Поставить на карпа: генное редактирование рыб поможет создать новую аквакультуру
- Статьи
- Наука и техника
- Поставить на карпа: генное редактирование рыб поможет создать новую аквакультуру
Российские ученые получили особей карпа с отредактированным геномом. Специалисты отключили у рыб ген миостатина, которой ограничивает увеличение мышечной массы. По расчетам генетиков, это приведет к 20%-ному росту содержания мяса. От этих карпов ученые планируют получит потомство и через два поколения вывести новую товарную линию. Сейчас использование организмов с измененным геномом для сельскохозяйственных целей в России запрещено. Однако, по мнению экспертов, метод генного редактирования принципиально отличается от генной модификации и употребление таких продуктов в пищу абсолютно безопасно. А главным препятствием на пути к внедрению его в практику остается недоверие людей к подобным технологиям.
Карпы с отредактированным геномом
Специалисты Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) получили особей карпов с отредактированным геномом, у которых отключен ген миостатина. Он ограничивает рост мышечной массы у взрослых рыб. В результате, по оценкам ученых, мышечная масса карпов увеличится на 15–20%. Сотрудники института получили не просто лабораторные образцы для исследований, а полноценные организмы, которые будут использоваться для дальнейшей селекции новой товарной линии. Чтобы карпы достигли нужных размеров, им потребуется около полутора лет.
— Мы посмотрели геном этих рыб и увидели в нем те изменения, которые мы и планировали. На следующем этапе мы должны получить потомство от этих особей, все клетки которого будут содержать отредактированный геном. И только после этого мы получим карпа, которого можно будет разводить и есть. Мы найдем рыб, в половых органах которых будут эти мутации, и они станут родителями новой товарной линии. На это понадобится два поколения, — сказал начальник отдела молекулярной генетики ВНИРО Николай Мюге.
В своей работе ученые использовали методику геномного редактирования CRISPR/Cas9, которую называют генетическими ножницами. Она позволяет вносить изменения в геном высших организмов. Воздействие производилось на ген mstn (миостатин). Это обратный регулятор роста мышц, отключение которого приводит к продолжению увеличения мышечной массы после достижения оптимальных размеров рыбы.
— В данной работе редактирующий комплекс для нокаута (отключения) гена миостатина, состоящий из смеси направляющей РНК и белка-эндонуклеазы Cas9, доставлялся в эмбрионы рыб методом микроинъекций. В рамках отработки методики выборка составила 1011 экспериментальных и 580 контрольных рыб соответственно. Наличие событий редактирования было детектировано методами секвенирования, — рассказал Николай Мюге.
Выборка исследованных образцов составила 115 экспериментальных и восемь контрольных рыб. Из 115 образцов события редактирования гена mstn были обнаружены у 12 рыб (10,4%).
По словам разработчиков, это будет первая товарная линия рыбы с отредактированным геном в нашей стране, которая будет обладать улучшенными хозяйственными свойствами. Сейчас в основном исследования проводятся на культурах клеток, реже на некоторых аквариумных видах рыб, таких как, например, данио-рерио. Аналогичные работы в РФ ведутся с козами и свиньями, но пока до реальных результатов еще далеко. Попытки создать аквакультуру с улучшенными свойствами предпринимаются во всем мире. Эксперименты ведутся, однако конечная цель еще не достигнута.
Запрет на генное редактирование в сельском хозяйстве
Сейчас практическое использование растений, рыб и животных с измененным геном в сельском хозяйстве в нашей стране запрещено. Хотя, например, в США и Китае их активно применяют. По нашему законодательству генное редактирование приравнивается к генной модификации. Хотя на самом деле два этих подхода принципиально различаются. Для модификации в геном организма вносится инородная ДНК, а методика CRISPR/Cas9 позволяет производить в генах небольшие изменения, которые практически не отличаются от естественных мутаций.
Исследование ученых ВНИРО проводится на средства гранта Минобрнауки России. «Известия» направили в министерство запрос о возможности разрешения генного редактирования в сельском хозяйстве, однако к моменту публикации материала ответа не получили.
— Данное вмешательство ничего сверхъестественного с рыбой не сделало, просто был отключен миостатин, который останавливал рост мышц (на уровне оптимума). Мышц стало больше, в рыбе стало больше мяса. Не создан новый белок, ничего нового в рыбе не появилось вообще. Просто один ген выключили. Это даже не ГМО, — сказал научный сотрудник Института изучения старения Российского государственного научно-клинического центра РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России Михаил Болков.
В генно-модифицированные организмы добавляют гены, например, для устойчивости к болезням, холоду, пестицидам. Это позволяет выживать урожаю и давать больше прибыли фермерам и животноводам. В ГМО вводят новый ген, здесь же просто отредактировали свой собственный. В данном случае так, чтобы он не читался и эта молекула не синтезировалась. Это полностью безопасно для того, кто эту рыбу съест. Вот для долгожительства рыбы это, возможно, могло бы иметь последствия, но задача стояла вырастить пищу, а не рыбу-долгожителя, пояснил специалист.
Как только появляется технология, связанная с гормональным или генетическим воздействием, сразу возникает предубеждение, считает директор ГБУ КК «Кубаньбиоресурсы» Михаил Чебанов. По его словам, это общемировая проблема.
— Например, прижизненное получение икры у лососевых без забоя рыбы на Западе используется очень ограниченно. Для этого применяют естественные гормоны, чтобы икра сама вытекала, но всё равно это не получило большого распространения. При этом генно-модифицированные продукты используются широко. И если на упаковке будет указана правдивая информация о том, как и где этот товар получен, то на него найдется покупатель, — отметил эксперт.
Если специальные органы проведут экспертизу и аккредитацию генно-отредактированной продукции, то это повысит к ней доверие со стороны потребителей, подчеркнул специалист.
