1 серпня 2022
Bonnie Waycott
Ця технологія набирає поширення, але ще належить побачити, як споживачі приймуть генетично відредаговані морепродукти
Дослідження в Японії показують, що редагування геному може покращити ріст м’язів риби, вирощеної на фермах, що призводить до зменшення витрат корму, а також підвищити опірність до хвороб. Фото надано The Center for Aquaculture Technologies (Центром технологій з аквакультури).
У 2021 році новий сорт червоного пагра з’явився на ринках Японії в результаті випробувань Регіонального рибного інституту в Кіото. Це було продовження дослідження, опублікованого в 2018 році, коли вчені з Кіотського та Kindai’ського університетів маніпулювали заплідненою ікрою риби, щоб “вибити” ген міостатину, який обмежує ріст м’язів. Завдяки вмісту м’яса приблизно в 1,2-1,6 рази більшому, ніж у звичайного червоного пагра, нова лінія риби може стати величезним поштовхом для фермерів, які зможуть вирощувати більш м’ясистих тварин, використовуючи менше корму.
Ця робота включає технологію редагування геному під назвою Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats – Короткі паліндромні повтори, регулярно розташовані групами), або CRISPR, яка модифікує гени шляхом вирізання або додавання нових сегментів ДНК. В аквакультурі CRISPR використовується для створення ліній риби з цільовими характеристиками, такими як опірність до хвороб і швидке зростання.
“CRISPR є частиною механізму імунного захисту, який бактерії використовують для захисту від вірусів,” – каже в інтерв’ю the Advocate професор Ximing Guo з Rutgers’ського університету у New Brunswick, N.J.. “Бактерії містять ферменти, такі як Cas-9, які можуть розрізати ДНК у певних місцях. Для редагування геному також потрібна гідова (керуюча) РНК (guide-RNA), щоб керувати ферментом Cas-9, щоб він міг розрізати ДНК у потрібній вам ділянці та створити мутацію, яка або нокаутує певний ген, або замінить цей ген новою, більш ефективною копією.”
Guo вирощує устриць, опірних до хвороб MSX і Dermo, що спустошили промисел устриць уздовж Атлантичного узбережжя США та в Приморській Канаді. У майбутньому він і його команда зацікавлені у використанні CRISPR для вивчення функції генів і, можливо, видалення гена міостатину в морських гребінцях, щоб створити більші м’ясисті привідні м’язи (м’язи-аддуктори).
Guo каже, що японська робота є яскравим прикладом того, як CRISPR може змінити підходи до генетичне вдосконалення об’єктів аквакультури.
“Це дуже ефективний спосіб вирощування риби з більшою кількістю їстівного м’яса при згодовуванні їй звичайної кількості корму, і це потенційно може допомогти знизити витрати на виробництво або зробити виробництво ефективнішим,” – каже він. “Проте може бути важливим протестувати рибу, щоб переконатися, що немає значного впливу на вміст поживних речовин і якість м’яса, і продемонструвати це громадськості. Якщо ви вирощуєте більш м’язисту рибу, як це вплине на вміст поживних речовин і як це вплине на споживачів? Це потрібно з’ясувати.”
Редагування геному належить до технологій, які використовуються для зміни генетичного коду організму. Це може включати додавання, видалення певних генів та навіть незначну зміну послідовності ДНК організму. Наслідки цього можуть варіюватися від збільшення, зменшення або припинення активності (експресивності) гена до введення нових генів взагалі.
Dr. Tim Regan з Інституту Росліна Единбурзького університету (Велика
Британія) каже, що редагування геному може бути виконано дуже точним способом, щоб отримати тварин, яких неможливо відрізнити від тварин, вирощених звичайними методами, і не покладаючись на випадковість для отримання бажаної ознаки.
Центр технологій аквакультури (CAT) співпрацює з більш ніж 15 селекціонерами-рибоводами та виробниками в усьому світі, щоб розробити індивідуальні програми розведення існуючих і нових видів, від сьомги до креветок і устриць. Фото надано The Center for Aquaculture Technologies
Редагування геному розглядається інакше, ніж генетичні маніпуляції, такі як трансгенез (трансген— фрагмент ДНК, що переносять за допомогою генно-інженерних маніпуляцій або це відбувається природним шляхом до геному певного організму з метою модифікації його властивостей; трансгенез -інкорпорація трансгена в геном реципієнта, у результаті чого він отримує здатність передачі трансгена нащадкам), який дозволяє додавати до наявного генетичний матеріал, чужорідний для організму; наприклад, додавання гена іншого виду для забезпечення опірності до хвороб, кращої ефективності засвоєння корму або збільшення темпу росту. Поліпшення цих ознак може скоротити час виходу на ринок, загальне споживання їжі та лікування хвороб, що знижує вартість виробництва та підвищує ефективність аквакультури.
“Редагування геному може багатьма способами покращити сталість аквакультури, і червоний пагр у Японії є одним із таких прикладів,” – каже Regan. “Міостатин є негативним регулятором росту м’язів, тому видалення цього гена або зниження його експресії збільшить м’язову масу, вагу і вихід філе. На сьогодні це було успішно досягнуто шляхом редагування генома червоного пагра, бурого скелезубу та нільської тілапії. З огляду на чинні регуляторні акти, що стосуються цих технологій, я не впевнений щодо комерційного впливу цих досягнень на аквакультуру, але потенціал, очевидно, величезний.”
І нарешті комерційний успіх видів зі зміненим геномом може залежати від суспільного визнання. Залишаються занепокоєння щодо харчових та екологічних ризиків, навіщо такий вид вирощували та цілей виробників, і усе це може вплинути на прийнятність морепродуктів з відредагованим геномом. Тим часом деякі споживачі можуть просто не захотіти їсти такі морепродукти, навіть якщо вони безпечні та корисні для навколишнього середовища, каже Guo. Він вважає, що аквакультура має бути прозорою у своїх дослідженнях і відкрито вирішувати будь-які проблеми безпеки та довкілля.
Dr. Alan Tinch, генетик з Центру технологій аквакультури (CAT) у Сан-Дієго, штат Каліфорнія, погоджується з цим. Tinch і його колеги співпрацюють з більш ніж 15 селекціонерами-рибоводами та виробниками продукції аквакультури в усьому світі, щоб розробити індивідуальні програми розведення вже давно комерціалізованих і нових видів, від сьомги до креветок і устриць. Кожна програма передбачає відбір властивостей, характерних для кожного виду, для покращення ефективності, росту, здоров’я та добробуту за допомогою панелей генетичних маркерів. CAT досліджує редагування геному, щоб внести прості, цілеспрямовані зміни в межах виду, щоб покращити риси, які зазвичай важко покращити традиційними методами селекції. Майбутні популяції будуть нести ці відредаговані гени та демонструвати бажану ознаку.
“У CAT ми розробили технологію, яка забезпечує редагування генома в частині характеристик продуктивності у поєднанні з редагуванням, яке роблять рибу безплідною, наприклад,” – каже Tinch. “Це запобігає схрещуванню будь-якої риби, яка може втекти з ферми, з дикими особинами, покращуючи сталість рибного господарства та усуваючи стурбованість громадськості щодо впливу нових варіантів генів на природні популяції.”
Але чи готові ми до такого роду генетичних маніпуляцій з нашими морепродуктами?
Професор Ximing Guo з Університету Ратгерса розводить східних устриць (Crassostrea virginica) (на фото) з метою створення у тварин опірності до хвороб MSX і Dermo, які спустошили промисел устриць уздовж Атлантичного узбережжя США та в Приморській Канаді. Фото надано Dr. Ximing Guo.
“Споживачі не помиляються, коли побоюються нових технологій, які використовуються у виробництві їхніх продуктів харчування, але побоювання, про які я чув, ґрунтуються на неправильному розумінні технології, тому подальше залучення та публікація звітів має вирішальне значення, щоб тримати громадськість у курсі та бути в курсі подій,” – каже Regan.
“Аквакультурі потрібно пояснювати речі практичними термінами. Навіщо нам ця технологія? Що правильно робити?” – каже Tinch. “Ми повинні допомогти людям зрозуміти, що ми щось робимо, щоб змінити ситуацію. Ми повинні мати середовище, де споживачі вважають результати прийнятними, а законодавство дозволяє нам використовувати цю технологію. Нам потрібно переконатися, що добробут тварин є оптимальним, і розводити їх стабільно, використовуючи технології, які забезпечують високий рівень здоров’я та добробуту, і використовувати безпліддя/стерильність для запобігання випуску нових варіантів генів у дику природу. Ми повинні розглядати редагування геному як засіб управління популяціями тварин для контролю здоров’я та інших характеристик і чітко пояснювати, чому ми це робимо.”
Сьогодні дослідники усвідомлюють виклики. Редагування геному є складним, дорогим і вимагає великої майстерності. Вибір ознаки для покращення чи редагування — це одне, але знання того, які генетичні послідовності відповідають за дану ознаку, може зайняти багато часу та коштувати багато грошей. Але, як показує приклад Японії, покращення певних властивостей може призвести до різноманітності морепродуктів, що не тільки зробить аквакультуру більш сталою, але й задовольнить споживачів.
“Японська робота є цікавим прикладом гена, який був змінений для отримання більшої врожайності,” – каже Tinch. “Це приносить на ринок щось конкретне, що можна швидко визначити, що приносить користь як фермерам, так і споживачам, а також більше м’яса, доступного для продажу, у розрахунку на одну рибу, що є величезною економічною перевагою та перевагою сталого розвитку.”
Посилання на оригінал: https://www.globalseafood.org/advocate/with-tools-like-crispr-can-genome-editing-deliver-more-resilience-for-aquaculture/?utm_campaign=The%20Advocate&utm_medium=email&_hsmi=221545812&_hsenc=p2ANqtz-_n_xkKlTK5FUHXDgPAoccT5vaOdi8T-JkGMO3IE-PBchnTMGqvA30gjHOu-FGIEfc2pvfJG15XOddoScToYjF8_Ex43w&utm_content=221545812&utm_source=hs_email
