پرورش حیوانات بزرگ‌تر و سالم‌تر با تکنیک کریسپر

ابزار ویرایش ژن کریسپر (CRISPR) در 10 سال گذشته خبرساز شده است، زیرا دانشمندان نشان دادند که می توان از آن برای تغییر آسان ژنوم یک موجود زنده و تقویت ویژگی های فیزیولوژیکی آن استفاده کرد.

به گزارش تکناک، این فناوری در نهایت می تواند مراقبت های بهداشتی را متحول کند. ما شاهد استفاده تجربی از کریسپر برای درمان کودکان مبتلا به سرطان هستیم. برای بسیاری از بیماری های ژنتیکی در حال بررسی است و سال گذشته، یک شرکت از کریسپر برای درمان زنی با کلسترول بالا استفاده کرد.

اما کریسپر همچنین می تواند کشاورزی از جمله آبزی پروری را متحول کند. در حوزه علوم زیستی محققان اخیرا در مطالعه ای با استفاده از این روش ژن تمساح را در گربه ماهی وارد کردند. هدف آنها این نبوده که این ماهی را تمساح کنند، بلکه محققان می خواستند گربه ماهی ها را در برابر بیماری مقاوم کنند زیرا به نظر می رسد که تمساح ها استعداد خاصی برای مبارزه با عفونت ها دارند.

حتی یک دست انداز کوچک در سازگاری می تواند عواقب بزرگی برای پرورش ماهی داشته باشد. طبق گزارشات رسمی، حدود 40 درصد از ماهی‌های پرورشی در سراسر جهان قبل از برداشت می‌میرند. تصور کنید بتوانید حتی از بخشی از این ضرر جلوگیری کنید.

این اولین بار نیست که دانشمندان سعی می کنند ژنوم حیوانات مزرعه را تغییر دهند. البته کشاورزان از پرورش گزینشی برای ساختن حیوانات بزرگ، عضلانی و مطیع برای تولید نسل استفاده کرده‌اند. اما ابزارهای ویرایش ژن مانند کریسپر باید به آنها اجازه دهد تا روند را به سرعت پیش ببرند.

کریسپر پیشرفت بزرگی را نسبت به ابزارهای قبلی ویرایش ژن ارائه می دهد. برای شروع، استفاده از آن نسبتاً ارزان، سریع و آسان است. اشکال جدیدتر کریسپر به دانشمندان این امکان را می دهد که کارهای بیشتری روی ژنوم انجام دهند. برخی از اشکال به ما اجازه می دهند تا حروف پایه DNA را تغییر دهیم، مانند تعویض C با T. برخی دیگر به ما اجازه می دهند ژن های کاملاً جدیدی را وارد کنیم.

بنابراین شاید تعجب آور نباشد که دانشمندان آزمایش کریسپر را در حیوانات مزرعه آغاز کرده اند. یکی از اهداف محبوب ژنی به نام میوستاتین است که پروتئینی را کد می کند که رشد عضلات را کنترل می کند. تداخل با این ژن می تواند منجر به رشد بیش از حد عضلات شود. به عبارت دیگر، در نهایت با حیوانات بزرگ و عضلانی مواجه می شوید و در نهایت، گوشت بیشتر.

دانشمندان قبلاً تکنیک کریسپر را برای تولید گاو، خوک، گوسفند، خرگوش و بز فوق عضلانی آزمایش کرده بودند. این مطالعات نتایج کاملی نداشته اند. بسیاری از حیوانات از دوران نوزادی جان سالم به در نبردند و بسیاری از آنها زبان های بزرگ و عجیبی داشتند.

تحقیقات در مورد ماهی نیز به خوبی در حال انجام است. دانشمندان ژاپنی با استفاده از تکنیک تغییر ژنوم میوستاتین، ماهی شانک را تغییر دادند و ماهی ای تولید کردند که بزرگ‌تر و سنگین‌تر از حالت نرمال بود و علی‌رغم اینکه با مقدار غذای مشابه نسبت به همتایان اصلاح‌نشده خود تغذیه شده بود، 17 درصد عضله بیشتری داشت.

البته رویکردهای مشابهی برای تقویت ماهی کپور، تیلاپیا، گربه ماهی و سایر حیوانات آبزی از جمله صدف استفاده شده است. محققان دیگر در حال آزمایش روش‌های مختلف استفاده از کریسپر برای تقویت مقاومت در برابر بیماری یا تولید ماهی آزاد هستند که امگا 3 بیشتری تولید می‌کند.

شما هنوز حیوانات کریسپر را به عنوان محصولات در قفسه های سوپرمارکت پیدا نخواهید کرد. اما برخی به طرز قابل توجهی به این اتفاق نزدیک هستند. در سال 2021، ژاپن فروش دو ماهی را با ویرایش کریسپر تایید کرد. یکی از آنها ماهی شانک و دیگری یک ببر ماهی بادکنکی است که برای سنگین‌تر بودن طراحی شده است.

محققانی که در مورد گربه ماهی تراریخته تحقیقات انجام می دهند امیدوارند که تایید آن را برای تولید تجاری در ایالات متحده بگیرند. اما ممکن است کمی طول بکشد. تنها یک ماهی اصلاح‌شده ژنتیکی تاکنون برای فروش در ایالات متحده تأیید شده است و دهه‌ها طول کشید تا به آن نقطه برسد.

ماهی قزل آلا AquaAdvantage دارای تغییرات ژنتیکی است که باعث بزرگتر شدن آن می شود. سیلویا وولف، مدیرعامل و رئیس شرکت تولیدکننده این ماهی، می‌گوید: نتیجه این اصلاحات ، 25 درصد غذای کمتر برای رسیدن به اندازه نرمال است.

این شرکت اولین ماهی دستکاری شده ژنتیکی خود را در سال 1992 ساخت. اما تا سال 2021 وارد بازار ایالات متحده نشد. ولف می‌گوید: برای یک شرکت استارت‌آپی که در سال 1991 تأسیس شد، بیش از 30 سال طول کشید تا ماهی قزل آلا اقیانوس اطلس نوآورانه خود را با هزینه بیش از 100 میلیون دلار به بازار عرضه کند.

تأیید خوک‌های اصلاح‌شده ژنتیکی، جدول زمانی مشابهی داشت. در سال 2001 بود که شرکت PPL Therapeutics (که اکنون به عنوان Revivicor شناخته می شود) خوک هایی را ایجاد کرد که به طور ژنتیکی فاقد قندی به نام آلفا گال بودند. هدف اصلی این شرکت استفاده از خوک‌ها برای رشد اندام‌هایی است که می‌توان آن‌ها را به افرادی پیوند زد که سیستم ایمنی آن‌ها احتمالاً عضوی را که این قند را در سلول‌هایش دارد پس می‌زند.

اما در سال 2020، FDA این حیوانات را برای مصرف انسان تایید کرد. طبق گزارش FDA، این محصولات شامل گوشت خوک اصلاح شده ژنتیکی است، که می تواند برای افرادی که به آلفا گال حساسیت دارند بی خطر باشند و در ابتدا فقط از طریق پست در دسترس خواهند بود.

پیش بینی سرعت پیشرفت حیوانات کریسپر در فرآیند تأیید ایالات متحده دشوار است. اما آنها در راه هستند.