Genética del Salmón: Un Nuevo Amanecer en la Biotecnología Acuícola

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El Profesor Simon Davies (Editor, International Aquafeed, Profesor de Nutrición y Acuicultura de Peces, Universidad Harper Adams) reflexiona sobre las últimas investigaciones en el área pionera de modificación genética, edición genética y modificación transgénica en alevines de salmón y peces. Reflexiona sobre su extensa investigación y experiencia en la investigación doctoral enfocada académicamente que examinó en Noruega.

 En 2057, los productores de pescado deben aumentar en gran medida la producción para satisfacer la creciente población y la demanda de consumo de productos del mar en unos 60 millones de toneladas.

Como tal, la expansión de la acuicultura depende en gran medida de alevines y alevines de peces de buena calidad para que crezcan bajo una variedad de sistemas de producción en todo el mundo.

Las continuas innovaciones en la cría de peces son necesarias para proporcionar mejores cepas, que pueden adaptarse a nuevas condiciones tales como la contención en sistemas cerrados de recirculación, como RAS y granjas marinas en aguas profundas. Hemos visto grandes avances en genética de peces, con nuevas razas que tienen características de crecimiento superiores, con selección de resistencia y solidez para enfrentar los desafíos de la cría y la creciente amenaza de patógenos emergentes, y la infección de una serie de virus, bacterias y parásitos.

Aunque esta es la base para el desarrollo de todos los nuevos escenarios de acuicultura, como la exitosa tilapia genéticamente masculina YY, desarrollada por FishGen Ltd en Gales, que revolucionó el cultivo de este pez en todo el mundo. Además de la introducción de camarón libre de patógenos específicos (SPF) basado en técnicas avanzadas de selección de EE. UU. Esto se ha vuelto particularmente significativo en las icónicas industrias del salmón y la trucha.

Rutinariamente cultivamos trucha triploide y también salmón triploide, que está siendo examinado como descubrí cuando examiné una tesis doctoral sobre el tema en Noruega en 2016.

Mejora genética, edición de genes y modificaciones transgénicas: ¿qué los diferencia?

La mejora genética del salmón para una variedad de características fenotípicas está ahora muy avanzada y, más recientemente, el trabajo pionero que conduce al salmón OMG (AquaBounty Technologies Inc.), convirtiéndose en el primer animal transgénico aprobado en la legislación que se comercializará en EE. UU

Tales peces transgénicos que incorporan nueva inserción de ADN en su genoma han suscitado cierta controversia, pero muchos lo aceptan poco a poco y pueden ser líderes para criar salmones de crecimiento más rápido que alcanzan su tamaño de cosecha en la mitad del tiempo, con la ventaja adicional de tener un alimento superior utilización en términos de asimilación de proteínas y energía y mayor eficiencia de conversión alimenticia.

Ahora el advenimiento de tecnologías más refinadas, como la edición de genes, ofrece una dimensión completamente nueva en la modulación de la expresión del genoma del salmón. Esto se basa en el refinamiento de la composición genética existente y mediante una regulación cuidadosa de la transcripción de genes específicos a través de herramientas de edición molecular. De esta manera, podemos crear alteraciones deseables, sin introducir ADN extraño en el producto final. Aunque, en mi opinión, no hay nada fundamentalmente erróneo en agregar ADN, la edición de genes no implica tal proceso y el salmón sometido a esta técnica no se clasificará como genéticamente modificado en la definición normal.

Esto contrasta con la modificación transgénica, donde se introducen nuevos genes (a veces de otras especies) y la interferencia de ARN (ARNi), donde se agrega ADN para desactivar o «atenuar» la expresión génica para permitir varios procesos metabólicos en el salmón. controlado como la tolerancia a la temperatura y la tasa de crecimiento en las operaciones intensivas típicas.

Tecnología de punta que utiliza  tijeras moleculares para detectar alteraciones en la secuencia de ADN

Sin lugar a dudas, la edición de genes tiene el potencial de hacer contribuciones inestimables al cultivo de peces y camarones, con el salmón liderando el camino con nuevas iniciativas promovidas actualmente por Benchmark Holdings (programa SalmoBreedTM) para la tecnología de edición de genes, aumentando la resistencia contra el virus de la anemia infecciosa del salmón (ISA).

Esto es gracias a un reciente a BBSRC (Biotechnology and Biological Sciences Research Council) Premio de Asociación Industrial dirigido por el profesor Ross Houston, y sus colegas en el Instituto Roslin, Escocia, junto con sus colegas en Noruega. La edición del genoma tiene la capacidad de aumentar rápidamente la velocidad a la que se puede producir salmón resistente a enfermedades en comparación con los programas de cría selectiva.

Utiliza sistemas enzimáticos como CRISPR / Cas9 y TALEN para realizar alteraciones precisas y específicas en la secuencia de ADN. Esta es realmente una tecnología de vanguardia y es análoga al corte preciso ‘de tijera molecular’ de componentes genéticos in situ. Estas enzimas clasificadas como nucleasas causan roturas de doble cadena (DSB) específicas del sitio en ubicaciones específicas en el genoma.

Las roturas inducidas de doble cadena se reparan a través de unión final no homóloga (NHEJ) o recombinación homóloga (HR), produciendo mutaciones dirigidas (‘edits’) que pueden modificar la expresión génica en el salmón. Este enfoque novedoso nos permite inactivar o suprimir genes del salmón para producir rasgos deseables, tanto desde una perspectiva biótica, abiótica y de tolerancia al medio ambiente / estrés con enormes implicaciones para la bioquímica nutricional, la fisiología y la inmunología. Aunque técnicamente es el mismo proceso que la cría tradicional de salmón, es mucho más eficiente que el enfoque de cirugía de «ojo de cerradura» para manipular la expresión del código genético traducido en proteínas funcionales en el núcleo de las vías metabólicas en esta especie.

Un nuevo amanecer en la biotecnología acuícola

No cabe duda de que la edición de genes es el mayor avance en la biotecnología de la acuicultura durante décadas. Además, solo lleva de unos pocos meses a algunos años desarrollar la edición de genes para alcanzar los objetivos deseados, a diferencia de los cambios incrementales en el tiempo con la metodología tradicional de cría de peces, además de los muchos años (hasta 15) que puede tomar para cumplir con numerosas barreras regulatorias con peces transgénicos. La edición genética está a la par de la cría tradicional, por lo que no existe una necesidad real de evaluar los productos que se originan en la edición genética bajo el marco regulatorio existente o ¿existe?

«Los pioneros de la acuicultura de la próxima década deben adherirse estrictamente a la ciencia, y no ser dirigidos por la opinión pública y los medios mal informados».

Los investigadores que transforman animales con las últimas herramientas de ingeniería del genoma pueden decepcionarse con las reglas preliminares publicadas por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. El 18 de enero de 2017, que pueden imponer nuevos tipos de estatutos, dos días antes de que el presidente estadounidense Barack Obama dejara el cargo . Todavía no está claro cómo la administración del presidente Donald Trump llevará las propuestas a su primer mandato, pero obviamente habrá mucho más debate antes de que tales peces entren en la cadena alimentaria.

Conclusión

La edición genética se puede ver, en mi opinión, como un camino rápido para cumplir con los mismos requisitos de objetivos finales para los rasgos deseables para el salmón cultivado, como en los métodos convencionales de selección. Aunque es probable que se justifiquen nuevas terminologías para los minoristas para promover este tipo de producto en la práctica. Habrá una necesidad de salvaguardar la tecnología y promover la confianza del consumidor y la aceptación de estos productos pesqueros, esto se hará defendiendo la confiabilidad, transparencia y cumplimiento con los más altos estándares de bienestar animal y calidad del producto para el salmón.

La genética avícola es muy avanzada, pero un mejor conocimiento de la genética del salmón abrirá una nueva frontera para la acuicultura. La edición de genes se ha descrito como el equivalente de la biología molecular de la «carrera lunar» y veo muchas ventajas que incluso pueden llevar nuestra imaginación a infinitas posibilidades.

Existe una ventaja competitiva en el sector privado, que fomenta la innovación y la empresa. Las empresas estadounidenses y los gobiernos extranjeros, por ejemplo, han invertido mucho en tecnologías de edición de genes. Los países asiáticos SE como Corea del Sur y China también han invertido grandes sumas de dinero en este sector. Todavía pueden existir desafíos por delante para la investigación y las aplicaciones en la UE y publicar Brexit Britain, pero debemos ser audaces y solidarios.

Los pioneros de la acuicultura de la próxima década deben adherirse estrictamente a la ciencia y no ser dirigidos por la opinión pública y los medios mal informados. Soy muy optimista de que la tecnología de edición de genes superará la prueba y se establecerá firmemente en primer lugar con el salmón y este conocimiento a su vez se transferirá a otras especies cuando los beneficios se puedan ver tanto a nivel económico como social.

Fuente: International Aquafeed

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