Transgeniczne ryby: znaczenie, rozwój i zastosowanie

W tym artykule omówimy: - 1. Znaczenie transgenicznych ryb 2. Rozwój transgenicznych ryb 3. Kontrolowana kultura transgenicznych ryb i pasz 4. Technologia transferu genów do rozwoju 5. Zastosowania 6. Problemy środowiskowe 7. Transgeniczne ryby mogą grozić Dzikie populacje 8. Transgeniczne gatunki inwazyjne ryb.

Znaczenie transgenicznych ryb:

Transgeniczna ryba to taka, która zawiera geny innego gatunku. Transgeniczna ryba jest ulepszoną odmianą ryb dostarczanych z jednym lub większą liczbą pożądanych obcych genów w celu poprawy jakości, wzrostu, odporności i wydajności ryb.

Zazwyczaj izoluje się geny jednego lub więcej gatunków dawców i łączy w sztucznie skonstruowane czynniki zakaźne, które działają jako wektory do przenoszenia genów do komórek gatunków biorców. Po wprowadzeniu do komórki wektor przenoszący geny zostanie wprowadzony do genomu komórki.

Organizm transgeniczny jest regenerowany z każdej transformowanej komórki (lub komórki jajowej, w przypadku zwierząt), która pobrała obce geny. Z tego organizmu można wyhodować odmianę transgeniczną. W ten sposób geny mogą być przenoszone między odległymi gatunkami, które nigdy nie krzyżowałyby się w naturze.

Zastosowanie inżynierii genetycznej do zwierząt, takich jak ziemniaki z wbudowanym środkiem owadobójczym, może przynieść wiele korzyści, w tym możliwość bezpieczniejszego, tańszego zaopatrzenia w żywność i stworzenie nowych źródeł niewystarczających zasobów farmaceutycznych.

Wraz z postępem w dziedzinie inżynierii genetycznej zwiększyła się również liczba zastosowań komercyjnych. Zwierzęta wodne są projektowane w celu zwiększenia produkcji w sektorze akwakultury.

Zastosowanie inżynierii genetycznej i technologii rDNA dokonało cudów w badaniach medycznych i przemysłowych. Transgeniczne ryby są promowane jako pierwsze komercyjne transgeniczne zwierzęta przeznaczone do spożycia przez ludzi.

Jednym z najważniejszych aspektów pomiędzy rybami i innymi zwierzętami lądowymi dla hodowli i ulepszania genetycznego jest to, że ryby zwykle mają wyższy poziom zmienności genetycznej, a zatem więcej możliwości selekcji niż większość ssaków i ptaków.

Korzystając z technologii transferu genów, naukowcy stworzyli genetycznie zmodyfikowaną odmianę łososia atlantyckiego, która osiąga rozmiary rynku w ciągu około 18 miesięcy, w przeciwnym razie ryba potrzebuje około 24-30 miesięcy, aby stać się rybami o wielkości rynkowej. Mamy również nadzieję, że możemy teraz modyfikować dużą liczbę ryb o szybko rosnących cechach i przynieść Błękitną Rewolucję.

Poniżej przedstawiono ważne punkty potrzebne do inżynierii genetycznej (transfer genów) do produkcji ryb transgenicznych:

(1) Sekwencja genu ma izolować dla poszczególnych cech; na przykład gen hormonu wzrostu.

(2) Te geny (sekwencja genów) są następnie wstawiane do okrągłego DNA znanego jako plazmid Vector (stosowane są endonukleazy i ligazy enzymów).

(3) Plazmidy są zbierane w bakteriach w celu wyprodukowania miliardów kopii.

(4) Plazmidy wprowadza się do liniowego DNA. Liniowy DNA jest czasami nazywany kasetą genową, ponieważ zawiera ona kilka zestawów materiału genetycznego oprócz nowego wstawionego genu; na przykład gen hormonu wzrostu. Dostępna jest technologia umożliwiająca integrację genów w linii rozwojowej osobnika (ryby) i ostatecznie przekazana kolejnym pokoleniom.

(5) Sprawienie, by kaseta stała część składu genetycznego ryb.

Rozwój transgenicznych ryb:

Rozwój transgenicznych ryb skupił się na kilku gatunkach, w tym łososie, pstrągi, karpie, tilapię i kilka innych. Łosoś i pstrąg są uprawami gotówkowymi, podczas gdy inne przede wszystkim dostarczają źródła białka. Obecnie około 40 lub 50 laboratoriów na całym świecie pracuje nad rozwojem transgenicznych ryb.

Kilkanaście z nich znajduje się w Stanach Zjednoczonych, kolejne w Chinach, a pozostałe w Kanadzie, Australii, Nowej Zelandii, Izraelu, Brazylii, na Kubie, w Japonii, Singapurze, Malezji i kilku innych krajach. Niektóre z tych laboratoriów są powiązane z firmami, które spodziewają się skomercjalizować swoje ryby za kilka lat.

Wiele z obecnie opracowywanych ryb modyfikuje się, by rosły szybciej niż ich dzikie lub tradycyjnie hodowane rodzeństwo z akwakultury.

Szybszy wzrost uzyskuje się zazwyczaj poprzez przeniesienie genu hormonu wzrostu ryb z jednego gatunku ryby do drugiego. Szybciej rosnące ryby nie tylko osiągają wielkość rynku w krótszym czasie, ale także wydajniej żyją. Hodowlę pstrąga (GH) stosowano do produkcji karpia transgenicznego o ulepszonych właściwościach dressingowych. Takie transgeniczne karpie są zalecane do produkcji w stawach ziemnych.

Transgenic Salmon:

Łosoś atlantycki został zaprojektowany z łososia pacyficznego, hormonu wzrostu napędzanego arktycznym genem promotora przeciw zamarzaniu. Szybki wzrost tego transgenicznego łososia osiąga się nie tyle przez transgeniczny hormon wzrostu, jak przez promotor genu przeciw zamarzaniu, który działa w chłodnej wodzie pożądanej dla smaku łososiowego.

Naukowcy z Devlin (1994) z Fisheries & Oceans w Kanadzie w Zachodnim Vancouver w Kolumbii Brytyjskiej zmodyfikowali gen hormonu wzrostu w łososiu Coho, opracowując konstrukt genowy, w którym wszystkie elementy genetyczne pochodzą od łososia sockeye.

Transgeniczny Coho rósł średnio 11 razy szybciej niż ryby niemodyfikowane, a największe ryby rosły 37 razy szybciej. Poziomy hormonu wzrostu w transgenicznych rybach są wysokie przez cały rok, a nie spadają w zimie, jak ma to miejsce w przypadku zwykłego łososia. Devlin (2001). Zmodyfikowany łosoś jest wystarczająco duży, aby można go było sprzedawać po roku, w przeciwieństwie do łososia hodowlanego, który nie osiąga wielkości rynku przez co najmniej trzy lata.

Transgeniczna Tilapia:

Ryby Tilapia, wywodzące się z Afryki, są hodowane na całym świecie jako "pokarm dla ubogich", ustępując tylko karpom jako rybom ciepłolubnym i przekraczając produkcję łososia atlantyckiego (którego wartość rynkowa jest dwukrotnie większa od wartości tilapii). Tilapia była szeroko modyfikowana genetycznie i promowana jako transgeniczna ryba wyłącznie do izolacji lub produkcji zamkniętej.

Transgeniczna tilapia, która jest modyfikowana przez hormon wzrostu świni, ma trzy razy większe rozmiary niż ich nietransgeniczne rodzeństwo. Tilapia genetycznie modyfikowana insuliną ludzką rosła szybciej niż nietransgeniczne rodzeństwo, a także mogła służyć jako źródło komórek wysp trzustkowych do przeszczepiania ludziom.

Transgeniczna ryba Medaka:

Purdue, naukowiec pochodzenia zwierzęcego Muir i Howard (1999) użyli maleńkich japońskich ryb, Oryzias latipes, zwanych medaka, aby zbadać, co by się stało, gdyby samiec był genetycznie modyfikowany hormonem wzrostu z łososia atlantyckiego. Wstawienie konstruktu genetycznego składającego się z ludzkiego hormonu wzrostu napędzanego przez promotor wzrostu łososia do medaki dało transgeniczną medakę.

Żywotność grup zmodyfikowanych i konwencjonalnych ryb została zmierzona w wieku trzech dni, a 30 procent mniej transgenicznych ryb przetrwało do tego wieku. Naukowcy obliczyli, że duże samce posiadały czterokrotną przewagę godową, opartą na obserwacji medaki typu dzikiego. W innym eksperymencie, geny Silk moth zostały wprowadzone do ryb Medaka, aby stworzyć odporność na patogeny bakteryjne.

Transgeniczna ryba Zebra:

Mała rybka zebra (Bmchydanio rerio), która żyje w akwariach, została genetycznie zmodyfikowana, aby wytworzyć fluorescencyjny czerwony pigment i jest promowana do sprzedaży jako domowe zwierzę domowe, "złota rybka".

Złota rybka wywołała poruszenie w Stanach Zjednoczonych, ponieważ regulacja takich transgenicznych zwierząt domowych jest mroczna, a żadna z głównych agencji regulacyjnych: Agencja ds. Żywności i Leków (FDA), Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA) ani Agencja Ochrony Środowiska (EPA) nie byli gotowi przejąć inicjatywę w zakresie regulowania złotych rybek (chociaż USDA zajmuje się zwierzętami domowymi).

Złota rybka jest dostępna do sprzedaży od 5 stycznia 2004 r. Bez zgody organu regulacyjnego w Stanach Zjednoczonych (Rys. 43.1).

Gong (2003) opracował nowe odmiany ryb Zebra. Trzy "żywe kolory" białek fluorescencyjnych, białko zielonej fluorescencji (GFP), białko fluorescencyjne (YFP) i czerwone białko fluorescencyjne (RFP lub dsRed) ulegały ekspresji pod silnym promotorem mylz2 specyficznym dla mięśni w stabilnych liniach transgenicznych ryb zebry.

Te transgeniczne ryby zebry o żywych kolorach fluorescencyjnych (zielone, żółte, czerwone lub pomarańczowe) można zobaczyć gołym okiem pod światłem dziennym i ultrafioletowym w ciemności. Zielone białko fluorescencyjne (GFP) jest pierwotnie wyizolowane z meduzy (Aequorea tictoria).

Transgeniczna karp zwyczajna:

Thomas T. Chen, dyrektor Centrum Biotechnologii na Uniwersytecie w Connecticut, Storrs, przeniósł do karpia DNA hormonu wzrostu z pstrąga tęczowego połączonego z sekwencją wirusa ptasiej grypy.

Materiał genetyczny wstrzyknięto do żyznych jaj karpiowych za pomocą mikroiniekcji. Potomstwo transgenicznej ryby pierwszej generacji rosło o 20 do 40% szybciej niż ich niezmodyfikowane rodzeństwo. Chen rozwija także transgeniczne sumy, tilapię, pasiaste basy, pstrągi i flądry.

Pracownik naukowy Amy J. Nichols i profesor Rex Dunham (1999) w dziale rybołówstwa i akwakultury sojuszniczej na Auburn University, Auburn, Ala, opracowali transgeniczne karpie i sumy, które rosną od 20 do 60% szybciej niż standardowe odmiany hodowlane.

Używają mikroiniekcji i elektroporacji do wstrzyknięcia kolejnej kopii genu hormonu wzrostu ryb w żyzne jaja ryb. Wzrost powstałego zmodyfikowanego karpia i suma jest stymulowany przez dodatkowy hormon wzrostu ryby.

W Indiach rozpoczęto badania nad rybami transgenicznymi na Uniwersytecie Madurai Kamaraj (MKU), Centrum Biologii Komórkowej i Molekularnej (CCMB), Hyderabad i National Matha College, Kollam z pożyczonymi konstruktami od zagranicznych naukowców.

Pierwsza transgeniczna ryba indyjska została wygenerowana w MKU w 1991 r. Przy użyciu pożyczonych konstrukcji. Naukowcy z Indii opracowali eksperymentalne transgeniczne ryby rohu, ryby zebry, sumy i ryby singhi.

Geny, promotory i wektory rdzennego pochodzenia są teraz dostępne tylko dla dwóch gatunków, a mianowicie rohu i singhi dla rozwoju inżynierii. Transgeniczny rohu wyprodukowany niedawno z autochtonicznego konstruktu na Uniwersytecie Madurai Kamaraj okazał się osiem razy większy niż rodzeństwo kontrolne. Ten transgeniczny rohu osiąga 46 do 49 gramów masy ciała w ciągu 36 tygodni od urodzenia.

Auto-Transgenesis:

Indyjscy naukowcy koncentrują się na rozwoju transgenicznych ryb poprzez autotransgenezę, która polega jedynie na zwiększeniu liczby kopii genów hormonu wzrostu obecnych w rybach, w przeciwieństwie do allotransgenesis, co oznacza przeniesienie genów z różnych gatunków.

Wzrost homonowych genów wzrostu prowadzi do wzrostu zawartości miąższu. Indyjscy naukowcy uważają, że auto-transgeneza jest bezpieczniejsza i mniej kontrowersyjna. Według TJ Pandiana ze szkoły nauk biologicznych na Uniwersytecie Madurai Kamaraj czas generacji większości gatunków ryb jest krótszy, a częstotliwość hodowli jest stosunkowo wyższa.

Pojedyncza samica może wyprodukować kilkaset lub tysięcy jaj, a tym samym zapewnić większą liczbę genetycznie identycznych jaj. Poza tym najważniejszą zaletą jest to, że nawożenie jest zewnętrzne i można je łatwo kontrolować za pomocą eksperymentalnej manipulacji.

Według Pandiana "ograniczona dostępność transgenów pochodzenia rybnego była główną przeszkodą w produkcji transgenicznych ryb. Jednak wraz z postępem w biologii molekularnej, więcej niż. 8500 genów i sekwencji cDNA pochodzenia muszlowego zostały wyizolowane, scharakteryzowane i sklonowane w świecie. "

Kontrolowana kultura transgenicznych ryb i pasz:

Kultura handlowa stawu jest skuteczna w przypadku karpia i tilapii, ale trudniejsza w przypadku łososia i pstrąga. Obecnie hodowla stawowa jest odpowiednia dla karpia i tilapii, ponieważ ryby są wegetarianami, mięsożerne łososie i pstrągi zależą od diety ryb i mączki rybnej, ale światowy zasób ryb paszy zmniejszył się i należy znaleźć odpowiednie substytuty mięsa warzywnego.

Łosoś atlantycki (jako typowe mięsożerne mięso zimozielone) nie może się rozwijać na diecie z olejów rzepakowych, ale ryby mogą osiągnąć dojrzałość, jeśli zostaną zakończone olejami rybnymi co najmniej 20 tygodni pod koniec ich cyklu dojrzałości.

Oczekiwany jest olej rzepakowy GM o zwiększonej produkcji długołańcuchowych kwasów tłuszczowych, służący jako pasza dla ryb hodowanych w stawach. Natomiast tolerująca glifosat mączka z nasion rzepaku GM została uznana za zasadniczo równoważną rzepakowi niemodyfikowanemu genetycznie jako pasza dla pstrąga tęczowego.

Technologia transferu genów dla rozwoju transgenicznych ryb:

Najczęściej stosowanymi metodami w biotechnologii ryb są manipulacje chromosomami i terapie hormonalne, którym można wytworzyć ryby triploidalne, tetraploidalne, haploidalne, gynogenetyczne i androgenetyczne.

Inne popularne metody przenoszenia genów u ryb to mikroiniekcja, elektroporacja plemników, elektroporacja jaj i inkubacja plemników. Poniżej przedstawiono główne etapy transferu genów w celu rozwoju transgenicznych ryb.

A. Przygotowanie struktury DNA:

Pożądany transgen powinien być rekombinowanym genem lub konstruktem DNA skonstruowanym w plazmidzie, który zawiera odpowiedni element wzmacniający promotor i strukturalną sekwencję DNA.

Obce geny są zazwyczaj wprowadzane z silnymi sygnałami genetycznymi, promotorami i / lub wzmacniaczami, które umożliwiają ekspresję obcych genów na bardzo wysokich poziomach w sposób ciągły (lub konstytutywny), skutecznie umieszczając te geny poza normalną regulacją metaboliczną komórki, oraz transgeniczny organizm powstały z transformowanej komórki.

Istnieją trzy główne typy transgenów:

(1) Gain-of-Function:

Te transgeny są w stanie zwiększyć szczególną funkcję osobnika transgenicznego po ich ekspresji. Na przykład, geny hormonu wzrostu od ssaka i ryby połączone z odpowiednim elementem wzmacniającym promotor i strukturalną sekwencją DNA w celu wytworzenia transgenu GH.

Ten transgen GH przy ekspresji w osobnikach transgenicznych zwiększa wytwarzanie hormonu wzrostu, co prowadzi do zwiększonego wzrostu transgenicznego zwierzęcia.

(2) Funkcja Reportera:

Te transgeny są w stanie zidentyfikować i zmierzyć siłę elementu wzmacniającego promotor.

(3) Utrata funkcji:

Ten transgen nie jest jeszcze stosowany do modyfikacji transgenicznych ryb. Takie transgeny stosuje się do zakłócania ekspresji genów gospodarza. Elementy transgenów wzmacniacza promotora są połączone z genem hormonu wzrostu ryb.

Stąd ryby transgeniczne zawierają dodatkowe sekwencje DNA pierwotnie pochodzące od tego samego gatunku. Konstrukt genowy wprowadza się następnie do zapłodnionego jaja lub zarodka, tak aby transgen był połączony z genomem każdej komórki jajowej lub zarodka.

B. Transfer genów przez mikroiniekcję:

Mikrowstrzykiwanie to najskuteczniejsza i najszerzej stosowana technika transferu genów u ryb. Jedna z metod techniki mikrowstrzykiwania obejmuje zastosowanie igły do ​​precyzyjnej iniekcji do wprowadzania DNA do miejsca cięcia w komórce. W ten sposób niszczy komórki, które mają bezpośredni kontakt z wstrzykniętym DNA.

Aby zapewnić integrację DNA, należy go wstrzyknąć do nienaruszonych komórek w pobliżu miejsca cięcia. Aparat do iniekcji składa się z mikroskopu stereoskopowego i dwóch mikromanipulatorów, jednego ze szklaną mikro-igłą do dostarczania transgenu i innych z mikropipetą do trzymania zarodka ryb w miejscu (ryc. 43.2).

Sukces techniki mikroiniekcji zależy od natury komory kosmicznej. Miękki kosmówko ułatwia mikroiniekcję, podczas gdy gruby kosmek ogranicza zdolność wizualizacji celu wstrzyknięcia DNA. U wielu ryb (łososia atlantyckiego i pstrąga tęczowego) jajo staje się twarde i twarde zaraz po zapłodnieniu lub w kontakcie z wodą i utrudnia wstrzyknięcie DNA.

Ale za pomocą następujących metod można rozwiązać ten problem:

(1) Wykorzystując mikropyle (otwór na powierzchni komórki jajowej do wprowadzenia nasienia podczas nawożenia) do wprowadzenia igły do ​​iniekcji.

(2) Używając mikrochirurgii do wykonania otworu na błonie kosmówkowej.

(3) Przez trawienie kosmówki enzymami.

(4) Używając 1mM glutationu do inicjacji zapłodnienia i zmniejszenia twardości kosmówki.

(5) Bezpośrednim zastrzykiem do niezapłodnionych jaj.

Inną techniką przenoszenia genów jest mikroiniekcja wewnątrzjądrowa, która obejmuje bezpośrednie podejście fizyczne z użyciem cienkiej igły, aby dostarczyć DNA do komórki, a nawet jąder komórkowych.

Aby ułatwić tempo mikroiniekcji protoplast z częściowo zreformowaną ścianą komórkową można dołączyć do stałego nośnika ze sztucznie związanym podłożem - bez uszkadzania komórek. Solidne podparcie może być szkiełkiem lub szkiełkiem nakrywkowym.

Kroki techniki mikrowstrzykiwania:

(1) Pożądane jaja i plemniki są przechowywane oddzielnie w optymalnych warunkach.

(2) Dodaj wodę i plemniki i zainicjuj nawożenie.

(3) Dziesięć minut po zapłodnieniu jaja odbiera się przez trypsynizację.

(4) Jaja zapłodnione są mikroiniekcjami z pożądanym DNA w ciągu kilku godzin od zapłodnienia. DNA jest uwalniane do centrum dysku zarodkowego do pierwszego cięcia w jajach po rekonstytucji. Dostępny czas do mikroiniekcji wynosi 25 minut, a także pomiędzy zapłodnieniem a pierwszym rozszczepieniem.

(5) Po mikroiniekcji zarodki inkubuje się w wodzie do momentu wylęgu.

Wskaźniki przeżycia zarodków z mikroiniekcją wydają się około 30-80% w zależności od gatunku ryby.

Zalety techniki mikroiniekcji:

Ta technika ma następujące zalety:

(1) Optymalną ilość DNA można dostarczyć na komórkę, zwiększając szanse na transformację integracyjną.

(2) Dostarczanie DNA jest precyzyjne, nawet w jądrze komórki docelowej, zwiększając szanse na transformację integracyjną.

(3) Mała struktura może zostać wstrzyknięta.

(4) Jest to bezpośrednie podejście fizyczne, dlatego jest to niezależny zakres hostów.

Wady techniki mikroiniekcji:

(1) Pojedyncza komórka może być wstrzykiwana w tym samym czasie, dlatego proces ten jest czasochłonny.

(2) Wymaga wyrafinowanych instrumentów i specjalistycznych umiejętności.

(3) Ograniczony czas embrionu ogranicza iniekcję do większej liczby jaj i niską szybkość transformacji.

C. Transfer genów przez elektroporację:

Jest to prosta, szybka, wydajna i wygodna metoda przenoszenia genu. Ta metoda obejmuje impuls elektryczny dostarczający DNA do komórek (ryc. 43.3). Komórki są narażone na krótki wstrząs elektryczny, który powoduje, że membrana komórkowa jest tymczasowo przepuszczalna dla DNA.

Żądany fragment DNA umieszcza się w bezpośrednim kontakcie membrany protoplastu, który wchodzi do komórki po porażeniu prądem. Dziura może zostać stworzona w wyniku i ustabilizowana przez sprzyjającą
interakcja dipolowa z polem elektrycznym.

Elektroporacja obejmuje łańcuch elektrycznych impulsów do przenikania błony komórkowej, umożliwiając w ten sposób wejście DNA do zapłodnionych komórek jajowych. Stopień integracji DNA w embrionie elektroporowanym wynosi więcej niż 25%, a współczynnik przeżycia jest nieco wyższy w porównaniu z mikroiniekcjami.

Zalety techniki elektroporacji:

(1) Umożliwia jednoczesne wprowadzanie konstruktów DNA.

(2) Jest to bardziej odpowiednia metoda dla tych gatunków, które mają bardzo małe jaja do mikroiniekcji.

(3) Ta metoda nie wymaga specjalistycznych umiejętności.

D. Transfer białka z białka przeciw zamarzaniu:

Wiele teleost zamieszkujących lodowatą wodę morską w regionach polarnych produkuje glikoproteiny przeciwzamarzające (AFGP) lub białka przeciw zamarzaniu (AFP) w swoich surowicach, aby chronić je przed zamarzaniem. Białko to obniża temperaturę krzepnięcia roztworu bez zmiany jego temperatury topnienia.

Histereza termiczna, różnica między temperaturą zamarzania i topnienia, jest unikalną właściwością tych białek. Wykazano, że AFP i AFGP wiążą się z kryształami lodu i hamują wzrost kryształów lodu.

Pomimo podobnych właściwości przeciw zamarzaniu, białka te różnią się zasadniczo strukturą białkową. Istnieje jeden typ AFGP i trzy typy AFP. Ostatnio czwarty rodzaj AFP odnotowano również w krabach longhornów.

Salmo salar z łososia atlantyckiego nie ma żadnego z tych genów lub genów AFP i nie może przetrwać w temperaturze wody morskiej poniżej zera. Niezdolność do tolerowania temperatury poniżej - 0, 6 ° C do - 0, 80 ° C jest jednym z głównych problemów hodowli w klatkach na morzu na północnym wybrzeżu Atlantyku. Firma Hew i jego współpracownicy opracowali odporny na działanie przeciw zamarzaniu łosoś atlantycki zawierający geny AFP lub AFGP z wykorzystaniem technologii transferu genów.

Użyli oni klonu genomowego (2A-7) kodującego główny typ AFP typu wątroby (wflAFP-6, wcześniej znany jako (HPLC-6) z flądry zimowej (Pleuronectus amaricanus) został użyty jako kandydat do transferu genu.

AFP Flounder należały do ​​AFP typu I, które są małymi polipeptydami i mają dużą zawartość alaniny i helikalnej. AFP Flounder to rodzina wielu genów o 80-100 kopii kodujących dwie różne izoformy, mianowicie typ AFP typu wątroby i skóry.

AFP w wątrobie, takie jak wflAFP-6 lub wflAFP-8 (HPLC-8), syntetyzowane są wyłącznie w wątrobie jako prepro AFP. W przeciwieństwie do tego AFP typu skóry, w tym wfsAFP-2 i wfsAFP-3, są eksprymowane szeroko w wielu tkankach obwodowych jako wewnątrzkomórkowe dojrzałe AFP.

Przenoszenie genów hormonu wzrostu:

Ostatnio naukowcy opracowali model hormonu wzrostu "wszystkie ryby" . Sklonowali i zsekwencjonowali trawiasty karp i karpiowy gen anhydrazy węglanowej (CA) oraz gen hormonu wzrostu Hew i wsp., (1992). Promotor genu CA trawy (beta-aktyny) został połączony z cDNA hormonu wzrostu z trawą, aby utworzyć wektor ekspresyjny o wysokiej wydajności zwany pCAZ.

Używając genu CAT jako genu receptora, hormon wzrostu pCA z karpia został mikroinieknięty do zapłodnionego, nieaktywowanego karpia poprzez mikropyle, wytwarzając transgeniczny karp "wszystkich ryb". Obecność transgenu wykrywano za pomocą PCR odwrotnej transkryptazy i Northern blotting. Te transgeniczne ryby wykazały około 137% wysokiego tempa wzrostu kontroli.

F. Przenoszenie genów oporności na choroby:

W Chinach naukowcy przeprowadzili pilotaż oporności genów na krwotoczny wirus krwotoczny (GCHV). Jedenaście różnych fragmentów genów kodujących białko sklonowano i wyizolowano z translacji in vitro przy użyciu genomowych fragmentów genów GCHV.

Na podstawie informacji o cDNA genu kapsydu SP6 i genu SP7, zsyntetyzowano 3 oligonukleotydy i poddano fuzji z promotorem SV40 MT i przeniesiono do indukowanych cytokiną komórek zabójczych (CIK) za pomocą skonstruowanego wektora ekspresyjnego i transfekowano GCHV. Wynik wskazał, że śmiertelność zmniejszyła się o jeden rząd po prowokacji wirusem.

Zastosowania transgenicznych ryb:

Transgeniczna ryba może być lepiej wykorzystywana do następujących celów:

(1) W celu zwiększenia produkcji rybnej, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na żywność ze względu na wzrost światowej populacji.

(2) Do produkcji produktów farmaceutycznych i innych produktów przemysłowych pochodzących z ryb.

(3) W celu opracowania transgenicznych rodzimych odmian ryb świerzych do akwarium.

(4) Jako biosensory rybne do monitorowania zanieczyszczeń wodnych.

(5) Do izolacji genów, promotorów i syntezy skutecznych konstruktów genów.

(6) Do badań w embrionalnych komórkach macierzystych i produkcji zarodków in vitro.

(7) Do produkcji białka przeciw zamarzaniu.

Obawy środowiskowe dotyczące transgenicznych ryb:

Podstawowe obawy środowiskowe dotyczące uwalniania transgenicznych ryb, na przykład, obejmują rywalizację z dzikimi populacjami, ruch transgenu w dziką pulę genową i ekologiczne zakłócenia spowodowane zmianami w łupach i innymi niszowymi wymaganiami w odmianie transgenicznej w porównaniu do dzikich populacji.

Transgeniczna ryba może zagrozić dzikim populacjom:

West Lafayette, Ind. - Naukowcy z Uniwersytetu Purdue odkryli, że uwolnienie transgenicznej ryby na wolność może zniszczyć rodzime populacje nawet do punktu wyginięcia. Transgeniczne ryby mogą stanowić poważne zagrożenie dla rodzimej przyrody.

"Transgeniczne ryby są zwykle większe niż rodzime stada, co może przynieść korzyści w przyciąganiu partnerów", mówi Muir. "Jeśli, tak jak w naszych eksperymentach, zmiana genetyczna również zmniejszy zdolność potomstwa do przeżycia, transgeniczne zwierzę może doprowadzić dziką populację do wymarcia w 40 pokoleniach".

Chociaż w kanadyjskich jednostkach badawczych podejmowane są starania, aby zapobiec uwolnieniu transgenicznych ryb do środowiska. Ryby są często hodowane w stawach pokrytych siatkami, aby zapobiec ptactwu; ogrodzone elektrycznymi płotami, aby trzymać piżmaki, szopy i ludzi; a wyloty są wyposażone w ekranowane dreny, aby zapobiec utracie małych ryb lub jaj.

Przepływ genów:

Jednym z większych problemów środowiskowych wywołanych przez transgeniczne ryby jest możliwość ucieczki transgenicznego gatunku wyhodowanego w otwartych zbiornikach wodnych i rozprzestrzenienia nowych cech w ekosystemie poprzez rozmnażanie się z dzikimi krewnymi, proces biologiczny znany jako "przepływ genów".

Przepływ genów między rybami transgenicznymi lub rybami wyhodowanymi konwencjonalnie a dziką populacją jest problemem środowiskowym, ponieważ może stanowić zagrożenie dla naturalnej różnorodności biologicznej.

Niektórzy badacze uważają, że różnice genetyczne wprowadzone do transgenicznej ryby mogą wpływać na jej kondycję fizyczną, co oznacza zdolność organizmu do przetrwania i przekazania swoich genów przyszłym pokoleniom.

Koncepcja, która uwzględnia takie cechy, jak młodzieńcza i dorosła żywotność ryby, liczba jaj wytwarzanych przez samicę oraz wiek, w którym ryba osiąga dojrzałość płciową, stanowi przydatny barometr do omawiania niektórych scenariuszy przepływu genów.

Według jednego modelu naukowego, jeśli transgeniczna ryba ucieka i łączy się z dziką rybą, przepływ genów może następować w jednym z trzech scenariuszy:

Purge Scenario:

Kiedy sprawność netto transgenicznej ryby jest niższa niż u dzikich krewnych, dobór naturalny szybko oczyści z dzikiej populacji każdy nowy gen (y) wprowadzony przez ryby transgeniczne. Teoretycznie dowody na nową cechę znikną z kolejnych pokoleń.

Spread Scenariusz:

Gdy sprawność netto transgenicznej ryby jest równa lub wyższa niż sprawność netto dzikiego partnera, prawdopodobne jest wystąpienie przepływu genów, a geny transgenicznej ryby rozprzestrzenią się w dzikiej populacji. Oznacza to, że dowód na genom transgeniczny przetrwałby w kolejnych pokoleniach.

Scenariusz Trojan Gene:

Gdy sprawność netto transgenicznej ryby zostanie zmieniona w taki sposób, że ryba poprawi sukces krycia, ale zmniejszy żywotność dorosłej osoby (tj. Szanse na przeżycie wystarczająco długo, aby się połączyć), wprowadzenie tej ryby do dzikiej populacji może spowodować gwałtowny spadek dzika populacja.

Zasadniczo sukces kojarzenia zapewniłby rozprzestrzenianie się nowego genu w całej populacji, ale niezdolność do przeżycia zmniejszyłaby wielkość populacji kolejnych pokoleń i potencjalnie doprowadziłaby do wyginięcia.

Spadek populacji ryb miałby również drugorzędne skutki dla innych gatunków wodnych, które żywią się lub w inny sposób od tego zależą. Nie ucierpią również populacje, które nie będą w stanie "skutecznie przejść na inne źródło pożywienia", lub te, których przetrwanie lub rozmnażanie zależy bezpośrednio od upadającej populacji.

Transgeniczne gatunki inwazyjne ryb:

Nawet jeśli nie rozmnażają się z dzikimi krewnymi, transgeniczne ryby, które uciekają do naturalnych ekosystemów, mogą stać się uciążliwością dla środowiska, stając się gatunkiem inwazyjnym.

Zagrożenie to powstaje głównie w przypadku transgenicznych ryb wyposażonych w nowe geny, które polepszają takie cechy sprawności, jak zdolności hodowlane i zdolność przetrwania trudnych warunków. Stworzenie prężnej transgenicznej populacji ryb w ekosystemie, w którym nigdy nie istniała, mogłoby wyprzeć rdzenną populację ryb.

Ograniczenie ryzyka:

Należy zauważyć, że twórcy transgenicznych ryb próbują zmniejszyć lub wyeliminować ryzyko związane z przepływem genów i gatunkami inwazyjnymi poprzez sterylizację transgenicznych ryb. Sterylizacja jest stosunkowo łatwa i niedroga, ale wskaźniki sukcesu są bardzo zmienne.

Ponadto sterylizacja niekoniecznie neutralizuje zagrożenia dla środowiska. Naukowcy akademiccy zauważają, że uciekająca, sterylna ryba może nadal angażować się w zaloty i zachowania podczas tarła, zakłócając hodowlę dzikich populacji. Fale uciekających sterylnych ryb mogą również powodować zakłócenia ekologiczne, ponieważ każda z grup jest zastępowana inną równie silną grupą transgenicznych sterylnych ryb.

Problemy z bezpieczeństwem żywności:

Jednym z ważnych problemów związanych z bezpieczeństwem żywności jest stopień, w jakim ryby wchłaniają i przechowują toksyny środowiskowe, takie jak rtęć, której wysoki poziom może stanowić zagrożenie dla ludzi, którzy jedzą skażoną rybę.

Niektórzy naukowcy obawiają się, że dyskretne zmiany biologiczne wywołane procesem inżynierii genetycznej mogą umożliwić rybom transgenicznym zaabsorbowanie toksyny, której konwencjonalne ryby nie są w stanie wchłonąć lub lepiej znieść wyższe poziomy toksyny, o której już wiadomo, że budzą niepokój.

Niektórzy naukowcy wyrazili obawy, że proces inżynierii genetycznej może zwiększyć potencjał alergiczny ryb, szczególnie poprzez wprowadzenie nowych białek, które nigdy wcześniej nie istniały w łańcuchu pokarmowym.

Jest jednak równie prawdopodobne, że inżynieria genetyczna utworzy ich dietę. Genetycznie modyfikowana roślina roślinna musiała stawić czoła protestom w różnych krajach w zakresie bezpieczeństwa żywności i środowiska. Istnieje potrzeba regulacji zwierząt transgenicznych na potrzeby debaty.