Pesci transgenici: significato, sviluppo e applicazione

In questo articolo parleremo di: 1. Significato dei pesci transgenici 2. Sviluppo dei pesci transgenici 3. Cultura controllata di pesci e mangimi transgenici 4. Tecnologia di trasferimento di geni per lo sviluppo 5. Applicazioni 6. Preoccupazioni ambientali 7. I pesci transgenici potrebbero minacciare Popolazioni selvagge 8. Specie invasive di pesci transgenici.

Significato del pesce transgenico:

Un pesce transgenico è uno che contiene geni di un'altra specie. Un pesce transgenico è una varietà migliorata di pesci dotati di uno o più geni estranei desiderabili allo scopo di migliorare la qualità, la crescita, la resistenza e la produttività dei pesci.

Tipicamente, i geni di una o più specie di donatori sono isolati e impiantati in agenti infettivi costruiti artificialmente, che fungono da vettori per trasportare i geni nelle cellule delle specie riceventi. Una volta all'interno di una cellula, il vettore che trasporta i geni verrà inserito nel genoma della cellula.

Un organismo transgenico viene rigenerato da ogni cellula trasformata (o uovo, nel caso degli animali), che ha assunto i geni estranei. E da quell'organismo si può ottenere una varietà transgenica. In questo modo, i geni possono essere trasferiti tra specie distanti, che non si incroceranno mai in natura.

L'applicazione dell'ingegneria genetica agli animali, come le patate con insetticida incorporato, potrebbe fornire numerosi vantaggi, tra cui la possibilità di un approvvigionamento alimentare più sicuro ed economico e la creazione di nuove fonti di risorse farmaceutiche inadeguate.

Con il progresso nel campo dell'ingegneria genetica, anche l'applicazione del suo uso commerciale è aumentata. Gli animali acquatici sono stati progettati per aumentare la produzione di acquacoltura.

L'uso dell'ingegneria genetica e della tecnologia dell'rDNA ha fatto miracoli nella ricerca medica e industriale. I pesci transgenici vengono promossi come i primi animali transgenici commerciabili per il consumo umano.

Uno degli aspetti più importanti tra il pesce e altri animali terrestri per la coltivazione e il miglioramento genetico è che, di solito, i pesci hanno livelli più alti di variazione genetica e quindi più ambiti di selezione rispetto alla maggior parte dei mammiferi e degli uccelli.

Usando la tecnologia del trasferimento genico, gli scienziati ora hanno creato una varietà geneticamente modificata di salmone atlantico che raggiunge le dimensioni del mercato in circa 18 mesi, altrimenti il ​​pesce impiega circa 24-30 mesi per diventare un pesce di taglia di mercato. Si spera anche che ora possiamo modificare un gran numero di pesci con caratteristiche in rapida crescita e portare la rivoluzione blu.

I seguenti sono i punti importanti necessari all'ingegneria genetica (trasferimento genico) per produrre pesci transgenici:

(1) Una sequenza genetica deve isolare per le caratteristiche particolari; per esempio, il gene dell'ormone della crescita.

(2) Questi geni (sequenza genica) vengono quindi inseriti in un DNA circolare noto come vettore plasmidico (vengono utilizzati enzimi endonucleasi e ligasi).

(3) I plasmidi vengono raccolti nei batteri per produrre miliardi di copie.

(4) I plasmidi sono introdotti nel DNA lineare. Il DNA lineare è talvolta chiamato un gene cassette perché contiene diverse serie di materiale genetico oltre al nuovo gene inserito; per esempio, il gene dell'ormone della crescita. La tecnologia è disponibile per integrare i geni nella linea germinale di individui in via di sviluppo (pesci) e infine trasmessi in ulteriori generazioni.

(5) Rendere la cassetta una parte permanente del corredo genetico del pesce.

Sviluppo di pesci transgenici:

Lo sviluppo del pesce transgenico si è concentrato su alcune specie tra cui salmone, trota, carpa, tilapia e pochi altri. Il salmone e la trota sono raccolti in contanti, mentre gli altri forniscono principalmente fonti di proteine. Attualmente, circa 40 o 50 laboratori in tutto il mondo stanno lavorando allo sviluppo di pesci transgenici.

Circa una dozzina di loro sono negli Stati Uniti, un'altra dozzina in Cina e il resto in Canada, Australia, Nuova Zelanda, Israele, Brasile, Cuba, Giappone, Singapore, Malesia e molti altri paesi. Alcuni di questi laboratori sono associati a società che prevedono di commercializzare i loro pesci in pochi anni.

Molti pesci in fase di sviluppo vengono modificati per crescere più velocemente rispetto ai loro fratelli di acquacoltura selvatici o allevati tradizionalmente.

La crescita più rapida di solito si ottiene trasferendo un gene dell'ormone della crescita dei pesci da una specie di pesce a un'altra. I pesci a crescita più rapida non solo raggiungono le dimensioni del mercato in un tempo più breve, ma si nutrono anche in modo più efficiente. L'ormone della crescita della trota (GH) è stato utilizzato per produrre carpe transgeniche con proprietà di medicazione migliorate. Tale carpa transgenica è raccomandata per la produzione in stagni di terra.

Salmone transgenico:

Il salmone atlantico è progettato con un salmone pacifico, l'ormone della crescita guidato dal gene del promotore dell'antigelo artico. La rapida crescita di questo salmone transgenico è raggiunta, non tanto dall'ormone della crescita transgenico quanto dal promotore del gene antigelo che funziona nell'acqua fredda desiderabile per l'aroma del salmone.

Devlin (1994), ricercatori della Fisheries & Oceans, in Canada, a West Vancouver, British Columbia, ha modificato il gene dell'ormone della crescita nel salmone Coho sviluppando un costrutto genetico in cui tutti gli elementi genetici derivano dal salmone sockeye.

Il Coho transgenico è cresciuto in media 11 volte più velocemente dei pesci non modificati e il pesce più grande è cresciuto 37 volte più velocemente. I livelli di ormone della crescita nei pesci transgenici sono alti tutto l'anno, piuttosto che cadere in inverno come avviene nel salmone normale. Devlin (2001). Il salmone modificato è abbastanza grande da essere commercializzato dopo un anno, a differenza del salmone di allevamento standard che non raggiunge le dimensioni del mercato per almeno tre anni.

Tilapia transgenica:

Il pesce tilapia, originario dell'Africa, è coltivato in tutto il mondo come "cibo per poveri", secondo solo alle carpe come cibo per acqua tiepida e supera la produzione di salmone atlantico (il cui valore di mercato è il doppio di quello del tilapia). La tilapia è stata estesamente modificata geneticamente e promossa come pesce transgenico esclusivo per la produzione isolata o contenuta.

La tilapia transgenica, modificata con l'ormone della crescita dei suini, è tre volte più grande dei loro fratelli non transgenici. La tilapia geneticamente modificata con insulina umana è cresciuta più rapidamente rispetto ai fratelli non transgenici e potrebbe anche servire come fonte di cellule insulari per il trapianto a soggetti umani.

Pesce Medaka transgenico:

Muir and Howard (1999), scienziato animale di Purdue, usava minuscoli pesci giapponesi, i latipi di Oryzias chiamati medaka per esaminare cosa accadrebbe se gli akas med medaglinati geneticamente modificati con l'ormone della crescita del salmone atlantico. L'inserimento di un costrutto genico costituito dall'ormone della crescita umano guidato dal promotore della crescita del salmone in medaka ha prodotto il medaka transgenico.

La vitalità di gruppi di pesci modificati e convenzionali è stata misurata a tre giorni di età e il 30 per cento in meno di pesci transgenici è sopravvissuto fino a quell'età. I ricercatori hanno calcolato che i maschi di grandi dimensioni avevano un vantaggio di accoppiamento di quattro volte, basato sulle osservazioni del medaka di tipo selvaggio. In un altro esperimento, i geni della farfalla della seta furono introdotti nel pesce Medaka per creare resistenza ai patogeni batterici.

Zebra transgenica:

Il piccolo pesce zebra (Bmchydanio rerio) che vive negli acquari, è stato geneticamente modificato per produrre un pigmento fluorescente rosso, e viene promosso in vendita come animale domestico da acquario domestico, il "pesce rosso".

Il pesce rosso ha suscitato scalpore negli Stati Uniti perché la regolamentazione di questi animali domestici transgenici è torbida e nessuna delle principali agenzie di regolamentazione: Food and Drug Administration (FDA), Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti (USDA) o Environment Protection Agency (EPA), ha stato disposto a prendere l'iniziativa nella regolazione del pesce rosso (anche se l'USDA si occupa di animali da compagnia).

Il pesce rosso è disponibile per la vendita dal 5 gennaio 2004 senza l'approvazione delle autorità negli Stati Uniti (Fig. 43.1).

Gong (2003) ha sviluppato nuove varietà di pesci zebra. Tre proteine ​​fluorescenti "viventi", proteina fluorescente verde (GFP), proteina fluorescente gialla (YFP) e proteina fluorescente rossa (RFP o dsRed), sono state espresse sotto un forte promotore muscolo-specifico mylz2 in linee stabili di pesce zebra transgenico.

Questi pesci zebra transgenici con colori fluorescenti vivaci (verde, giallo, rosso o arancione) possono essere visti con gli occhi nudi sia alla luce del giorno che alla luce ultravioletta al buio. La proteina fluorescente verde (GFP) è originariamente isolata dalla medusa (Aequorea tictoria).

Carpa comune transgenica:

Thomas T. Chen, direttore del Centro di biotecnologia dell'Università del Connecticut, Storrs, trasferì nella carpa comune il DNA dell'ormone della crescita della trota arcobaleno fuso a una sequenza da un virus del sarcoma aviario.

Il materiale genetico è stato iniettato in uova di carpa fertile con microiniezione. La progenie della prima generazione di pesci transgenici è cresciuta dal 20 al 40% più velocemente rispetto ai loro fratelli non modificati. Chen sta anche sviluppando pesce gatto transgenico, tilapia, spigola, trota e passera.

Il socio di ricerca Amy J. Nichols e il professor Rex Dunham (1999) nel dipartimento di pesca e acquacoltura alleata della Auburn University di Auburn, Ala, hanno sviluppato carpe e pesci gatto transgenici che crescono dal 20 al 60% più velocemente rispetto alle varietà coltivate standard.

Usano la microiniezione e l'elettroporazione per iniettare un'altra copia di un gene dell'ormone della crescita dei pesci in uova di pesce fertili. La crescita della carpa e del pesce gatto modificati risultanti è stimolata dall'ormone della crescita dei pesci in più.

In India, la ricerca sui pesci transgenici è stata avviata nell'università Madurai Kamaraj (MKU), Centro di biologia cellulare e molecolare (CCMB), Hyderabad e National Matha College, Kollam con costrutti presi in prestito da scienziati stranieri.

Il primo pesce transgenico indiano è stato generato in MKU nel 1991 usando costrutti presi in prestito. Scienziato in India ha sviluppato transgenici sperimentali di pesce rohu, pesce zebra, pesce gatto e pesce singhi.

Geni, promotori e vettori di origine indigena sono ora disponibili solo per due specie, vale a dire rohu e singhi per la crescita ingegneristica. I rohu transgenici prodotti recentemente dalla costruzione indigena presso l'Università di Madurai Kamaraj hanno dimostrato di essere otto volte più grandi dei fratelli di controllo. Questo rohu transgenico raggiunge da 46 a 49 grammi di peso corporeo entro 36 settimane dalla sua nascita.

Auto-Transgenesi:

Gli scienziati indiani si stanno concentrando sullo sviluppo di pesci transgenici attraverso l'autotransgenesi che comporta solo l'aumento delle copie dei geni dell'ormone della crescita presenti in un pesce rispetto alla allotransgenesi che equivale al trasferimento di geni di specie diverse.

L'aumento dei geni omone della crescita porta ad un aumento del contenuto di carne. Gli scienziati indiani ritengono che l'autotransgenesi sia più sicura e meno controversa. Secondo TJ Pandian della scuola di scienze biologiche dell'università di Madurai Kamaraj, il tempo di generazione della maggior parte delle specie ittiche è più breve e la frequenza di riproduzione è relativamente più alta.

Una singola femmina può produrre diverse centinaia di migliaia di uova e quindi fornire un numero maggiore di uova geneticamente identiche. Inoltre, il vantaggio più importante è che la fecondazione è esterna e può essere prontamente controllata dalla manipolazione sperimentale.

Secondo Pandian, "la limitata disponibilità di transgeni di origine da piscina era stato il principale ostacolo nella produzione di pesce transgenico. Tuttavia, con progressi nella biologia molecolare, più di. 8500 geni e sequenze di cDNA di origine piscine sono stati isolati, caratterizzati e clonati nel mondo. "

Cultura controllata di pesci e mangimi transgenici:

La cultura commerciale dello stagno è efficace per la carpa e la tilapia, ma è più difficile con il salmone e la trota. Attualmente, la cultura dello stagno è adatta alla carpa e alla tilapia perché i pesci sono vegetariani, il salmone e la trota carnivori dipendono da una dieta a base di pesce e farina di pesce, ma lo stock mondiale di mangime è diminuito e devono essere trovati adatti sostituti di carne vegetale.

Il salmone atlantico (come i tipici carnivori dell'acqua fredda) non può prosperare con una dieta di oli di colza, ma il pesce può raggiungere la maturità se finito con oli di pesce almeno 20 settimane verso la fine del loro ciclo di maturità.

Si propone che la colza di olio GM con una maggiore produzione di acidi grassi a catena lunga funga da mangime per pesci coltivati ​​nello stagno. E la farina di colza GM tollerante al glifosato è stata dichiarata sostanzialmente equivalente alla canola non GM come alimento per la trota arcobaleno.

Tecnologia di trasferimento genico per lo sviluppo di pesci transgenici:

I metodi più comunemente usati nella biotecnologia del pesce sono la manipolazione dei cromosomi e i trattamenti ormonali, che possono essere prodotti da pesci triploidi, tetraploidi, aploidi, ginogenetici e androgenetici.

Altri metodi popolari di trasferimento genico nei pesci sono la microiniezione, l'elettroporazione degli spermatozoi, l'elettroporazione delle uova e l'incubazione degli spermatozoi. Di seguito sono riportati i principali passaggi nel trasferimento genico per lo sviluppo di pesci transgenici.

A. Preparazione del DNA Costrutto:

Il transgene desiderato dovrebbe essere un gene ricombinante o un costrutto di DNA, che è costruito in plasmide che contiene un elemento promotore-potenziatore appropriato e una sequenza strutturale di DNA.

I geni estranei sono tipicamente introdotti con forti segnali genetici, promotori e / o stimolatori, che consentono di esprimere i geni estranei a livelli molto alti in modo continuo (o costitutivamente), posizionando efficacemente tali geni al di fuori della normale regolazione metabolica della cellula, e di l'organismo transgenico derivante dalla cellula trasformata.

Esistono tre principali tipi di transgeni:

(1) Guadagno di funzione:

Questi transgeni sono in grado di aumentare la particolare funzione nell'individuo transgenico dopo la loro espressione. Per esempio i geni dell'ormone della crescita di mammiferi e pesci legati a un elemento promotore-potenziatore appropriato e una sequenza strutturale del DNA per produrre il transgene del GH.

Questo transgene di GH quando espresso in individui transgenici aumenta la produzione di ormone della crescita portando a una maggiore crescita di animali transgenici.

(2) Funzione Reporter:

Questi transgeni sono in grado di identificare e misurare la forza dell'elemento promotore-potenziatore.

(3) Perdita di funzione:

Questo transgene non è ancora utilizzato per la modifica dei pesci transgenici. Tali transgeni vengono utilizzati per interferire con l'espressione dei geni ospiti. Gli elementi promotori del potenziamento dei transgeni sono collegati a un gene dell'ormone della crescita dei pesci.

Quindi i pesci transgenici contengono sequenze di DNA extra che sono originariamente derivate dalla stessa specie. Il costrutto genico viene quindi introdotto nell'uovo o nell'embrione fecondato, in modo che il transgene sia collegato al genoma di ciascuna cellula di uovo o embrione.

B. Trasferimento genico mediante microiniezione:

La microiniezione è la tecnica più utilizzata con successo per il trasferimento genico nei pesci. Un metodo di tecnica di microiniezione prevede l'uso di un ago per iniezione fine per introdurre il DNA nel sito di taglio nella cellula. Mentre così facendo distrugge quelle cellule che sono in contatto diretto con il DNA iniettato.

Per garantire l'integrazione del DNA dovrebbe essere iniettato nelle cellule intatte vicino al sito di taglio. L'apparato di iniezione consiste in uno stereomicroscopio da dissezione e due micromanipolatori, uno con un micro-ago di vetro per l'erogazione di transgene e l'altro con una micropipetta per tenere in posizione l'embrione di pesce (Fig. 43.2).

Il successo della tecnica di microiniezione dipende dalla natura del corion d'uovo. Il corion soft facilita la microiniezione mentre il corion spesso limita la capacità di visualizzare il target per l'iniezione di DNA. In molti pesci (salmone atlantico e trota arcobaleno) il corion d'uovo diventa duro e duro appena dopo la fecondazione o a contatto con l'acqua e fornisce una difficoltà nell'iniettare il DNA.

Ma l'utilizzo dei seguenti metodi può risolvere questo problema:

(1) Utilizzando il micropilo (un'apertura sulla superficie dell'uovo per l'ingresso dello sperma durante la fecondazione) per l'inserimento dell'ago per l'iniezione.

(2) Usando la microchirurgia per fare un'apertura sul corion.

(3) Digestando il corion con gli enzimi.

(4) Usando il glutatione 1mM per iniziare la fecondazione e ridurre la durezza del corion.

(5) Per iniezione diretta alle uova non fecondate.

Un'altra tecnica di trasferimento genico è la microiniezione intra-nucleare, che implica un approccio fisico diretto utilizzando un ago sottile per fornire il DNA in cellule o nuclei.

Per facilitare il tasso di microiniezione protoplasto con parete cellulare parzialmente riformata può essere collegato a un supporto solido con substrato legato artificialmente senza danneggiare le cellule. Il supporto solido può essere di vetrini o vetrini coprioggetto.

Passi di Microiniezione Tecnica:

(1) Le uova e gli spermatozoi desiderati sono conservati separatamente alle condizioni ottimali.

(2) Aggiungere acqua e spermatozoi e iniziare la fecondazione.

(3) Dieci minuti dopo la fecondazione, le uova sono dechorionated da tripsinizzazione.

(4) Le uova fecondate vengono microiniettate con il DNA desiderato appena entro poche ore dalla fecondazione. Il DNA viene rilasciato al centro del disco germinale fino alla prima scissione in uova decorticate. Il tempo disponibile per la microiniezione è i primi 25 minuti e anche quello tra la fecondazione e la prima scollatura.

(5) Dopo la microiniezione, gli embrioni vengono incubati in acqua fino a che la schiusa non ha luogo.

Il tasso di sopravvivenza degli embrioni di pesce microiniettato è di circa il 30-80% a seconda delle specie ittiche.

Vantaggi della tecnica di microiniezione:

Questa tecnica ha i seguenti meriti:

(1) La quantità ottimale di DNA può essere erogata per cella, aumentando le possibilità di trasformazione integrativa.

(2) La consegna del DNA è precisa, anche nei nuclei della cellula bersaglio, migliorando ancora le possibilità di trasformazione integrativa.

(3) La piccola struttura può essere iniettata.

(4) Si tratta di un approccio fisico diretto, quindi è una gamma di host indipendente.

Svantaggi della tecnica di microiniezione:

(1) Una singola cellula può essere iniettata per volta, quindi è un processo che richiede tempo.

(2) Richiede strumenti sofisticati e competenze specialistiche.

(3) Il tempo embrionale limitato limita l'iniezione a più uova e un basso tasso di trasformazione.

C. Trasferimento genico mediante elettroporazione:

È un metodo semplice, veloce, efficiente e conveniente per il trasferimento del gene. Questo metodo comporta un impulso elettrico per fornire il DNA nelle cellule (Figura 43.3). Le cellule sono esposte a una scarica elettrica breve, che rende la membrana cellulare temporaneamente permeabile al DNA.

Il frammento di DNA desiderato viene posto a contatto diretto della membrana protoplastica, che entra nella cellula dopo una scossa elettrica. Il buco può essere creato come risultato e stabilizzato da un favorevole
interazione dipolo con campo elettrico.

L'elettroporazione comporta una catena di impulsi elettrici per la permeazione della membrana cellulare, consentendo in tal modo l'ingresso del DNA nelle uova fecondate. Il tasso di integrazione del DNA nell'embrione elettroporato è superiore al 25% è il tasso di sopravvivenza, che è leggermente superiore rispetto a quelli microiniettati.

Vantaggi della tecnica dell'elettroporazione:

(1) Permette l'ingresso simultaneo di costrutti di DNA.

(2) È il metodo più adatto per quelle specie, che ha uova molto piccole per la microiniezione.

(3) Questo metodo non richiede abilità specializzate.

D. Trasferimento del gene delle proteine ​​antigelo:

Molti dei teleostei che popolano l'acqua ghiacciata delle regioni polari producono nei loro sieri glicoproteine ​​antigelo (AFGP) o proteine ​​antigelo (AFP) per proteggerle dal congelamento. Questa proteina abbassa la temperatura di congelamento della soluzione senza alterarne la temperatura di fusione.

L'isteresi termica, la differenza tra la temperatura di congelamento e quella di fusione, è una proprietà unica di queste proteine. È stato dimostrato che AFP e AFGP si legano ai cristalli di ghiaccio e inibiscono la crescita dei cristalli di ghiaccio.

Nonostante le loro simili proprietà antigelo, queste proteine ​​sono abbastanza diverse nelle loro strutture proteiche. Esistono un tipo di AFGP e tre tipi di AFP. Recentemente il quarto tipo di AFP è stato riportato anche nella scultura di longhorn.

Il salmone atlantico Salmo salar, privo di qualsiasi di questi AGFP o AFPs gene (s) e non sono in grado di sopravvivere in temperatura di acqua di mare sotto zero. L'incapacità di tollerare temperature inferiori a - 0, 6 ° C - 0, 80 ° C è uno dei maggiori problemi di allevamento di gabbie marine nella costa atlantica settentrionale. Hew ei suoi collaboratori hanno sviluppato un salmone atlantico resistente agli antigelo contenente i geni AFP o AFGP utilizzando la tecnologia di trasferimento dei geni.

Hanno usato il clone genomico (2A-7) che codifica per il principale AFP di tipo epatico (wflAFP-6, precedentemente noto come (HPLC-6) dal rombo invernale (Pleuronectus amaricanus) è stato utilizzato come candidato per il trasferimento genico.

Le AFP Flounder appartenevano agli AFP di tipo I che sono piccoli polipeptidi e ad alto tenore di alanina e contenuto elicoidale. Flounder AFPs è una famiglia multi-gene di 80-100 copie che codifica due diverse isoforme, vale a dire il tipo di fegato e AFP di tipo cutaneo.

Gli AFP di tipo epatico come wflAFP-6 o wflAFP-8 (HPLC-8), sono sintetizzati esclusivamente nel fegato come prepro AFP. Al contrario, gli AFP di tipo cutaneo, tra cui wfsAFP-2 e wfsAFP-3, sono espressi ampiamente in molti tessuti periferici come AFP maturi intracellulari.

E. Trasferimento genico dell'ormone della crescita:

Recentemente gli scienziati hanno sviluppato un modello di ormone della crescita "tutto pesce" . Hanno clonato e sequenziato il gene della carpa e del carbo anidrasi carbonica (CA) e dell'ormone della crescita (Hew et al., 1992). Il promotore del gene dell'erba CA (beta-actina) è stato collegato a un cDNA di ormone della crescita delle carpe erbacee per formare un vettore di espressione ad alta efficienza chiamato pCAZ.

Usando il gene CAT come gene del recettore, un ormone della crescita di carpa erbacea pCA è stato microiniettato in una carpa comune non attivata attivata attraverso il micropilo, generando carpa transgenica "all fish". La presenza di transgene è stata rilevata mediante PCR trascrittasi inversa e Northern blotting. Questi pesci transgenici hanno mostrato un tasso di crescita del controllo del 137% circa.

F. Trasferimento del gene per la resistenza alle malattie:

In Cina, gli scienziati hanno pilotato un gene che contribuisce alla resistenza al virus dell'emorragia della carpa erbacea (GCHV). Undici frammenti di geni diversi che codificano per la proteina sono stati clonati e isolati dalla traduzione in vitro utilizzando frammenti genomici di geni singoli GCHV.

Sulla base delle informazioni del cDNA del gene capsico SP6 e del gene SP7, 3 oligonucleotidi sono stati sintetizzati e fusi con il promotore SV40 MT e trasferiti in cellule killer (CIK) indotte da cytokina-carpa tramite un vettore di espressione costruito e transfected con GCHV. Il risultato indicava che le morti venivano ridotte di un ordine dopo la sfida con il virus.

Applicazioni del pesce transgenico:

Il pesce transgenico può essere meglio utilizzato per i seguenti scopi:

(1) Per aumentare la produzione di pesce per soddisfare la crescita dovuta alla domanda di cibo dovuta all'aumento della popolazione mondiale.

(2) Per la produzione di prodotti farmaceutici e di altri prodotti industriali originari di piscine.

(3) Per lo sviluppo di varietà di pesci bagliori nativi transgenici per acquario.

(4) Come biosensori di pesce per il monitoraggio dell'inquinamento acquatico.

(5) Per l'isolamento di geni, promotori e sintesi di costrutti genici efficaci.

(6) Per ricerche su cellule staminali embrionali e produzione di embrioni in vitro.

(7) Per la produzione di proteine ​​antigelo.

Preoccupazioni ambientali sui pesci transgenici:

Le principali preoccupazioni ambientali in merito alle emissioni di pesce transgenico, ad esempio, comprendono la competizione con popolazioni selvatiche, il movimento del transgene nel pool genetico selvaggio e interruzioni ecologiche dovute a cambiamenti nella preda e altri requisiti di nicchia nella varietà transgenica rispetto alle popolazioni selvatiche.

I pesci transgenici potrebbero minacciare le popolazioni selvatiche:

West Lafayette, Ind. - I ricercatori della Purdue University hanno scoperto che il rilascio di un pesce transgenico in natura può danneggiare le popolazioni native fino al punto di estinzione. I pesci transgenici potrebbero rappresentare una minaccia significativa per la fauna selvatica nativa.

"I pesci transgenici sono in genere più grandi del ceppo nativo e questo può conferire un vantaggio nell'attrarre i compagni", dice Muir. "Se, come nei nostri esperimenti, il cambiamento genetico riduce anche la capacità della prole di sopravvivere, un animale transgenico potrebbe portare all'estinzione di una popolazione selvaggia in 40 generazioni".

Sebbene presso le strutture di ricerca canadesi siano state adottate precauzioni elaborate per impedire il rilascio di pesci transgenici nell'ambiente. I pesci sono spesso allevati in stagni coperti di reti per tenere fuori gli uccelli; chiuso da recinzioni elettriche per tenere fuori i muskrats, i procioni e gli umani; e le prese sono dotate di canali di scolo per prevenire la perdita di piccoli pesci o uova.

Flusso genico:

Una delle maggiori preoccupazioni ambientali sollevate dai pesci transgenici è la possibilità che una specie transgenica allevata in penne aperte sfugga e diffonda nuovi tratti nell'ecosistema allevando con parenti selvatici, un processo biologico noto come "flusso genico".

Il flusso genico tra i pesci transgenici o allevati in modo convenzionale e le popolazioni selvatiche è un problema ambientale, poiché può rappresentare una minaccia per la biodiversità naturale.

Alcuni ricercatori ritengono che le differenze genetiche introdotte in un pesce transgenico possano influire sulla sua idoneità alla rete, un termine scientifico che indica la capacità di un organismo di sopravvivere e trasmettere i suoi geni alle generazioni future.

Il concetto, che comprende fattori quali la vitalità giovanile e adulta di un pesce, il numero di uova prodotte da una femmina e l'età alla quale il pesce raggiunge la maturità sessuale, fornisce un utile barometro per discutere alcuni scenari di flusso genico.

Secondo un modello scientifico, se un pesce transgenico sfugge e si accoppia con un pesce selvatico, il flusso genico potrebbe seguire uno dei tre scenari:

Scenario di eliminazione:

Quando la forma fisica di un pesce transgenico è inferiore a quella dei suoi parenti selvatici, la selezione naturale eliminerà rapidamente dalla popolazione selvatica qualsiasi nuovo gene (i) introdotto (i) dal pesce transgenico. In teoria, le prove del nuovo tratto scompariranno dalle generazioni successive.

Scenario di diffusione:

Quando la forma fisica di un pesce transgenico è uguale o superiore all'idoneità fisica di un compagno selvatico, è probabile che si verifichi un flusso genico e i geni del pesce transgenico si diffonderanno attraverso la popolazione selvatica. Ciò significa che la prova del genoma transgenico persisterebbe nelle generazioni successive.

Scenario Gene Trojan:

Quando l'idoneità fisica di un pesce transgenico viene alterata in modo tale che il pesce abbia accresciuto il successo dell'accoppiamento ma ridotta la vitalità degli adulti (ovvero, possibilità di sopravvivere abbastanza a lungo da accoppiarsi), l'introduzione di quel pesce nella popolazione selvatica potrebbe determinare un rapido declino del popolazione selvaggia.

In sostanza il successo dell'accoppiamento garantirebbe la diffusione del nuovo gene in tutta la popolazione, ma l'incapacità di sopravvivere ridurrebbe la dimensione della popolazione delle generazioni successive e potenzialmente porterebbe all'estinzione.

Una popolazione ittica in declino avrebbe anche impatti secondari su altre specie acquatiche che si nutrono o dipendono da esso. Anche le popolazioni che non riescono a passare con successo a un'altra fonte di cibo, o quelle la cui sopravvivenza o riproduzione dipende direttamente dalla popolazione in declino, ne soffrirebbero.

Specie invasive di pesci transgenici:

Anche se non si riproducono con parenti selvatici, i pesci transgenici che sfuggono negli ecosistemi naturali potrebbero essere un disturbo ambientale diventando una specie invasiva.

Questo pericolo si verifica principalmente per quei pesci transgenici dotati di nuovi geni che migliorano tali tratti di idoneità come capacità di allevamento e la capacità di resistere a condizioni difficili. L'insediamento di una fiorente popolazione ittica transgenica in un ecosistema in cui non è mai esistito potrebbe spiazzare le popolazioni ittiche native.

Mitigazione del rischio:

È importante notare che gli sviluppatori di pesci transgenici stanno tentando di ridurre o eliminare sia il flusso genico che i rischi di specie invasive sterilizzando i pesci transgenici. La sterilizzazione è relativamente facile e poco costosa, ma i tassi di successo sono molto variabili.

Inoltre, la sterilizzazione non neutralizza necessariamente i rischi ambientali. Gli scienziati accademici osservano che un pesce sfuggito e sterile potrebbe ancora impegnarsi in corteggiamento e comportamento riproduttivo, interrompendo l'allevamento nelle popolazioni selvatiche. Le ondate di pesci sterili sfuggiti potrebbero anche creare interruzioni ecologiche poiché ogni gruppo viene sostituito da un altro altrettanto forte gruppo di pesci sterili transgenici.

Problemi di sicurezza alimentare:

Un importante problema di sicurezza alimentare riguarda la misura in cui il pesce assorbe e immagazzina le tossine ambientali, come il mercurio, i cui alti livelli potrebbero rappresentare un pericolo per gli esseri umani che mangiano il pesce contaminato.

Alcuni scienziati temono che i cambiamenti biologici discreti indotti dal processo di ingegneria genetica possano consentire ai pesci transgenici di assorbire una tossina che i pesci convenzionali non possono assorbire o tollerare meglio i livelli più alti di una tossina già nota come fonte di preoccupazione.

Alcuni scienziati hanno espresso preoccupazione sul fatto che il processo di ingegneria genetica potrebbe aumentare il potenziale allergico del pesce, in particolare attraverso l'introduzione di nuove proteine ​​che non esistevano mai prima nella catena alimentare.

Tuttavia, è ugualmente possibile che l'ingegneria genetica formerà la loro dieta. Le colture di piante geneticamente modificate hanno affrontato proteste in vari paesi in merito alla sicurezza alimentare e ambientale. È necessario regolare gli animali transgenici per il dibattito.