Transgeninės žuvys: reikšmė, plėtra ir taikymas

Šiame straipsnyje aptarsime: - 1. Transgeninių žuvų reikšmę 2. Transgeninių žuvų vystymas 3. Transgeninių žuvų ir pašarų kontroliuojama kultūra 4. Genų perkėlimo technologija vystymuisi 5. Naudojimas 6. Aplinkosaugos problemos 7. Transgeninės žuvys gali kilti pavojus Laukinės populiacijos 8. Transgeninės žuvies invazinės rūšys.

Transgeninių žuvų reikšmė:

Transgeninė žuvis yra genas iš kitos rūšies. Transgeninė žuvis yra patobulinta žuvų įvairovė, turinti vieną ar daugiau pageidaujamų svetimų genų, siekiant pagerinti žuvų kokybę, augimą, atsparumą ir produktyvumą.

Paprastai vieno ar daugiau donorų rūšių genai yra išskiriami ir suskirstyti į dirbtinai sukurtus infekcinius agentus, kurie veikia kaip vektoriai, perkeliantys genus į recipiento rūšių ląsteles. Viduje ląstelės, vektorius, turintis genus, įterpiamas į ląstelės genomą.

Transgeninis organizmas yra regeneruojamas iš kiekvienos transformuotos ląstelės (arba kiaušinių, jei tai yra gyvūnai), kuris užėmė svetimus genus. Ir iš šio organizmo gali būti auginama transgeninė veislė. Tokiu būdu genai gali būti perduodami tarp tolimų rūšių, kurios niekada nesudarytų.

Genetinės inžinerijos taikymas gyvūnams, pvz., Bulvėms su įmontuotu insekticidu, galėtų būti daug naudos, įskaitant galimybę saugiau, pigiau aprūpinti maistu ir sukurti naujus šaltinius, skirtus netinkamiems farmacijos ištekliams.

Padidėjus genetinės inžinerijos srityje, taip pat padidėjo jos komercinio naudojimo taikymas. Vandens gyvūnai gaminami siekiant padidinti akvakultūros produkciją.

Naudojant genetinę inžineriją ir rDNR technologiją buvo stebuklų medicinos ir pramonės tyrimuose. Transgeninės žuvys yra reklamuojamos kaip pirmieji žmonėms vartoti skirti transgeniniai gyvūnai.

Vienas iš svarbiausių aspektų tarp žuvų ir kitų sausumos gyvūnų auginimui ir genetiniam tobulinimui yra tai, kad paprastai žuvys turi didesnį genetinį variaciją ir todėl turi daugiau pasirinkimo galimybių nei dauguma žinduolių ar paukščių.

Naudodamiesi genų perdavimo technologija, mokslininkai dabar sukūrė genetiškai modifikuotą Atlanto lašišų veislę, kuri auga iki rinkos dydžio maždaug per 18 mėnesių, kitaip žuvis užima apie 24-30 mėnesių, kad taptų rinkos dydžio žuvimis. Taip pat tikimasi, kad dabar galime modifikuoti daug žuvų su sparčiai augančiomis savybėmis ir pareikšti mėlynąją revoliuciją.

Toliau pateikiami svarbūs dalykai, reikalingi genų inžinerijai (genų perkėlimui) gaminti transgenines žuvis:

(1) Genų seka turi išskirti konkrečias savybes; pavyzdžiui, augimo hormono genas.

(2) Šie genai (genų seka) po to įterpiami į apvalią DNR, žinomą kaip plazmidės vektorius (naudojami fermentų endonukleazės ir ligazės).

(3) Bakterijose surenkami plazmidai, kad būtų pagaminti milijardai kopijų.

(4) Plazminiai patenka į linijinę DNR. Linijinė DNR kartais vadinama geno kasete, nes be naujų įdėtų genų yra keletas genetinės medžiagos rinkinių; pavyzdžiui, augimo hormono genas. Yra technologija, skirta integruoti genus besivystančio individo (žuvies) gemalo linijoje ir galiausiai perduoti į kitas kartas.

(5) Kad kasetė taptų nuolatine žuvies genetinės makiažo dalimi.

Transgeninių žuvų plėtra:

Transgeninių žuvų vystymasis sutelktas į kelias rūšis, įskaitant lašišą, upėtakius, karpius, tilapiją ir keletą kitų. Lašišos ir upėtakiai yra grynieji augalai, o kiti daugiausia teikia baltymų šaltinius. Šiuo metu apie 40 arba 50 laboratorijų visame pasaulyje dirba dėl genetiškai modifikuotų žuvų vystymo.

Apie tuziną iš jų yra JAV, dar dešimtys Kinijoje, o likusi dalis - Kanadoje, Australijoje, Naujojoje Zelandijoje, Izraelyje, Brazilijoje, Kuboje, Japonijoje, Singapūre, Malaizijoje ir keliose kitose šalyse. Kai kurios iš šių laboratorijų yra susijusios su įmonėmis, kurios tikisi, kad per kelerius metus komercializuos savo žuvis.

Daugelis plėtojamų žuvų yra modifikuojamos, kad augtų greičiau nei laukiniai ar tradiciškai auginami akvakultūros broliai ir seserys.

Greitesnis augimas paprastai pasiekiamas perkeliant žuvų augimo hormono geną iš vienos žuvų rūšies į kitą. Sparčiau augančios žuvys ne tik greitai pasiekia rinkos dydį, bet ir efektyviau maitina. Upių augimo hormonas (GH) buvo naudojamas gaminant transgeninius karpius su pagerintomis padažu. Tokie transgeniniai karpiai yra rekomenduojami gaminti molinius tvenkinius.

Transgeninės lašišos:

Atlanto lašiša yra sukurta pagal Ramiojo vandenyno lašišą, augimo hormoną, kurį skatina Arkties antifrizo promotoriaus genas. Greitas šio transgeninio lašišų augimas pasiekiamas ne tiek, kiek transgeninis augimo hormonas, kaip antifrizo geno promotorius, kuris veikia vėsiame vandenyje, pageidautina lašišų skoniui.

Devlin (1994) tyrinėtojai su Kanadoje, Žuvininkystėje ir vandenynuose, Vakarų Vankuveryje, Britų Kolumbijoje, modifikavo augimo hormono geną Coho lašišoje, kurdamas genų konstrukciją, kurioje visi genetiniai elementai yra kilę iš sockeye lašišos.

Transgeninis Coho išaugo vidutiniškai 11 kartų greičiau nei nepakeistos žuvys, o didžiausios žuvys augo 37 kartus greičiau. Augimo hormono kiekis transgeninėse žuvyse yra didelis ištisus metus, o ne nukristi žiemą taip, kaip yra įprasta lašiša. Devlin (2001). Pakeistos lašišos yra pakankamai didelės, kad jas būtų galima parduoti po vienerių metų, priešingai nei standartinės ūkiuose auginamos lašišos, kurios nepasiekia rinkos dydžio mažiausiai trejus metus.

Transgeninės tilapijos:

Afrikoje gimtoji tilapijos žuvis yra auginama visame pasaulyje kaip „neturtingo žmogaus maistas“, antra, tik karpiai, kaip šilto vandens maistas, ir viršija Atlanto lašišų gamybą (kurios rinkos vertė yra dvigubai didesnė už tilapiją). Tilapija buvo plačiai genetiškai modifikuota ir skatinama kaip transgeninė žuvis, išskirtinai izoliuota ar susidedanti iš gamybos.

Transgeniška tilapija, modifikuota kiaulių augimo hormonu, turi tris kartus didesnę reikšmę nei jų netransgeniniai broliai ir seserys. Žmogaus insulinu genetiškai modifikuota tilapija augo greičiau nei ne-transgeniniai broliai ir seserys, ir jie taip pat gali būti salelių ląstelių šaltinis transplantacijai į žmones.

Transgeninės Medaka žuvys:

Purdue gyvūnų mokslininkas Muiras ir Howardas (1999) naudojo mažas japoniškas žuvis, o Oryzias latipes vadino medaka, kad ištirtų, kas atsitiktų, jei vyriškos lyties genetiškai modifikuotų augimo hormonu. Geno konstrukcijos, susidedančios iš žmogaus augimo hormono, kurį skatina lašišos augimo stimuliatorius, įterpimas į medaką sudarė transgeninę medaką.

Modifikuotų ir įprastinių žuvų grupių gyvybingumas buvo matuojamas trijų dienų amžiaus, o iki šio amžiaus išliko 30 proc. Mažiau genetiškai modifikuotų žuvų. Mokslininkai apskaičiavo, kad dideli vyrai turėjo keturis kartus poravimosi pranašumą, remdamiesi laukinio tipo medaka. Kitame eksperimente „Silk Moth“ genai buvo įvesti į Medaka žuvis, siekiant sukurti atsparumą bakteriniams patogenams.

Transgeninės zebros žuvys:

Mažos zebros žuvys (Bmchydanio rerio), kurios gyvena akvariumuose, buvo genetiškai modifikuotos, kad gautų fluorescencinį raudoną pigmentą, ir yra skatinama parduoti kaip namų ūkio akvariumas, „auksinė žuvis“.

Auksinė žuvis sukėlė maištą Jungtinėse Valstijose, nes tokių transgeninių gyvūnų reguliavimas yra nežymus ir nė viena iš pagrindinių reguliavimo agentūrų: Maisto ir vaistų administracija (FDA), Jungtinių Valstijų žemės ūkio departamentas (USDA) ar Aplinkos apsaugos agentūra (EPA) buvo pasirengęs imtis vadovaujamo vaidmens reguliuojant auksinę žuvį (nors USDA tvarko naminius gyvūnus).

Auksinę žuvį galima parduoti nuo 2004 m. Sausio 5 d. Be reguliavimo patvirtinimo Jungtinėse Amerikos Valstijose (43.1 pav.).

Gongas (2003) sukūrė naujas Zebra žuvų veisles. Trys „gyvos spalvos“ fluorescenciniai baltymai, žalias fluorescencinis baltymas (GFP), geltonasis fluorescencinis baltymas (YFP) ir raudonasis fluorescencinis baltymas (RFP arba dsRed) buvo ekspresuoti pagal stiprų raumenų specifinį mylz2 promotorių stabilių transgeninių zebra žuvų linijų.

Šios transgeninės zebros žuvys su ryškiomis fluorescencinėmis spalvomis (žalios, geltonos, raudonos ar oranžinės spalvos) gali būti matomos plika akimi tiek dienos šviesoje, tiek tamsioje ultravioletinėje šviesoje. Žaliasis fluorescencinis baltymas (GFP) iš pradžių išskiriamas iš medūzų (Aequorea tictoria).

Transgeniniai paprastieji karpiai:

Konektikuto universiteto Biotechnologijos centro direktorius Tomas T. Čenas, Storrs, perėjo į bendrą karpių augimo hormono DNR iš vaivorykštinio upėtakio, sulieto su paukščių sarkomos viruso seka.

Genetinė medžiaga buvo švirkščiama į vaisingus karpių kiaušinius su mikroinjekcija. Pirmosios kartos transgeninių žuvų palikuonys augo 20–40% greičiau nei jų nepakeistos broliai ir seserys. Chen taip pat vysto transgeninius šamas, tilapijas, dryžuotus bosus, upėtakius ir plekšnę.

Auburno universiteto Auburno universiteto Žuvininkystės ir giminingų akvakultūros katedros Ayurnas Ala mokslinių tyrimų padėjėjas Amy J. Nichols ir profesorius Rex Dunham (1999) sukūrė transgeninius karpius ir šamai, kurie auga 20–60% greičiau nei standartinės ūkiuose auginamos veislės.

Jie naudoja mikroinjekciją ir elektroporaciją, kad į vaisingus žuvų kiaušinius įdėtų kitą žuvų augimo hormono geno kopiją. Gautų modifikuotų karpių ir šamų augimą skatina papildomas žuvų augimo hormonas.

Indijoje transgeninių žuvų tyrimai buvo inicijuoti Madurai Kamaraj universitete (MKU), Ląstelių ir molekulinės biologijos centre (CCMB), Haidarabade ir Nacionalinėje Matha koledže, Kollame, pasiskolintuose užsienio mokslininkų konstruktuose.

Pirmosios Indijos transgeninės žuvys buvo sukurtos MKU 1991 m., Pasiskolintomis konstrukcijomis. Indijos mokslininkas sukūrė eksperimentinę transplantacinę „rohu“ žuvų, zebro žuvų, šamų ir viščiukų žuvį.

Vietos kilmės genai, promotoriai ir vektoriai yra prieinami tik dviem rūšims, būtent rohu ir singhi inžineriniam augimui. Pastaruoju metu Madenajų Kamaraj universitete pagaminti transgeniniai rohu pasirodė esą aštuonis kartus didesni nei kontroliniai broliai ir seserys. Šis transgeninis rohu pasiekia 46–49 gramų kūno svorio per 36 savaites nuo gimimo.

Auto-transgenesis:

Indijos mokslininkai daugiausia dėmesio skiria transgeninių žuvų vystymui per auto-transgenezę, kuri apima tik augimo hormono genų, esančių žuvyje, kopijų, o ne alotransgenezės, kurios sudaro genų perkėlimą iš įvairių rūšių, didinimą.

Augimo homono genų padidėjimas padidina mėsos kiekį. Indijos mokslininkai mano, kad auto-transgenezė yra saugesnė ir mažiau prieštaringa. Pagal Madžajų Kamaraj universiteto biologinių mokslų mokyklos TJ Pandianą daugumos žuvų rūšių generavimo laikas yra trumpesnis, o veisimo dažnis yra santykinai didesnis.

Viena patelė gali gaminti kelis šimtus ar tūkstančius kiaušinių ir taip suteikti daugiau genetiškai identiškų kiaušinių. Be to, svarbiausias privalumas yra tai, kad tręšimas yra išorinis ir gali būti lengvai valdomas eksperimentine manipuliacija.

Pasak Pandiano, „ribotas piscino kilmės transgenų prieinamumas buvo didžiausia transgeninių žuvų gamybos kliūtis. Tačiau, pasiekus molekulinės biologijos, daugiau nei. Pasaulyje buvo izoliuoti, apibūdinti ir klonuoti 8500 genų ir ciscinos kilmės ciscino sekos.

Kontroliuojama transgeninių žuvų ir pašarų kultūra:

Tvenkinių komercinė kultūra yra veiksminga karpiams ir tilapijai, bet sunkiau su lašiša ir upėtakiais. Šiuo metu tvenkinių kultūra tinka karpiams ir tilapijoms, nes žuvys yra vegetarai, mėsėdžių lašiša ir upėtakis priklauso nuo žuvies ir žuvų miltų dietos, tačiau pasaulinė pašarų žuvų atsarga sumažėjo ir reikia rasti tinkamus augalinės mėsos pakaitalus.

Atlanto lašiša (kaip tipiški šalto vandens mėsėdžiai) negali augti rapsų aliejaus mityboje, tačiau žuvys gali būti subrendusios, jei jos baigtos su žuvų taukais, bent 20 savaičių pasibaigus jų brandinimo ciklui.

Siūloma, kad genetiškai modifikuotas aliejus rapsams, turintiems didesnę ilgų grandinių riebalų rūgščių gamybą, tarnauja kaip pašarų tvenkinys. Glifosato tolerantiškas GM rapsų miltai buvo išreikšti iš esmės lygiaverčiais ne GM genams, kaip vaivorykštinio upėtakio pašarai.

Genų perdavimo technologija transgeninių žuvų vystymui:

Dažniausiai naudojami žuvų biotechnologijų metodai yra chromosomų manipuliacijos ir hormonų gydymas, kurie gali būti gaminami triploidais, tetraploidiniais, haploidiniais, ginekogeniniais ir androgenetiniais.

Kiti populiarūs genų perdavimo būdai žuvyse yra mikroinjekcija, spermų elektroporacija, kiaušinių elektroporacija ir spermų inkubacija. Toliau pateikiami pagrindiniai genų perdavimo veiksmai transgeninių žuvų vystymui.

A. DNR konstrukcijos paruošimas:

Pageidautinas transgenas turėtų būti rekombinantinis genas arba DNR konstrukcija, pastatyta plazmidėje, turinčioje tinkamą promotoriaus-stipriklio elementą ir struktūrinę DNR seką.

Užsienio genai paprastai įvedami su stipriais genetiniais signalais, promotoriais ir (arba) stiprikliais, kurie leidžia užsienio genus ekspresuoti labai aukštu lygiu nuolat (arba konstitutyviai), efektyviai perkeliant tuos genus už įprastinio ląstelės metabolinio reguliavimo ir transgeninis organizmas, gaunamas iš transformuotos ląstelės.

Yra trys pagrindiniai transgenų tipai:

(1) Funkcijos padidėjimas:

Šie transgenai sugeba padidinti specifinę transgeninio individo funkciją po jų ekspresijos. Pavyzdžiui, augimo hormono genai iš žinduolių ir žuvų, susietų su atitinkamu promotoriaus ir stipriklio elementu, ir struktūrinė DNR seka, gaminanti GH transgeną.

Šis GH transgenas, ekspresuojant transgeniniuose individuose, padidina augimo hormono gamybą, todėl padidėja transgeninių gyvūnų augimas.

(2) Reporterio funkcija:

Šie transgenai sugeba atpažinti ir matuoti promotoriaus-stipriklio elemento stiprumą.

(3) Funkcijos praradimas:

Šis transgenas dar nenaudojamas transgeninių žuvų modifikavimui. Tokie transgenai yra naudojami, siekiant trukdyti šeimininkų genų ekspresijai. Transgenų promotoriaus-sustiprintojo elementai yra susiję su žuvies augimo hormono genu.

Todėl transgeninėse žuvyse yra papildomų DNR sekų, kurios iš pradžių yra kilusios iš tos pačios rūšies. Tada genų konstrukcija įterpiama į apvaisintą kiaušinį arba embrioną, kad transgenas būtų susietas su kiekvieno kiaušinio ar embriono ląstelės genomu.

B. Genų perdavimas mikroinjekcija:

Mikroinjekcija yra sėkmingiausiai ir plačiai naudojama genų perdavimo žuvyje metodika. Vienas mikroinjekcinio metodo metodas apima smulkios injekcijos adatos panaudojimą, kad į ląstelę būtų supjaustyta DNR. Tai darydamas jis sunaikina tas ląsteles, kurios tiesiogiai liečiasi su įšvirkšta DNR.

Siekiant užtikrinti DNR integraciją, jis turėtų būti švirkščiamas į nepažeistas ląsteles, esančias netoli supjaustymo vietos. Įšvirkštimo aparatas susideda iš skaidymo stereomikroskopo ir dviejų mikromanipuliatorių, po vieną su stiklo mikro adata transgeno tiekimui ir kitiems su mikropipete žuvų embrionui laikyti (43.2 pav.).

Mikroinjektavimo technikos sėkmė priklauso nuo kiaušinio choros pobūdžio. Minkštas choras palengvina mikroinjekciją, o storas choras riboja gebėjimą vizualizuoti DNR injekcijos tikslą. Daugelyje žuvų (Atlanto lašišų ir vaivorykštinių upėtakių) kiaušinių choras tampa sunkus ir sunkus tik po tręšimo arba sąlyčio su vandeniu ir sunku švirkšti DNR.

Tačiau naudojant šiuos metodus galite išspręsti šią problemą:

(1) Naudojant mikropilę (kiaušinio paviršiaus angą spermatozoidų patekimui į apvaisinimą), įdėkite švirkščiamąją adatą.

(2) Naudojant mikrochirurgiją, kad būtų galima atidaryti chorą.

(3) Virškinant chorą su fermentais.

(4) Naudojant 1 mM glutationo, siekiant pradėti tręšimą ir sumažinti chorijos kietumą.

(5) Tiesioginis įpurškimas į neperdirbtus kiaušinius.

Kitas genų perkėlimo metodas yra branduolinė mikroinjekcija, kuri apima tiesioginį fizinį metodą, naudojant smulkią adatą, kad DNR būtų pristatyta į ląsteles ar net branduolius.

Siekiant palengvinti mikroinjekcinio protoplasto su dalinai reformuota ląstelių sienele greitį, gali būti pritvirtintas prie kieto pagrindo su dirbtinai susietu substratu, nepažeidžiant ląstelių. Kieta atrama gali būti iš stiklo dangtelių.

Mikroinjektavimo technikos žingsniai:

(1) Norimi kiaušiniai ir spermos yra laikomi atskirai optimaliomis sąlygomis.

(2) Įpilkite vandens ir spermų ir pradėkite tręšti.

(3) Praėjus dešimčiai minučių po tręšimo, kiaušiniai dekorizuojami tirpinant.

(4) Tręšiami kiaušiniai mikroinjektuojami norima DNR per kelias valandas po tręšimo. DNR išsiskiria į germinalinio disko centrą iki pirmojo skilimo dekorizuotuose kiaušiniuose. Mikroinjektavimui skiriamas laikas yra pirmas 25 minutes, o per tręšimą ir pirmąjį skilimą.

(5) Po mikroinjekcijos embrionai inkubuojami vandenyje, kol vyksta perinti.

Mikroinjektuotų žuvų embrionų išgyvenamumas yra maždaug 30-80% priklausomai nuo žuvų rūšių.

Mikroinjektavimo technikos privalumai:

Šis metodas turi šiuos privalumus:

(1) Optimalus DNR kiekis gali būti pristatomas vienoje ląstelėje, didinant galimybes integruotis.

(2) DNR pristatymas yra tikslus, netgi į tikslinių ląstelių branduolius, dar kartą pagerinantis integruotos transformacijos galimybes.

(3) Mažą struktūrą galima švirkšti.

(4) Tai tiesioginis fizinis požiūris, todėl jis yra nepriklausomas priimančioji grupė.

Mikroinjektavimo technikos trūkumai:

(1) Vienu metu gali būti švirkščiama viena ląstelė, todėl tai yra daug laiko reikalaujantis procesas.

(2) Tam reikia sudėtingų priemonių ir specialių įgūdžių.

(3) Ribotas embriono laikas riboja injekciją į daugiau kiaušinių ir mažą transformacijos greitį.

C. Genų perdavimas elektroporacijos būdu:

Tai paprastas, greitas, efektyvus ir patogus būdas perduoti geną. Šis metodas apima elektrinį impulsą DNR pristatymui į ląsteles (43.3 pav.). Ląstelės susiduria su trumpu elektros smūgiu, dėl kurio ląstelių membrana laikinai pralaidina DNR.

Norimas DNR fragmentas dedamas tiesiai į protoplastinės membranos kontaktą, kuris patenka į ląstelę po elektros smūgio. Dėl to skylė gali būti sukurta ir stabilizuojama palankiu
dipolio sąveika su elektriniu lauku.

Elektroporacija apima elektrinių impulsų grandinę, skirtą ląstelių membranos pralaidumui, taip leidžiant DNR patekti į apvaisintus kiaušinius. DNR integracijos greitis elektroporuotame embrione yra daugiau nei 25% - išgyvenamumas, kuris, palyginti su mikroinjektais, yra šiek tiek didesnis.

Elektroporacijos metodo privalumai:

(1) Tai leidžia vienu metu įvesti DNR konstrukcijas.

(2) Tinkamesnis metodas toms rūšims, kuriose yra labai mažai mikroinjekcinių kiaušinių.

(3) Šis metodas nereikalauja specialių įgūdžių.

D. Antifrizo baltymų genų perdavimas:

Daugelis teleostų, gyvenančių lediniame jūrų vandenyje poliariniuose regionuose, gamina jų serume antifrizo glikoproteinus (AFGP) arba antifrizo baltymus (AFP), kad apsaugotų juos nuo užšalimo. Šis baltymas sumažina tirpalo užšalimo temperatūrą nekeičiant jo lydymosi temperatūros.

Šilumos histerezė, skirtumas tarp užšalimo ir lydymosi temperatūros, yra unikali šių baltymų savybė. Nustatyta, kad AFP ir AFGP jungiasi prie ledo kristalų ir slopina ledo kristalų augimą.

Nepaisant panašių antifrizų savybių, šie baltymai yra gana skirtingi jų baltymų struktūrose. Yra vienas AFGP tipas ir trys AFP tipai. Pastaruoju metu ketvirtojo tipo AFP taip pat buvo pranešta „longhorn sculpin“.

Atlanto lašišų Salmo salar, trūksta šių AGFPs arba AFPs geno (-ų) ir jie negali išgyventi po vandeniu, kuriame yra nulinis vanduo. Nesugebėjimas toleruoti temperatūros žemiau - 0, 6–0, 80 ° C yra viena iš pagrindinių problemų, susijusių su jūrų narvų auginimu Šiaurės Atlanto pakrantėje. Hew'as ir jo bendradarbiai sukūrė antifrizo atsparią Atlanto lašišą, kurioje yra AFP arba AFGP genai, naudojant genų perdavimo technologiją.

Jie vartojo genomo kloną (2A-7), koduojantį didžiausią kepenų tipo AFP (wflAFP-6, anksčiau žinomas kaip (HPLC-6) iš žieminių plekšnių (Pleuronectus amaricanus), buvo naudojamas kaip genų perdavimo kandidatas.

Plekšnės AFP priklausė I tipo AFP, kurie yra maži polipeptidai ir kurių sudėtyje yra daug alanino ir spiralinio kiekio. Plekšnės AFP yra daugelio genų šeima, turinti 80-100 kopijų, koduojančių dvi skirtingas izoformas, būtent kepenų ir odos tipo AFP.

Kepenų tipo AFP, tokie kaip wflAFP-6 arba wflAFP-8 (HPLC-8), yra sintetinami tik kepenyse kaip prepro AFP. Priešingai, odos tipo AFP, įskaitant wfsAFP-2 ir wfsAFP-3, daugelyje periferinių audinių yra išreikšti kaip intraceluliniai brandūs AFP.

E. Augimo hormono genų perdavimas:

Neseniai mokslininkai sukūrė „visų žuvų“ augimo hormono modelį. Jie klonavo ir sekvenavo žolės karpio ir bendro karpio karboanhidrazės (CA) geną ir augimo hormono geną Hew ir kt. (1992). Žolės CA geno (beta-aktino) promotorius yra susietas su žolės karpių augimo hormono cDNS, kad susidarytų aukšto efektyvumo ekspresijos vektorius, vadinamas pCAZ.

Naudojant CAT geną kaip receptoriaus geną, pCA žolės karpių augimo hormonas buvo mikroinjektuojamas į apvaisintą, neaktyvuotą bendrą karpį per mikropilę, sukuriant „visas žuvis“ transgenines karpis. Transgeno buvimas aptiktas atvirkštinės transkriptazės PCR ir Northern blotting. Šios transgeninės žuvys parodė apie 137% didelį kontrolinį augimo greitį.

F. Atsparumas atsparumui genams:

Kinijoje mokslininkai bandė geną, sukeliantį atsparumą žolės karpio hemoraginiam virusui (GCHV). Vienuolika skirtingų baltymų koduojančių genų fragmentų buvo klonuoti ir izoliuoti iš transliacijos in vitro, naudojant GCHV genomines vieno geno fragmentus.

Remiantis kapsido baltymo SP6 ir SP7 geno cDNA informacija, 3 oligonukleotidai buvo sintezuoti ir sulieti su SV40 MT promotoriumi ir per konstruojamą ekspresijos vektorių perkelti į žolės karpių citokinų sukeltas žudikas (CIK) ląsteles ir transfekuoti GCHV. Rezultatas parodė, kad mirtingumas buvo sumažintas viena tvarka po to, kai buvo užkrėsta virusas.

Transgeninių žuvų panaudojimas:

Transgeninės žuvys gali būti geriau naudojamos šiems tikslams:

(1) Didinant žuvų gamybą, siekiant patenkinti augančią maisto paklausą dėl didėjančio pasaulio gyventojų skaičiaus.

(2) Farmacijos ir kitų pramoninių produktų, pagamintų iš žuvų kilmės, gamybai.

(3) Transgeninių vietinių švytinčių žuvų veislių kūrimui akvariumui.

(4) Kaip žuvų biosensoriai, skirti vandens taršai stebėti.

(5) Genų, promotorių ir efektyvių geno konstrukcijų sintezei išskirti.

(6) Embrioninių kamieninių ląstelių ir in vitro embrionų gamybai.

(7) Antifrizo baltymų gamybai.

Aplinkosaugos problemos dėl transgeninių žuvų:

Pavyzdžiui, svarbiausi aplinkosaugos klausimai dėl transgeninių žuvų išsiskyrimo apima konkurenciją su laukinėmis populiacijomis, transgeno judėjimą į laukinį genų fondą ir ekologinius sutrikimus, atsirandančius dėl grobio ir kitų nišų reikalavimų transgeninėje veislėje, palyginti su laukinėmis populiacijomis.

Transgeninės žuvys gali kelti grėsmę laukinėms populiacijoms:

Vakarų Lafajetas, Ind. Purdue universiteto mokslininkai nustatė, kad transgeninių žuvų išleidimas į lauką gali pakenkti vietinėms populiacijoms net iki išnykimo vietos. Transgeninės žuvys gali kelti didelę grėsmę vietinei laukinei gyvūnijai.

„Transgeninės žuvys paprastai yra didesnės už vietines žuvis, o tai gali suteikti pranašumą traukiant draugus“, - sako A. Muiras. „Jei, kaip ir mūsų eksperimentuose, genetiniai pokyčiai taip pat mažina palikuonių gebėjimą išgyventi, transgeninis gyvūnas gali išnaikinti laukinę populiaciją 40 kartų“.

Nors Kanados mokslinių tyrimų įstaigose imamasi priemonių, kad būtų išvengta transgeninių žuvų patekimo į aplinką. Žuvys dažnai auginamos tvenkiniuose, padengtuose tinklais, kad būtų laikomi paukščiai; uždaromos elektrinės tvoros, kad būtų apsaugoti muskratai, meškėnai ir žmonės; ir išleidimo angos yra aprūpintos ekranuotais kanalais, kad būtų išvengta mažų žuvų ar kiaušinių praradimo.

Genų srautas:

Vienas iš didesnių transgeninių žuvų keliamų aplinkosaugos problemų yra galimybė, kad transgeninės rūšys, iškeltos atviruose vandenyse, išnyks ir skleis naujus bruožus į ekosistemą veisdami laukinius giminaičius - biologinį procesą, vadinamą „genų srautu“.

Genų srautas tarp transgeninių ar tradiciškai veisiamų žuvų ir laukinių populiacijų yra aplinkosaugos problema, nes gali kelti grėsmę natūraliai biologinei įvairovei.

Kai kurie mokslininkai mano, kad genetiniai skirtumai, įvesti į transgenines žuvis, gali paveikti jo grynąjį tinkamumą, mokslinis terminas, reiškiantis organizmo gebėjimą išgyventi ir perduoti savo genus ateities kartoms.

Sąvoka, kurios veiksniai, susiję su žuvų nepilnamečių ir suaugusiųjų gyvybingumu, moterų pagamintų kiaušinių skaičiumi ir amžiumi, kai žuvis pasiekia lytinį brandumą, yra naudingas barometras, skirtas aptarti kai kuriuos genų srauto scenarijus.

Pagal vieną mokslinį modelį, jei transgeninė žuvis išeina ir prisitaiko prie laukinių žuvų, genų srautas gali būti vienas iš trijų scenarijų:

Valymo scenarijus:

Kai transgeninių žuvų grynasis tinkamumas yra mažesnis už laukinių giminaičių savybes, natūrali atranka greitai pašalins iš laukinės populiacijos bet kokį naują geną (-us), įvedamą (-us) iš transgeninių žuvų. Teoriškai nauji požymiai išnyks iš kitų kartų.

Sklaidos scenarijus:

Kai transgeninės žuvies grynasis tinkamumas yra lygus arba didesnis už laukinio draugo grynąjį tinkamumą, tikėtina, kad atsiras genų srautas ir transgeninių žuvų genai sklinda per laukinę populiaciją. Tai reiškia, kad transgeninių genomų įrodymai išliks tolesnėse kartose.

Trojos genų scenarijus:

Keičiant transgeninių žuvų grynąjį tinkamumą taip, kad žuvis pagerintų poravimosi sėkmę, bet sumažino suaugusiųjų gyvybingumą (ty, tikimybė išgyventi pakankamai ilgai, kad galėtų prisitaikyti), šios žuvies įvedimas į laukinę populiaciją gali paskatinti sparčiai mažėti. laukinių gyventojų.

Iš esmės poravimosi sėkmė užtikrintų naujojo geno plitimą visose populiacijose, tačiau nesugebėjimas išgyventi sumažintų vėlesnių kartų gyventojų skaičių ir galbūt sukeltų išnykimą.

Mažėjantis žuvų populiacija taip pat turėtų antrinį poveikį kitoms vandens rūšims, kurios maitina arba kitaip priklauso nuo jo. Taip pat nukentėtų populiacijos, negalinčios sėkmingai pereiti prie kito maisto šaltinio arba tų, kurių išgyvenimas ar dauginimasis tiesiogiai priklauso nuo mažėjančio gyventojų skaičiaus.

Transgeninės žuvies invazinės rūšys:

Net jei jie nėra veisliniai su laukiniais giminaičiais, transgeninės žuvys, kurios išeina į natūralias ekosistemas, gali tapti žalingu aplinkos veiksniu, tapdamos invazinėmis rūšimis.

Šis pavojus daugiausia kyla dėl tų genetiškai modifikuotų genų, kurios pagerina tokius fitneso bruožus kaip veisimo galimybes ir gebėjimą atlaikyti sunkias sąlygas. Klestinčios transgeninės žuvies populiacijos sukūrimas ekosistemoje, kurioje ji niekada nebuvo, gali išstumti vietines žuvų populiacijas.

Rizikos mažinimas:

Svarbu pažymėti, kad sterilizuojant transgenines žuvis transgeninių žuvų kūrėjai bando sumažinti arba pašalinti genų srautus ir invazines rūšis. Sterilizacija yra gana paprasta ir nebrangi, tačiau sėkmės rodikliai labai skiriasi.

Be to, sterilizavimas nebūtinai neutralizuoja aplinkos riziką. Akademiniai mokslininkai pastebi, kad pabėgusi, sterili žuvis vis dar gali užsiimti dvasia ir nerštu elgesiu, o tai trukdo veisimui laukinėse populiacijose. Išstumtų sterilių žuvų bangos taip pat gali sukelti ekologinius sutrikimus, nes kiekviena grupė pakeičiama kita vienodai stipria transgeninių sterilių žuvų grupe.

Maisto saugos klausimai:

Vienas svarbus maisto saugos klausimas susijęs su tuo, kiek žuvys sugeria ir saugo toksiškus aplinkos toksinus, pvz., Gyvsidabrį, kurių aukštas kiekis gali kelti pavojų žmonėms, kurie valgo užterštą žuvį.

Kai kurie mokslininkai nerimauja, kad dėl genų inžinerijos proceso atsirandantys atskiri biologiniai pokyčiai gali leisti transgeninėms žuvims sugerti toksiną, kurio įprastinės žuvys negali sugerti arba geriau toleruoti didesnio toksino kiekio, apie kurį jau žinoma, kelia susirūpinimą.

Kai kurie mokslininkai išreiškė susirūpinimą, kad genų inžinerijos procesas galėtų padidinti žuvų alerginį potencialą, ypač įvedant naujus baltymus, kurie niekada nebuvo maisto grandinėje.

Tačiau vienodai įmanoma, kad genetinė inžinerija taptų jų mityba. Genetiškai modifikuoti augaliniai augalai įvairiose šalyse turėjo protestą dėl maisto ir aplinkos saugos. Diskusijoms reikalingi reguliuojami transgeniniai gyvūnai.