。このような研究の目的は、たとえば乳汁中に特定のタンパク質を高レベルで発現する動物を生産することであるため、マイクロインジェクションは非常にコストのかかる手順であり、通常、目的の動物は生産されません。

マウスには、他の動物にはない遺伝子導入の選択肢がもう 1 つあります。胚性幹細胞は、新しい DNA を生殖細胞系列に導入する手段を提供します。また、遺伝子ターゲティングによる正確な遺伝子改変も可能になります。改変された胚性幹細胞は、動物の生産に向けて実験を進める前に、試験管内で選択できます。羊などの家畜種の生殖細胞系列に寄与できる胚性幹細胞は、まだ分離されていません。

羊のドリーと、ドリーを生み出すきっかけとなった2頭の羊、ミーガンとモラグの誕生は、体外で培養された様々な体細胞から核移植によって生存可能な羊を生産できることを実証した。ポリーとモリーは、前の羊の場合と同様に、体細胞を体外で培養するという次のステップを象徴している。しかし、この場合は外来DNAがトランスフェクトされ、この新しい遺伝情報を安定して統合したトランスフェクト細胞が選択された。次に、核移植の手順と同様に、これらの体細胞の核が空の卵母細胞に移植され、これを使用していくつかのトランスジェニック動物が生産された。使用された細胞型はPDFFであった。PDFF5は雄の動物を生み出すため、導入されなかった。細胞型PDFF2は雌の動物を生み出すため、導入された。妊娠した動物のうち、3匹のPDFF2動物が生まれ、そのうち2匹、7LL8と7LL12が誕生後も生き残った。これらの動物はトランスフェクトされましたが、クローン化された目的の遺伝子ではなくマーカー遺伝子を含んでいました。これらは「Holly」と「Olly」と名付けられました。 ^[4]雌を産生する PDFF2 細胞のさらに 2 つのサブセット、PDFF2-12 と PDFF2-13 も、マーカーとともに目的の細胞を持つ動物を産生しました。これらの子羊のうち、7LL12、7LL15、7LL13 は生きたまま健康に生まれました。これらのうち 2 匹は Polly と Molly と名付けられました。

ドナーの体細胞に挿入されたトランスジーンは、羊の乳にヒト凝固因子IXタンパク質を発現するように設計されました。このタンパク質は血液凝固に重要な役割を果たしており、欠乏すると血友病Bという病気を引き起こし、治療には因子IXの静脈内注入が必要になります。家畜の乳でこのタンパク質を生産するプロセスはファーミングと呼ばれ、この治療用タンパク質の供給源を提供することでコストを削減し、現在のタンパク質の供給源（ヒトの血液）に関連する潜在的な感染リスクを排除することができます。