Naukowcy używają CRISPR, aby umieścić geny z aligatora w sumie

Każdego roku w Stanach Zjednoczonych hoduje się miliony ryb, ale wiele z nich umiera z powodu infekcji. Teoretycznie genetyczna inżynieria ryb z genami chroniącymi je przed chorobami mogłaby zmniejszyć ilość odpadów i pomóc ograniczyć wpływ hodowli ryb na środowisko. Zespół naukowców próbował właśnie to zrobić - wstawiając gen aligatora do genomów suma.

Amerykanie przechodzą przez wiele sumów. w 2021 r. hodowle sumów w USA wyprodukowały 307 milionów funtów (139 milionów kilogramów) ryb. „W przeliczeniu na funt, od 60 do 70% amerykańskiej akwakultury to… produkcja sumów” — mówi Rex Dunham, który pracuje nad genetycznym ulepszaniem sumów na Auburn University w Alabamie.

Hodowla sumów jest jednak również doskonałą pożywką dla infekcji. Od momentu wylęgu ryb hodowlanych do momentu ich odłowu około 40% zwierząt na świecie umiera z powodu różnych chorób, mówi Dunham.

Czy nowa modyfikacja genetyczna może pomóc?

Gen aligatora, który w badaniach Dunhama okazał się potencjalną odpowiedzią, koduje białko zwane katelicydyną. Białko jest przeciwdrobnoustrojowe, mówi Dunham – uważa się, że pomaga chronić aligatory przed rozwojem infekcji w ranach, które doznają podczas agresywnych walk między sobą. Dunham zastanawiał się, czy zwierzęta, które mają sztucznie wstawiony gen do genomu, mogą być bardziej odporne na choroby.

Dunham i jego współpracownicy chcieli również pójść o krok dalej i upewnić się, że powstałe w ten sposób ryby transgeniczne nie będą mogły się rozmnażać. To dlatego, że genetycznie zmodyfikowane zwierzęta mogą siać spustoszenie na wolności, jeśli uciekną z farm, konkurując ze swoimi dzikimi odpowiednikami o pożywienie i siedlisko.

Transgeniczni ocaleni

Dunham, Baofeng Su (również z Auburn University) i ich współpracownicy użyli narzędzia do edycji genów CRISPR, aby wstawić gen aligatora dla katelicydyny do części genomu, która koduje ważny hormon reprodukcyjny, „aby spróbować zabić dwie ptaki za pomocą jeden kamień” — mówi Dunham. Bez hormonu ryby nie mogą się rozmnażać.

Powstałe ryby wydają się być bardziej odporne na infekcje. Kiedy naukowcy umieścili dwa różne rodzaje bakterii chorobotwórczych w zbiornikach wodnych, odkryli, że ryby zmodyfikowane genetycznie miały znacznie większe szanse na przeżycie niż ich odpowiedniki, które nie przeszły edycji genów. W zależności od infekcji „wskaźnik przeżywalności transgenicznych ryb katelicydyny był od dwóch do pięciu razy wyższy”, mówi Dunham.

Transgeniczne ryby są również bezpłodne i nie mogą się rozmnażać, chyba że zostaną wstrzyknięte hormony reprodukcyjne, twierdzą naukowcy, którzy opublikowali swoje ustalenia online na serwerze preprint bioRxiv. Artykuł nie został jeszcze zrecenzowany.

„Kiedy po raz pierwszy [usłyszałem o badaniu], pomyślałem: co u licha? Kto by pomyślał, żeby to zrobić? A dlaczego mieliby to robić? mówi Greg Lutz z Louisiana State University, który od dziesięcioleci bada rolę genetyki w akwakulturze. Ale Lutz uważa, że ​​praca jest obiecująca - odporność na choroby może mieć duży wpływ na ilość odpadów generowanych przez gospodarstwa rybne, a zmniejszenie tych odpadów od dawna było celem edycji genów u zwierząt hodowlanych - mówi.

Przeczytaj całą historię tutaj…