Ryby to jedna z najstarszych i najbardziej zróżnicowanych biologicznie grup kręgowców na Ziemi. Zasiedlają niemal wszystkie wody na naszej planecie, ale ich liczba systematycznie spada. Niestety, to wina człowieka. Co roku z mórz i oceanów zostają wydobyte 93 mln ton ryb – i to pomijając coraz zwierzęta pozyskiwane w wyniku nielegalnych połowów. Popyt na ryby rośnie i trendu tego nie zatrzymamy.
Światowe zasoby ryb się kurczą, a ponad 90 proc. stad uznaje się za przełowione lub znajdujące się na granicy zrównoważenia. Dlatego coraz więcej gatunków hoduje się w akwakulturach – także te morskie. Nie rozwiązuje to globalnego problemu, ale nieco odciążą środowisko naturalne. Wciąż jednak za dużo ryb umiera z powodu infekcji, ale wprowadzenie do ryb “obcych” genów, które zapewnią im ochronę przed chorobami, pomoże ograniczyć negatywny wpływ hodowli na środowisko. Naukowcy z Uniwersytetu Auburn w Alabamie spróbował tego dokonać wykorzystując technikę edycji genów CRISPR/Cas9 i wstawiając gen aligatora do genomu suma. Wyniki zostały opublikowane na serwerze preprintów bioRxiv.
Transgeniczne ryby prosto na nasze talerze
Sum co prawda nie jest najczęściej zjadają rybą na świecie, ale niezwykle popularną wśród Amerykanów. W 2021 r. hodowle sumów w USA wyprodukowały 139 mln kg tej ryby.
Czytaj też: Odkryto system CRISPR/Cas sprzed 2,6 mld lat. To może być nowa era edycji genów
Dr Rex Dunham z Uniwersytetu Auburn w Alabamie mówi:
Od 60 do 70 proc. akwakultury USA to produkcja suma. Ale to również świetna pożywka dla infekcji. Od momentu wyklucia się ryb hodowlanych do czasu ich zbioru, ok. 40 proc. zwierząt na całym świecie umiera z powodu różnych chorób. To ogromna strata i marnotrawstwo cennego pokarmu. Genetyka może w tym pomóc.
Mimo iż wprowadzenie genu aligatora do genomu suma może brzmieć jak pomysł na horror klasy B, to rozwiązanie to ma sporo sensu. Zespół dr Dunhama sięgnął po gen aligatora, który koduje białko zwane katelicydyną, które ma działanie antybakteryjne. To dzięki niemu w ranach aligatorów, które odnoszą podczas walk między sobą, nie rozwijają się infekcje. Naukowcy chcieli sprawdzić, czy zwierzęta, które otrzymają ten gen w sposób sztuczny, będą bardziej odporne na choroby.
Naukowcy postanowili sięgnąć po CRISPR/Cas9, czyli najpopularniejsze narzędzie do edycji genów, wprowadzając gen aligatora dla katelicydyny do części genomu kodującej ważny hormon reprodukcyjny. Uczeni chcieli mieć bowiem pewność, że powstałe w ten sposób transgeniczne ryby nie będą mogły się rozmnażać, gdyż takie działanie mogłoby być brzemienne w skutki dla środowiska naturalnego.
Dr Rex Dunham mówi:
Powstałe ryby wydają się być bardziej odporniejsze na infekcje. Kiedy umieściliśmy dwa różne rodzaje bakterii chorobotwórczych w zbiornikach wodnych, odkryliśmy, że ryby ze zmienionym genomem miały znacznie większe szanse na przeżycie niż ich odpowiedniki, które nie zostały poddane zabiegowi. W zależności od infekcji, wskaźnik przeżycia ryb transgenicznych z katelicydyną był od dwóch do pięciu razy wyższy.
Transgeniczne ryby są sterylne i nie mogą się rozmnażać, chyba że zostaną do tego pobudzone hormonalnie. Mimo iż odporność na choroby może mieć duży wpływ na ilość odpadów generowanych przez gospodarstwa rybne, nie wiadomo, czy technika CRISPR/Cas9 odniesie sukces w hodowlach ryb. Sama procedura jest dość skomplikowana i prawdopodobnie wymagałaby zastosowania dla całej rundy tarła ryb, więc nie ma pewności, co do jej opłacalności.
Czytaj też: Dlaczego ryby ciągle patrzą w dół? Zagadka rozwiązana
Na razie nie ma żadnych szans, by transgeniczne sumy trafiły na talerze. W USA jest sprzedawany tylko jeden gatunek zmodyfikowanej genetycznie ryby – łosoś AquAdvantage czekał dokładnie 26 lat na zatwierdzenie przez FDA. Na sumy z genami aligatorów zapewne jeszcze poczekamy.