Ученые ввели ДНК аллигатора в сома, чтобы создать гибрид.

Команда ученых внедрила ген аллигатора в геномы сома. Ген аллигатора, называемый кателицидин, является противомикробным геном, который играет роль во врожденном иммунном ответе животного, обеспечивая защиту от различных патогенов, включая бактерии и вирусы.

Затем исследователи ввели ген в ту часть генома сома, которая кодирует важнейший репродуктивный гормон. Полученные в результате гибриды показали повышенную устойчивость к болезням и стерильность.

Источник: https://interestingengineering.com/

Более здоровые и стерильные гибриды

Аквакультура не только способствует изменению климата, но и страдает от его последствий. На сома приходится более 50 процентов спроса на выращиваемую на фермах рыбу в США; однако почти 45 процентов от общей популяции не доживают до стадии мальков, что угрожает окружающей среде и устойчивости отрасли.

Сомы не только очень восприимчивы к бактериальным инфекциям и абиотическим стрессам, но и развили устойчивость к антибиотикам. Ученые пытаются дать этим пресноводным рыбам, выращиваемым на фермах, преимущество перед обстоятельствами, вводя им ген аллигаторов, борющийся с болезнями.

Система CRISPR (кластеризованные короткие палиндромные повторы с регулярным интервалом) произвела революцию в модификации генов, сделав редактирование генов более точным, эффективным и доступным. Команда, возглавляемая Рексом Данхэмом и Баофенг Су из Обернского университета, штат Алабама, использовала Cas9 – один из ферментов, вырабатываемых системой CRISPR, – для интеграции гена кателицидина аллигаторов в ДНК сома.

Выживаемость трансгенных рыб, получающих кателицидин, на 100-400 процентов выше, чем у их местных аналогов. Стерильность этих гибридов помогает исключить их воздействие на экосистемы и «предотвратить появление трансгенных или домашних генотипов в естественной среде», — говорят исследователи.

Жизнеспособность и этические соображения

Гарантируя, что эта генетически модифицированная рыба не ослабит опасения по поводу размножения со своими дикими собратьями и вытеснения их из конкуренции, трудно сбрасывать со счетов тот факт, что фермеры не используют стерильную рыбу, произведенную в лаборатории.

Использование CRISPR также ставит под сомнение жизнеспособность метода, поскольку может оказаться «слишком сложным произвести достаточное количество этой рыбы для получения жизнеспособной, генетически здоровой линии», — говорит Грег Латц, эксперт по генетике аквакультуры из Университета штата Луизиана.

Существует также неопределенность в отношении одобрения этих трансгенных рыб для потребления человеком из-за этических соображений, связанных с генетической модификацией, и потенциальных непреднамеренных последствий при использовании CRISPR. Наконец, хотя исследователи утверждают, что они «съели бы это в мгновение ока», общественное признание рыбы-гибрида аллигатора является неизбежной проблемой.

Исследование еще не прошло рецензирование и доступно в виде препринта на bioRxiv.

Абстрактный:

Платформа CRISPR/Cas9 обещает изменить интересующие признаки рыб в качестве точного и универсального инструмента для манипулирования геномом. Чтобы уменьшить интрогрессию трансгена и контролировать размножение, виды сомов были изучены на предмет повышенной устойчивости к болезням и вмешательства в размножение, чтобы снизить потенциальные экологические риски интрогрессии сбежавших в качестве трансгенных животных. Используя преимущества системы, опосредованной CRISPR/Cas9, нам удалось интегрировать ген кателицидина от аллигатора (Alligator sinensis; As-Cath) в целевой локус лютеинизирующего гормона (LH) канального сомика (Ictalurus punctatus) с использованием двух систем доставки, поддерживаемых двухцепочечной ДНК (dsDNA) и одноцепочечными олигодезоксинуклеотидами (ssODNs) соответственно. В этом исследовании высокая эффективность нокдауна (KI) (22,38%, 64/286), но низкая попадание в цель была достигнута с использованием стратегии ssODN, тогда как использование dsDNA в качестве донорской матрицы привело к эффективному попаданию в цель KI (10,80%, 23/213). Целенаправленный KI As-Cath сыграл важную роль в создании линии сомиков LH knockout (LH−_As-Cath+), которая продемонстрировала повышенную устойчивость к болезням и пониженную плодовитость по сравнению с рыбами-братьями дикого типа. Кроме того, имплантация ХГЧ и LHRHa может восстановить плодовитость, нерестимость и выводимость новой линии трансгенных рыб. В целом, мы заменили ген LH трансгеном кателицидина аллигатора, а затем назначили гормональную терапию, чтобы получить полный репродуктивный контроль над устойчивым к болезням трансгенным сомиком экологически безопасным способом. Эта стратегия не только эффективно улучшает потребительские качества, но и защищает от генетического загрязнения. Это прорыв в генетике аквакультуры, направленный на ограничение размножения рыбы и предотвращение появления трансгенных или домашних генотипов в естественной среде.