Transgene vissen: betekenis, ontwikkeling en toepassing

In dit artikel zullen we het hebben over: - 1. Betekenis van transgene vissen 2. Ontwikkeling van transgene vissen 3. Gecontroleerde cultuur van transgene vissen en voer 4. Genoverdrachtstechnologie voor ontwikkeling 5. Toepassingen 6. Milieuaspecten 7. Transgene vissen zouden kunnen bedreigen Wilde populaties 8. Transgene visinvasieve soorten.

Betekenis van transgene vis:

Een transgene vis bevat genen van een andere soort. Een transgene vis is een verbeterde variëteit van vissen voorzien van een of meer gewenst vreemd gen voor het verbeteren van de kwaliteit, groei, weerstand en productiviteit van de vis.

Typisch worden genen van één of meer donorsoorten geïsoleerd en gesplitst in kunstmatig geconstrueerde infectieuze agentia, die werken als vectoren om de genen in de cellen van ontvangende soorten te dragen. Eenmaal in een cel zal de vector die de genen draagt ​​in het genoom van de cel worden geïnsereerd.

Een transgeen organisme wordt geregenereerd uit elke getransformeerde cel (of ei, in het geval van dieren), dat de vreemde genen heeft opgenomen. En van dat organisme kan een transgene variëteit worden gefokt. Op deze manier kunnen genen worden overgedragen tussen verre soorten, die nooit in de natuur zouden kruisen.

De toepassing van genetische manipulatie op dieren, zoals aardappelen met ingebouwde insecticide, zou vele voordelen kunnen bieden, waaronder de mogelijkheid van een veiligere, goedkopere voedselvoorziening en het creëren van nieuwe bronnen voor ontoereikende farmaceutische middelen.

Met de vooruitgang op het gebied van genetische manipulatie, is de toepassing van commercieel gebruik ook toegenomen. Waterdieren worden ontwikkeld om de aquacultuurproductie te verhogen.

Het gebruik van genetische manipulatie en rDNA-technologie heeft wonderen gedaan in medisch en industrieel onderzoek. De transgene vis wordt gepromoot als de eerste verhandelbare transgene dieren voor menselijke consumptie.

Een van de belangrijkste aspecten tussen vissen en andere terrestrische dieren voor kweek en genetische verbetering is dat vissen meestal hogere niveaus van genetische variatie hebben en dus meer scopen voor selectie dan de meeste zoogdieren of vogels.

Met behulp van de technologie voor gentransfer hebben wetenschappers nu een genetisch gemanipuleerde variëteit Atlantische zalm ontwikkeld die binnen ongeveer 18 maanden op de markt groeit, anders duurt het ongeveer 24-30 maanden voordat de vis marktvis wordt. Er wordt ook gehoopt dat we nu een groot aantal vissen met snelgroeiende kenmerken kunnen aanpassen en Blue Revolution kunnen brengen.

De volgende zijn de belangrijke punten die nodig zijn voor genetische manipulatie (genoverdracht) om transgene vis te produceren:

(1) Een gensequentie is om te isoleren voor de specifieke kenmerken; bijvoorbeeld groeihormoongen.

(2) Deze genen (gensequentie) worden vervolgens ingevoegd in een circulair DNA dat bekend staat als plasmide Vector (enzymen endonucleasen en ligasen worden gebruikt).

(3) Plasmiden worden in de bacteriën geoogst om miljarden kopieën te produceren.

(4) Plasmiden worden ingebracht in lineair DNA. Het lineaire DNA wordt soms een gencassette genoemd omdat het meerdere sets genetisch materiaal bevat naast het nieuwe ingevoegde gen; bijvoorbeeld groeihormoongen. De technologie is beschikbaar om genen in de kiembaan van ontwikkelend individu (vis) te integreren en uiteindelijk door te geven aan verdere generaties.

(5) De cassette een permanent onderdeel van de genetische samenstelling van vissen maken.

Ontwikkeling van transgene vissen:

De ontwikkeling van transgene vis is gericht op een paar soorten, waaronder zalm, forel, karper, tilapia en enkele anderen. Zalm en forel zijn marktgewassen, terwijl de andere voornamelijk bronnen van eiwitten opleveren. Momenteel werken ongeveer 40 of 50 laboratoria over de hele wereld aan de ontwikkeling van transgene vissen.

Ongeveer een dozijn van hen zijn in de VS, nog een dozijn in China en de rest in Canada, Australië, Nieuw-Zeeland, Israël, Brazilië, Cuba, Japan, Singapore, Maleisië en verschillende andere landen. Sommige van deze laboratoria worden geassocieerd met bedrijven die verwachten hun vis binnen een paar jaar te kunnen commercialiseren.

Veel van de vissen in ontwikkeling worden gemodificeerd om sneller te groeien dan hun wilde of traditioneel gefokte broers en zussen uit de aquacultuur.

Snellere groei wordt meestal bereikt door een gen voor groeihormoon van vissen over te zetten van de ene vissoort naar de andere. De snellergroeiende vissen bereiken niet alleen in een kortere tijd de marktomvang, ze voeden ook efficiënter. Forelgroeihormoon (GH) werd gebruikt voor de productie van transgene karper met verbeterde wondverband. Dergelijke transgene karpers worden aanbevolen voor productie in aarden vijvers.

Transgene zalm:

De Atlantische zalm is ontwikkeld met een pacific zalm, groeihormoon aangedreven door het arctische antivriespromotorgen. De snelle groei van die transgene zalm wordt bereikt, niet zozeer door het transgene groeihormoon als door de antivries-genpromotor die functioneert in het koele water dat wenselijk is voor zalmsmaak.

Devlin (1994) Onderzoekswetenschappers met Fisheries & Oceans, Canada, in West Vancouver, British Columbia, hebben het groeihormoon-gen in Coho-zalm gemodificeerd door een genconstruct te ontwikkelen waarin alle genetische elementen zijn afgeleid van sockeyezalm.

De transgene Coho groeide gemiddeld 11 keer sneller dan niet-gemodificeerde vissen en de grootste vis groeide 37 keer sneller. De groeihormoonspiegels in de transgene vissen zijn het hele jaar door hoog, in plaats van in de winter af te vallen, zoals bij gewone zalm. Devlin (2001). De gemodificeerde zalm is groot genoeg om na een jaar op de markt te worden gebracht, in tegenstelling tot standaard gekweekte zalm die de marktgrootte niet minstens drie jaar haalt.

Transgene Tilapia:

Tilapia-vis, afkomstig uit Afrika, wordt wereldwijd gekweekt als "arm men's food", de tweede alleen voor karper als warmwatervis, en overschrijdt de productie van Atlantische zalm (waarvan de marktwaarde tweemaal zo groot is als die van tilapia). Tilapia is uitgebreid genetisch gemodificeerd en gepromoot als een transgene vis exclusief voor geïsoleerde of ingeperkte productie.

Transgene tilapia, die is gemodificeerd met varkensgroeihormoon, is drie keer groter dan hun niet-transgene broers en zussen. Tilapia genetisch gemodificeerd met humane insuline groeide sneller dan niet-transgene broers en zussen en zou ook kunnen dienen als bron van eilandcellen voor transplantatie bij menselijke proefpersonen.

Transgene Medaka Fish:

Purdue-dierenwetenschapper Muir en Howard (1999) gebruikten piepkleine Japanse vissen, Oryzias latipes, medaka genoemd, om te onderzoeken wat er zou gebeuren als mannelijke med akas genetisch gemodificeerd was met groeihormoon van Atlantische zalm. Het invoegen van een genconstruct bestaande uit het menselijke groeihormoon, aangestuurd door de zalmgroeipromotor in medaka, produceerde de transgene medaka.

De levensvatbaarheid van groepen gemodificeerde en conventionele vissen werd gemeten op drie dagen oud en 30 procent minder transgene vis overleefde tot die leeftijd. De onderzoekers berekenden dat grote mannetjes een viervoudig paringsvoordeel hadden, gebaseerd op waarnemingen van wildtype medaka. In een ander experiment werden Silk mot-genen geïntroduceerd in Medaka-vissen om resistentie tegen bacteriële pathogenen te creëren.

Transgene zebravis:

De kleine zebravis (Bmchydanio rerio) die in aquaria leeft, is genetisch gemodificeerd om een ​​fluorescerend rood pigment te produceren en wordt gepromoot voor de verkoop als een aquariumhuisdier, de "goudvis".

De goudvis veroorzaakte beroering in de Verenigde Staten, omdat regulering van dergelijke transgene huisdieren troebel is en geen van de belangrijkste regulerende instanties: Food and Drug Administration (FDA), Ministerie van Landbouw van de Verenigde Staten (USDA) of Environment Protection Agency (EPA), bereid zijn om het voortouw te nemen bij het reguleren van de goudvis (hoewel USDA wel huisdieren behandelt).

De goudvis is vanaf 5 januari 2004 te koop zonder toestemming van de overheid in de Verenigde Staten (figuur 43.1).

Gong (2003) ontwikkelde nieuwe variëteiten van de zebravis. Drie fluorescerende eiwitten met "levende kleur", groen fluorescerend eiwit (GFP), geel fluorescerend eiwit (YFP) en rood fluorescerend eiwit (RFP of dsRed) werden tot expressie gebracht onder een sterke spierspecifieke mylz2-promotor in stabiele lijnen van transgene zebravissen.

Deze transgene zebravis met levendige fluorescerende kleuren (groen, geel, rood of oranje) fluorescerende eiwitten kan worden gezien met het blote oog onder zowel daglicht als ultraviolet licht in het donker. Het groene fluorescente eiwit (GFP) is oorspronkelijk geïsoleerd van de kwal (Aequorea tictoria).

Transgene gewone karper:

Thomas T. Chen, directeur van het Biotechnology Centre van de Universiteit van Connecticut, Storrs, heeft in gewone karper het groeihormoon-DNA van regenboogforel gefuseerd naar een sequentie uit een aviaire sarcoomvirus.

Het genetische materiaal werd geïnjecteerd in vruchtbare karpereieren met micro-injectie. De nakomelingen van de eerste generatie transgene vissen groeiden 20 tot 40% sneller dan hun ongewijzigde broers en zussen. Chen ontwikkelt ook transgene meervallen, tilapia, gestreepte zeebaars, forel en bot.

Onderzoeksmedewerker Amy J. Nichols en professor Rex Dunham (1999) in het departement visserij en aanverwante aquacultuur aan Auburn University, Auburn, Ala., Hebben transgene karper en meerval ontwikkeld die 20 tot 60% sneller groeien dan standaard gekweekte variëteiten.

Ze gebruiken micro-injectie en elektroporatie om nog een kopie van een visgroeihormoon te injecteren in vruchtbare viseieren. De groei van de resulterende gemodificeerde karper en meerval wordt gestimuleerd door extra groeihormoon voor vissen.

In India werd onderzoek naar transgene vissen geïnitieerd in Madurai Kamaraj University (MKU), Centrum voor Cellulaire en Moleculaire Biologie (CCMB), Hyderabad en National Matha College, Kollam met geleende constructies van buitenlandse wetenschappers.

De eerste Indiase transgene vis werd gegenereerd in MKU in 1991 met behulp van geleende constructies. Wetenschapper in India heeft experimentele transgene rohu-vissen, zebravissen, meerval- en singhi-vissen ontwikkeld.

Genen, promoters en vectoren van inheemse oorsprong zijn nu beschikbaar voor slechts twee soorten, namelijk rohu en singhi voor technische groei. Transgene rohu die onlangs is geproduceerd uit een inheems construct aan de Madurai Kamaraj Universiteit is acht keer groter gebleken dan de controle broers en zussen. Deze transgene rohu bereikt 46 tot 49 gram lichaamsgewicht binnen 36 weken na de geboorte.

Auto-Transgenese:

Indiase wetenschappers concentreren zich op het ontwikkelen van transgene vissen door middel van auto-transgenese, waarbij alleen de kopieën van groeihormoongenen in een vis worden verhoogd in tegenstelling tot allotransgenese, wat neerkomt op overdracht van genen van verschillende soorten.

De toename van groei-homon-genen leidt tot een toename van het vleesgehalte. Indiase wetenschappers zijn van mening dat auto-transgenese veiliger en minder controversieel is. Volgens TJ Pandian van de school voor biologische wetenschappen aan de Madurai Kamaraj University, is de generatietijd van de meeste vissoorten korter en de fokfrequentie relatief hoger.

Een enkele vrouw kan enkele honderden of duizenden eieren produceren en zo een groter aantal genetisch identieke eieren opleveren. Bovendien is het belangrijkste voordeel dat de bevruchting extern is en gemakkelijk kan worden gecontroleerd door experimentele manipulatie.

Volgens Pandian was "de beperkte beschikbaarheid van transgenen van de oorsprong van het piscine de belangrijkste hindernis geweest bij de productie van transgene vis. Echter, met vorderingen in de moleculaire biologie, meer dan. 8500 genen en cDNA-sequenties van piscine oorsprong zijn geïsoleerd, gekarakteriseerd en gekloond in de wereld. "

Gecontroleerde cultuur van transgene vis en voer:

Vijver commerciële cultuur is effectief voor karper en tilapia, maar moeilijker met zalm en forel. Tegenwoordig is vijvercultuur geschikt voor karper en tilapia, omdat de vissen vegetariërs zijn, vleesetende zalm en forel afhankelijk zijn van een dieet van vis en vismeel, maar de wereldwijde voorraad voedervissen is verminderd en er moeten geschikte plantaardige vleesvervangers worden gevonden.

Atlantische zalm (als typische carnivoren van koud water) kan niet gedijen op een dieet van raapzaadolie, maar de vis kan volwassen worden als hij ten minste 20 weken aan het einde van zijn rijpingscyclus met visolie is voltooid.

GM-olie koolzaad met een verhoogde productie van langketenige vetzuren wordt voorgesteld om te dienen als voer voor vissen in de vijvercultuur. En glyfosaat-tolerante GM-canola-maaltijd is in hoofdzaak gelijkwaardig verklaard aan niet-GM-canola als voer voor regenboogforel.

Genoverdrachtstechnologie voor de ontwikkeling van transgene vissen:

De meest gebruikte methoden in visbiotechnologie zijn chromosomale manipulatie en hormoonbehandelingen, die triploïde, tetraploïde, haploïde, gynogenetische en androgenetische vis kunnen produceren.

Andere populaire methoden voor genoverdracht bij vissen zijn micro-injectie, elektroporatie van sperma, elektroporatie van eieren en incubatie van sperma. Hieronder volgen de belangrijkste stappen in genoverdracht voor de ontwikkeling van transgene vissen.

A. Bereiding van DNA Construct:

Gewenst transgen zou een recombinant gen of DNA-construct moeten zijn, dat is geconstrueerd in plasmide dat een geschikt promoter-enhancer-element en een structurele DNA-sequentie bevat.

De vreemde genen worden typisch geïntroduceerd met sterke genetische signalen, promoters en / of versterkers, die het mogelijk maken dat de vreemde genen continu (of constitutief) op zeer hoge niveaus tot expressie worden gebracht, waardoor deze genen effectief buiten de normale metabole regulatie van de cel worden geplaatst, en van het transgene organisme dat het resultaat is van de getransformeerde cel.

Er zijn drie hoofdtypes van transgenen:

(1) Versterking van functie:

Deze transgenen zijn in staat om een ​​specifieke functie in het transgene individu te verhogen na hun expressie. Bijvoorbeeld groeihormoongenen van zoogdier en vis gekoppeld aan een geschikt promoter-enhancerelement en een structurele DNA-sequentie voor het produceren van GH-transgen.

Dit GH-transgen verhoogt bij expressie in transgene individuen de productie van groeihormoon hetgeen leidt tot een verhoogde groei van transgeen dier.

(2) Reporterfunctie:

Deze transgenen kunnen de sterkte van het promotor-enhancer-element identificeren en meten.

(3) Verlies van functie:

Dit transgen wordt nog niet gebruikt voor de modificatie van transgene vissen. Dergelijke transgenen worden gebruikt voor het storen van de expressie van gastheergenen. De promoter-enhancer-elementen van transgenen zijn gekoppeld aan een groeihormoongen van vissen.

Vandaar dat transgene vissen extra DNA-sequenties bevatten die oorspronkelijk van dezelfde soort zijn afgeleid. Genconstruct wordt vervolgens geïntroduceerd in bevruchte eicellen of embryo's, zodat het transgen wordt gekoppeld aan het genoom van elke cel van een ei of embryo.

B. Genoverdracht door micro-injectie:

Micro-injectie is de meest succesvolle en meest gebruikte techniek voor genoverdracht bij vissen. Eén methode van micro-injectietechniek omvat het gebruik van fijne injectienaalden voor het inbrengen van DNA in de snijplaats in de cel. Terwijl het dit doet vernietigt het die cellen die in direct contact staan ​​met het geïnjecteerde DNA.

Om de integratie van het DNA te garanderen, moet het worden geïnjecteerd in intacte cellen dichtbij de afgesneden plaats. Het injectieapparaat bestaat uit een dissecterende stereomicroscoop en twee micromanipulators, één met een glazen micronaald voor het afleveren van transgen en andere met een micropipet om het visembryo op zijn plaats te houden (figuur 43.2).

Het succes van de micro-injectietechniek hangt af van de aard van het echinoor. Het zachte chorion vergemakkelijkt de micro-injectie terwijl het dikke chorion het vermogen beperkt om het doelwit voor injectie van DNA te visualiseren. In veel vissen (Atlantische zalm en regenboogforel) wordt het eierengras moeilijk en moeilijk net na de bevruchting of om contact te maken met het water en levert het een moeilijkheid op bij het injecteren van het DNA.

Maar het gebruik van de volgende methoden kan dit probleem oplossen:

(1) Door gebruik te maken van de micropyle (een opening op het oppervlak van het ei om de zaadcel binnen te komen tijdens de bevruchting) voor het inbrengen van de injectienaald.

(2) Door microchirurgie te gebruiken om een ​​opening op het chorion te maken.

(3) Door het chorion te verteren met enzymen.

(4) Door 1 mM glutathion te gebruiken voor het initiëren van bevruchting en het verminderen van de hardheid van chorion.

(5) Door directe injectie aan de onbevruchte eieren.

Een andere techniek van genoverdracht is intra-nucleaire micro-injectie, die een directe fysieke benadering met behulp van een fijne naald omvat om DNA in cellen of zelfs kernen af ​​te geven.

Om de snelheid van micro-injectie protoplast te vergemakkelijken met gedeeltelijk gereformeerde celwand kan worden bevestigd aan een vaste drager met kunstmatig gebonden substraat zonder de cellen te beschadigen. Vaste ondersteuning kan van glazen dekglaasjes of dia's zijn.

Stappen van micro-injectie techniek:

(1) Gewenste eieren en spermacellen worden afzonderlijk bij de optimale omstandigheden bewaard.

(2) Voeg water en sperma toe en start de bevruchting.

(3) Tien minuten na de bevruchting worden de eieren gedechorioneerd door trypsinisatie.

(4) Bevruchte eieren worden met micro-injectie met gewenst DNA binnen enkele uren bevruchting geïnjecteerd. DNA wordt vrijgegeven in het midden van de kiemschijf tot de eerste splitsing in gedechorioneerde eieren. De beschikbare tijd voor micro-injectie is eerst 25 minuten en dat ook tussen bevruchting en eerste decollete.

(5) Na micro-injectie worden de embryo's in water geïncubeerd totdat het uitkomen plaatsvindt.

Overlevingspercentages van micro-geïnjecteerde visembryo's lijken ongeveer 30-80% te zijn, afhankelijk van de vissoort.

Voordelen van Micro-injectie techniek:

Deze techniek heeft de volgende voordelen:

(1) Optimale hoeveelheid DNA kan per cel worden toegediend, waardoor de kansen op integratieve transformatie toenemen.

(2) De levering van DNA is nauwkeurig, zelfs in kernen van de doelwitcel, waardoor de kansen op integratieve transformatie opnieuw worden verbeterd.

(3) De kleine structuur kan worden geïnjecteerd.

(4) Het is een directe fysieke benadering, daarom is het onafhankelijk van een hostbereik.

Nadelen van Micro-injectie techniek:

(1) Een enkele cel kan tegelijkertijd worden geïnjecteerd, vandaar dat het een tijdrovend proces is.

(2) Het vereist geavanceerde instrumenten en gespecialiseerde vaardigheden.

(3) Beperkte embryonische tijd beperkt de injectie tot meer eieren en een lage transformatiesnelheid.

C. Genoverdracht door elektroporatie:

Het is een eenvoudige, snelle, efficiënte en handige methode voor het overbrengen van gen. Deze methode omvat een elektrische puls om DNA in cellen af ​​te geven (figuur 43.3). De cellen worden blootgesteld aan een korte elektrische schok, waardoor het celmembraan tijdelijk doorlaatbaar is voor DNA.

Het gewenste DNA-fragment wordt in direct contact geplaatst met het protoplastmembraan, dat bij elektrische schok de cel binnengaat. Hole kan hierdoor worden gecreëerd en gestabiliseerd door een gunstige
dipoolinteractie met elektrisch veld.

Elektroporatie omvat een keten van elektrische pulsen voor de doordringing van celmembraan, waardoor het binnengaan van DNA in bevruchte eieren mogelijk wordt gemaakt. De snelheid van DNA-integratie in geëlektroporeerd embryo is meer dan 25% is de overlevingskans, die iets hoger is in vergelijking met micro-geïnjecteerde.

Voordelen van elektroporatietechniek:

(1) Het maakt gelijktijdige invoer van DNA-constructies mogelijk.

(2) Het is meer geschikte methode voor die soorten, die zeer kleine eieren heeft voor micro-injectie.

(3) Voor deze methode is geen gespecialiseerde vaardigheid vereist.

D. Antifreeze Proteïne Gen Transfer:

Veel teleosten in ijskoud zeewater in de poolgebieden produceren antivries-glycoproteïnen (AFGP's) of antivries-eiwitten (AFP's) in hun sera om ze te beschermen tegen bevriezing. Dit eiwit verlaagt de vriestemperatuur van de oplossing zonder de smelttemperatuur te veranderen.

Thermische hysteresis, het verschil tussen de vries- en smelttemperatuur, is een unieke eigenschap van deze eiwitten. Van AFP's en AFGP is aangetoond dat ze aan ijskristallen binden en de groei van ijskristallen remmen.

Ondanks hun vergelijkbare antivries-eigenschappen zijn deze eiwitten behoorlijk verschillend in hun eiwitstructuren. Er zijn één type AFGP en drie soorten AFP. Onlangs is een vierde type AFP ook gerapporteerd in longhornsculpin.

De Atlantische zalm Salmo salar mist elk van deze AGFP's of AFP's (n) en kan niet overleven in de zeewatertemperatuur onder nul. Een onvermogen om temperatuur onder 0, 6 ° C tot - 0, 80 ° C te verdragen, is een van de grootste problemen van de kooiteelt in de noordelijke Atlantische kust. Hew en zijn medewerkers ontwikkelden antivriesbestendige Atlantische zalm met de AFP- of AFGP-genen met behulp van genoverdrachtstechnologie.

Ze gebruikten de genomische kloon (2A-7) die codeert voor de belangrijkste lever-type AFP (wflAFP-6, voorheen bekend als (HPLC-6) uit de winterbot (Pleuronectus amaricanus) werd gebruikt als een kandidaat voor genoverdracht.

Bot-AFP's behoorden tot de type I-AFP's die kleine polypeptiden zijn en een hoog gehalte aan alanine en helix hebben. Bot-AFP's is een multi-genfamilie van 80-100 kopieën die coderen voor twee verschillende isovormen, namelijk het levertype en huidtype AFP's.

De lever-type AFP's zoals wflAFP-6 of wflAFP-8 (HPLC-8), worden exclusief in de lever gesynthetiseerd als prepro-AFP's. Daarentegen worden de huidtype AFP's, waaronder wfsAFP-2 en wfsAFP-3, in veel perifere weefsels breed tot expressie gebracht als intracellulaire rijpe AFP's.

E. Growth Hormone Gene Transfer:

Onlangs hebben wetenschappers een "alle vissen" groeihormoonmodel ontwikkeld. Ze hebben het graskarper en koolkarbei-anhydrase (CA) gen en groeihormoongen Hew et al., (1992) gekloneerd en gesequenced. De gras CA-gen (beta-actine) promotor is gekoppeld aan een gras-carp groeihormoon cDNA om een ​​hoge efficiëntie expressievector genaamd pCAZ te vormen.

Gebruikmakend van het CAT-gen als receptorgen, werd een pCA-karpergroeihormoon via de micropyle microgeïnjecteerd in bevruchte, niet-geactiveerde gewone karper, waardoor 'alle vissen'-transgene karper werd geproduceerd. De aanwezigheid van transgen werd gedetecteerd door reverse transcriptase PCR en Northern blotting. Deze transgene vissen vertoonden een 137% hoge groeisnelheid van de controle.

F. Ziekteresistentie Genoverdracht:

In China hebben wetenschappers een gen getest dat weerstand bood tegen het haemragische virus van graskarpers (GCHV). Elf verschillende genfragmenten die coderen voor eiwit werden gekloneerd en geïsoleerd uit translatie in vitro met behulp van GCHV-genomische enkele genfragmenten.

Gebaseerd op de informatie van capside-eiwit SP6 en SP7 gen-cDNA, werden 3 oligonucleotiden gesynthetiseerd en gefuseerd met SV40 MT-promoter en overgebracht in graskarpercytokine-geïnduceerde killer (CIK) cellen via een geconstrueerde expressievector en getransfecteerd met GCHV. Het resultaat gaf aan dat de sterfte met één bestelling na de besmetting met het virus was verminderd.

Toepassingen van transgene vis:

Transgene vis kan beter worden gebruikt voor de volgende doeleinden:

(1) Voor het verhogen van de visproductie om tegemoet te komen aan de groei als gevolg van de vraag naar voedsel als gevolg van de toename van de wereldbevolking.

(2) Voor de productie van farmaceutische en andere industriële producten van oorsprong uit het zwembad.

(3) Voor de ontwikkeling van transgene inheemse glim-visvariëteiten voor aquariums.

(4) Als biosensoren voor het monitoren van aquatische verontreiniging.

(5) Voor isolatie van genen, promoters en synthese van effectieve genconstructen.

(6) Voor onderzoek met embryonale stamcellen en in vitro embryoproductie.

(7) Voor de productie van antivriesproteïne.

Milieuzorg over transgene vissen:

De primaire zorgen over emissies van transgene vissen zijn bijvoorbeeld de concurrentie met wilde populaties, verplaatsing van het transgen in de wilde genenpool en ecologische verstoringen als gevolg van veranderingen in prooi en andere nichevereisten in de transgene variëteit versus de wilde populaties.

Transgene vissen kunnen de wilde populatie bedreigen:

West Lafayette, Ind. - Purdue University onderzoekers hebben ontdekt dat het vrijgeven van een transgene vis in het wild de inheemse bevolking kan beschadigen, zelfs tot het punt van uitsterven. Transgene vis kan een aanzienlijke bedreiging vormen voor inheemse flora en fauna.

"Transgene vissen zijn meestal groter dan de inheemse populatie, en dat kan een voordeel zijn bij het aantrekken van partners", zegt Muir. "Als, zoals in onze experimenten, de genetische verandering ook het vermogen van het nageslacht om te overleven vermindert, kan een transgeen dier een wilde populatie in 40 generaties uitsterven".

Hoewel bij Canadese onderzoeksfaciliteiten uitgebreide voorzorgsmaatregelen worden genomen om de afgifte van transgene vis in het milieu te voorkomen. De vissen worden vaak opgevoed in vijvers bedekt met netten om vogels buiten te houden; omsloten door elektrische hekken om muskusratten, wasberen en mensen buiten te houden; en de afvoeren zijn uitgerust met afgeschermde afvoeren om het verlies van kleine vissen of eieren te voorkomen.

Gen flow:

Een van de grotere milieuproblemen die door transgene vis wordt opgewekt, is de mogelijkheid dat een transgene soort die in open waterhokken wordt gekweekt, zal ontsnappen en nieuwe eigenschappen in het ecosysteem zal verspreiden door te fokken met wilde verwanten, een biologisch proces dat bekend staat als 'genstroom'.

Genenstromen tussen transgene of conventioneel gefokte vissen en wilde populaties vormen een zorg voor het milieu, omdat het een bedreiging kan vormen voor de natuurlijke biodiversiteit.

Sommige onderzoekers geloven dat de genetische verschillen die worden geïntroduceerd in een transgene vis van invloed kunnen zijn op de nettofunctie, een wetenschappelijke term die het vermogen van een organisme om te overleven te beschrijven en zijn genen door te geven aan toekomstige generaties.

Het concept, dat factoren als de jeugdige en volwassen levensvatbaarheid van een vis, factoren als het aantal door een vrouw geproduceerde eieren en de leeftijd waarop een vis geslachtsrijp is, beïnvloedt, biedt een nuttige barometer voor het bespreken van enkele genstroomscenario's.

Volgens een wetenschappelijk model, als een transgene vis ontsnapt en een partner is van een wilde vis, kan de genstroom een ​​van de drie scenario's volgen:

Purge-scenario:

Wanneer de nettogeschiktheid van een transgene vis lager is dan die van zijn wilde verwanten, zal natuurlijke selectie snel alle nieuwe gen (en) die door de transgene vis zijn geïntroduceerd, zuiveren van de wilde populatie. In theorie zullen bewijzen van de nieuwe eigenschap verdwijnen bij volgende generaties.

Verspreidingsscenario:

Wanneer de nettogeschiktheid van een transgene vis gelijk is aan of hoger is dan de nettogeschiktheid van een wilde partner, zal er waarschijnlijk genstroom optreden en zullen de genen van de transgene vissen zich verspreiden door de wilde populatie. Dit betekent dat bewijs van het transgene genoom in volgende generaties zou blijven bestaan.

Trojan Gene Scenario:

Wanneer de nettogeschiktheid van een transgene vis zodanig wordt veranderd dat de vis een groter paringsucces heeft maar de levensvatbaarheid van de volwassene vermindert (dwz de kansen om lang genoeg te overleven om te paren), kan de introductie van die vis in de wilde populatie leiden tot een snelle achteruitgang van de vis. wilde populatie.

Essentieel paringsucces zou zorgen voor de verspreiding van het nieuwe gen in de hele populatie, maar het onvermogen om te overleven zou de populatiegrootte van volgende generaties verminderen en mogelijk tot extinctie leiden.

Een afnemende vispopulatie zou ook secundaire effecten hebben op andere soorten in het water die zich voeden of anderszins afhankelijk zijn. Populaties die niet in staat zijn om 'met succes over te schakelen naar een andere voedselbron, of die wiens voortbestaan ​​of voortplanting direct afhangt van de afnemende populatie, zouden ook lijden.

Transgene visinvasieve soorten:

Zelfs als ze niet fokken met wilde verwanten, kunnen transgene vissen die ontsnappen in natuurlijke ecosystemen een milieuoverlast veroorzaken door een invasieve soort te worden.

Dit gevaar doet zich vooral voor bij die transgene vissen met nieuwe genen die dergelijke fitnesskenmerken verbeteren, zoals broedmogelijkheden en het vermogen om zware omstandigheden te weerstaan. De oprichting van een bloeiende transgene vispopulatie in een ecosysteem waar het nooit heeft bestaan, kon de inheemse vispopulatie verdringen.

Risicobeperking:

Het is belangrijk om op te merken dat ontwikkelaars van transgene vissen proberen om zowel genenstroom als invasieve soortenrisico's te verminderen of te elimineren door transgene vis te steriliseren. Sterilisatie is relatief eenvoudig en goedkoop, maar de slagingspercentages zijn zeer variabel.

Bovendien neutraliseert sterilisatie niet noodzakelijkerwijs milieurisico's. Academische wetenschappers merken op dat een ontsnapte, steriele vis zich nog steeds kan bezighouden met verkering en voortplantingsgedrag en het fokken in wilde populaties verstoort. Golven van ontsnapte steriele vissen kunnen ook ecologische verstoringen veroorzaken, aangezien elke groep wordt vervangen door een andere even sterke groep van transgene steriele vissen.

Voedselveiligheidsproblemen:

Een belangrijk punt van voedselveiligheid is de mate waarin vissen milieu-toxines, zoals kwik, absorberen en opslaan, waarvan een hoog niveau een gevaar kan vormen voor mensen die de besmette vis eten.

Sommige wetenschappers vrezen dat discrete biologische veranderingen die door het genetische manipulatieproces worden geïnduceerd, transgene vis in staat zouden stellen een toxine te absorberen dat conventionele vissen niet kunnen absorberen of beter hogere concentraties van een toxine die al bekend zijn om bezorgdheid te veroorzaken, te verdragen.

Sommige wetenschappers hebben hun bezorgdheid uitgesproken over het feit dat het proces van genetische manipulatie het allergische potentieel van vissen zou kunnen vergroten, met name door de introductie van nieuwe eiwitten die nog nooit in de voedselketen voorkwamen.

Het is echter evengoed mogelijk dat genetische manipulatie hun dieet zal vormen. Genetisch gemanipuleerde gewasgewassen werden in verschillende landen geconfronteerd met protest met betrekking tot veiligheid voor voedsel en milieu. Er is behoefte aan het reguleren van transgene dieren voor debat.