Transgena fiskar: Betydelse, utveckling och tillämpning

I denna artikel kommer vi att diskutera om: - 1. Betydelse av transgena fiskar 2. Utveckling av transgena fiskar 3. Kontrollerad transgenisk fisk och foderkultur 4. Genöverföringsteknik för utveckling 5. Ansökningar 6. Miljöhänsyn 7. Transgenisk fisk kan hota Vilda populationer 8. Transgena fiskinvasionella arter.

Betydelse av transgena fiskar:

En transgen fisk är en som innehåller gener från en annan art. En transgen fisk är en förbättrad mängd fisk som förses med en eller flera önskvärda främmande gen i syfte att förbättra fiskens kvalitet, tillväxt, resistans och produktivitet.

Typiskt isoleras gener av en eller flera givararter och splitsas till artificiellt konstruerade infektiösa medel, vilka verkar som vektorer för att bära generna i cellerna hos mottagartygen. En gång inuti en cell kommer vektorn som bär genen att sätta in i cellens genom.

En transgen organism regenereras från varje transformerad cell (eller ägg, när det gäller djur), som har tagit upp de främmande generna. Och från den organismen kan en transgen sort födas. På detta sätt kan gener överföras mellan avlägsna arter, som aldrig skulle gå i gräns i naturen.

Tillämpningen av genetisk teknik på djur, som potatis med inbyggd insekticid, kan ge många fördelar, bland annat möjligheten till säkrare, billigare livsmedelsförsörjning och skapandet av nya källor för otillräckliga farmaceutiska resurser.

Med utvecklingen inom genteknik har tillämpningen av dess kommersiella användning också ökat. Vattendjur är konstruerade för att öka vattenbruksproduktionen.

Användningen av genteknik och rDNA-teknik har gjort mirakel inom medicinsk och industriell forskning. Den transgena fisken främjas som de första omsättbara transgena djuren för konsumtion.

En av de viktigaste aspekterna mellan fisk och andra markdjur för odling och genetisk förbättring är att fiskar vanligtvis har högre nivåer av genetisk variation och därmed fler områden för val än de flesta däggdjur eller fåglar.

Med hjälp av genöverföringstekniken har forskare nu skapat en genetiskt modifierad mängd Atlantisk lax som växer till marknadsstorlek på cirka 18 månader, annars tar fisken cirka 24-30 månader för att bli fisken på marknaden. Det hoppas också att vi nu kan modifiera ett stort antal fiskar med snabbväxande egenskaper och ta med Blue Revolution.

Följande är de viktiga punkterna för genteknik (genöverföring) för att producera transgen fisk:

(1) En gensekvens är att isolera för de speciella egenskaperna; till exempel tillväxthormongenen.

(2) Dessa gener (gensekvens) införs därefter i ett cirkulärt DNA känt som plasmid Vector (enzymer endonukleaser och ligaser används).

(3) Plasmider skördas i bakterierna till producerade miljarder kopior.

(4) Plasmider införs i linjärt DNA. Det linjära DNA kallas ibland en genkassett eftersom den innehåller flera uppsättningar av genetiskt material utöver den nya infogade genen. till exempel tillväxthormongenen. Tekniken är tillgänglig för att integrera gener i kimlinjen för att utveckla individ (fisk) och slutligen överföras till ytterligare generationer.

(5) Gör kassetten till en permanent del av fiskens genetiska smink.

Utveckling av transgena fiskar:

Utveckling av transgen fisk har fokuserat på några få arter, inklusive lax, öring, karp, tilapia och några andra. Lax och öring är kontanta grödor medan de andra främst ger proteinkällor. För närvarande arbetar cirka 40 eller 50 laboratorier runt om i världen på utvecklingen av transgena fiskar.

Omkring ett dussin av dem finns i USA, ett dussin i Kina och resten i Kanada, Australien, Nya Zeeland, Israel, Brasilien, Kuba, Japan, Singapore, Malaysia och flera andra länder. Några av dessa laboratorier är associerade med företag som förväntar sig att kommersialisera sin fisk inom några år.

Många av de utvecklade fisken modifieras för att växa snabbare än deras vilda eller traditionellt uppfödda vattenbruk syskon.

Snabbare tillväxt uppnås vanligtvis genom att överföra en fisktillväxthormongen från en fiskart till en annan. Den snabbare växande fisken når inte bara marknadsstorleken på kortare tid, de matar också mer effektivt. Örontillväxthormon (GH) användes för att producera transgen karp med förbättrade förbandningsegenskaper. Sådan transgen karp rekommenderas för produktion i jorddammar.

Transgenisk lax:

Atlantslaksen är konstruerad med en stilla lax, tillväxthormon som drivs av den arktiska frostskyddsmedelsgenen. Den snabba tillväxten av den transgena laxen uppnås, inte så mycket av det transgena tillväxthormonet som av antifrostgenpromotorn som fungerar i det kalla vattnet som är önskvärt för laxaroma.

Devlin (1994) forskare med Fisheries & Oceans, Kanada, i västra Vancouver, British Columbia har modifierat tillväxthormongenen i Coho lax genom att utveckla en genkonstruktion där alla genetiska elementen härrör från sockeye lax.

Den transgena Coho växte i genomsnitt 11 gånger snabbare än omodifierad fisk och den största fisken växte 37 gånger snabbare. Tillväxthormonnivåerna i transgena fisken är höga året runt, snarare än att falla ut på vintern som förekommer i vanlig lax. Devlin (2001). Den modifierade laxen är tillräckligt stor för att kunna marknadsföras efter ett år, i motsats till vanlig odlad lax som inte når marknadsstorlek i minst tre år.

Transgena Tilapia:

Tilapiafisk, som är infödd till Afrika, odlas världen över som "fattig mans mat", enbart för karp som varmvattenfisk och överskrider produktionen av atlantisk lax (vars marknadsvärde är dubbelt så stort som tilapia). Tilapia har varit omfattande genetiskt modifierad och främjad som en transgen fisk exklusiv för isolerad eller innehållen produktion.

Transgena tilapia, som modifieras med gristillväxthormon, har tre gånger större än sina icke-transgena syskon. Tilapia, genetiskt modifierad med humant insulin, växte snabbare än icke-transgena syskon, och kan också fungera som en källa till ölceller för transplantation till humana individer.

Transgenic Medaka Fish:

Purdue djurforskare Muir och Howard (1999) använde små japanska fiskar, Oryzias latipes kallade medaka för att undersöka vad som skulle hända om man med akas genetiskt modifierad med tillväxthormon från atlantisk lax. Infogning av en genkonstruktion bestående av det humana tillväxthormonet som drivs av laxtillväxtpromotorn i medaka producerade den transgena medakaen.

Livskraften hos grupper av modifierad och konventionell fisk mättes vid 3 dagar och 30 procent färre transgena fisk överlevde till den åldern. Forskarna beräknade att stora män hade en fyrfaldig parningsfördel, baserat på observationer av vildtyp medaka. I ett annat experiment infördes silkmotgener i Medaka-fisk för att skapa resistens mot bakteriepatogener.

Transgenic Zebra Fish:

Den lilla zebrafisken (Bmchydanio rerio) som lever i akvarier, modifierades genetiskt för att producera ett fluorescerande rött pigment, och marknadsförs som ett husdjurs akvariedjur, "guldfisken".

Guldfisken orsakade en rörelse i Förenta staterna, eftersom reglering av sådana transgena husdjur är skumma och inget av de stora regleringsorganen: Food and Drug Administration (FDA), USA: s Department of Agriculture (USDA) eller Environmental Protection Agency (EPA) varit villig att ta ledningen för att reglera guldfisken (även om USDA hanterar sällskapsdjur).

Guldfisken är tillgänglig för försäljning från den 5 januari 2004 utan myndighetsgodkännande i USA (fig 43.1).

Gong (2003) utvecklade nya sorter av zebrafisken. Tre fluorescerande proteiner med "levande färg", grönt fluorescerande protein (GFP), gult fluorescerande protein (YFP) och rött fluorescerande protein (RFP eller dsRed) uttrycktes under en stark muskelspecifik mylz2-promotor i stabila linjer av transgen zebrafisk.

Dessa transgena zebrafiskar med ljusa fluorescerande färger (grön, gul, röd eller orange) fluorescerande proteiner kan ses med nakna ögon under både dagsljus och ultraviolett ljus i mörkret. Det gröna fluorescerande proteinet (GFP) isoleras ursprungligen från maneterna (Aequorea tictoria).

Transgenisk vanlig karp:

Thomas T. Chen, chef för bioteknikcentret vid University of Connecticut, Storrs, överförde till ett vanligt karp tillväxthormon-DNA från regnbågeöring smält till en sekvens från ett aviärt sarkomvirus.

Det genetiska materialet injicerades i friska karpägg med mikroinjektion. Avkomman från den första generationen transgen fisk växte 20 till 40% snabbare än sina omodifierade syskon. Chen utvecklar också transgena havskatt, tilapia, randig bas, öring och flundra.

Forskningsassistent Amy J. Nichols och professor Rex Dunham (1999) i avdelningen för fiske och allierat vattenbruk vid Auburn University, Auburn, Ala., Har utvecklat transgen karp och havskatt som växer 20 till 60% snabbare än standard uppfödda sorter.

De använder mikroinjektion och elektroporation för att injicera en annan kopia av en fisktillväxthormongen till friska fiskägg. Tillväxten av den resulterande modifierade karpen och havskatt stimuleras av extra fisktillväxthormon.

I Indien initierades forskning i transgen fisk i Madurai Kamaraj University (MKU), Centrum för cellulär och molekylärbiologi (CCMB), Hyderabad och National Matha College, Kollam med lånade konstruktioner från utländska forskare.

Den första indiska transgena fisken genererades i MKU 1991 med hjälp av lånade konstruktioner. Forskare i Indien har utvecklat experimentell transgen av rohu fisk, zebra fisk, havskatt och singhi fisk.

Gener, promotorer och vektorer av ursprungsprung är nu tillgängliga för endast två arter, nämligen rohu och singhi för teknisk tillväxt. Transgena rohu som nyligen producerats från inhemsk konstruktion vid Madurai Kamaraj University har visat sig vara åtta gånger större än kontroll syskonen. Denna transgena rohu uppnår 46 till 49 gram kroppsvikt inom 36 veckor efter dess födelse.

Auto-genmodifiering:

Indiska forskare koncentrerar sig på att utveckla transgen fisk genom auto-transgenes, vilket innebär att bara öka kopiorna av tillväxthormongen närvarande i en fisk i motsats till allotransgenes som överför gener av olika arter.

Ökningen av tillväxthomongener leder till en ökning av köttinnehållet. Indiska forskare anser att auto-transgenes är säkrare och mindre kontroversiell. Enligt TJ Pandian i biovetenskapskolan i Madurai Kamaraj University är generations tiden för de flesta fiskarter kortare och avelsfrekvensen är relativt högre.

En enda kvinna kan producera flera hundra eller tusen ägg och ger sålunda ett större antal genetiskt identiska ägg. Dessutom är den viktigaste fördelen att befruktningen är extern och kan lätt kontrolleras av experimentell manipulation.

Enligt Pandian var "den begränsade tillgängligheten av transgener av piskint ursprung, den största hindren i produktion av transgen fisk. Men med framsteg inom molekylärbiologi, mer än. 8500 gener och cDNA-sekvenser av piscine ursprung har isolerats, karaktäriserats och klonats i världen. "

Kontrollerad kultur av transgen fisk och foder:

Dammkultur är effektiv för karp och tilapia, men svårare med lax och öring. För närvarande är dammkulturen lämplig för karp och tilapia eftersom fisken är vegetarianer, köttätande lax och öring beror på en kost av fisk och fiskmjöl men den globala beståndet av foderfisk har minskat och lämpliga vegetabiliska köttbytar måste hittas.

Atlantisk lax (som typiska kallvattenkarnivor) kan inte frodas på en rapsolja, men fisken kan uppnå mognad om den är färdig med fiskoljor minst 20 veckor i slutet av sin mognadscykel.

GM-rapsolja med förbättrad produktion av långkedjiga fettsyror föreslås fungera som foder för dammodlad fisk. Och glyfosattolerant GM-canola-måltid har uttalats väsentligen ekvivalent med icke-GM-canola som foder för regnbågeöring.

Genöverföringsteknik för utveckling av transgena fiskar:

De vanligaste metoderna inom fiskbioteknik är kromosommanipulation och hormonbehandling, som kan framställas triploid, tetraploid, haploid, gynogenetisk och androgenisk fisk.

Andra populära metoder för genöverföring i fisk är mikroinjektion, elektroporation av spermier, elektroporering av ägg och inkubation av spermier. Följande är de viktigaste stegen i genöverföring för utveckling av transgen fisk.

A. Framställning av DNA-konstruktion:

Önskad transgen bör vara en rekombinant gen eller DNA-konstruktion, vilken är konstruerad i plasmid som innehåller ett lämpligt promotor-förstärkningselement och en strukturell DNA-sekvens.

De främmande generna introduceras typiskt med starka genetiska signaler, promotorer och / eller förstärkare som möjliggör att de främmande generna uttrycks på mycket höga nivåer kontinuerligt (eller konstitutivt), effektivt placera dessa gener utanför cellens normala metaboliska reglering och av den transgena organismen som härrör från den transformerade cellen.

Det finns tre huvudtyper transgener:

(1) Gain-of-Function:

Dessa transgener kan öka särskild funktion i transgen individuell efter deras uttryck. Till exempel tillväxthormongener från däggdjur och fisk kopplade till lämpligt promotor-förstärkningselement och en strukturell DNA-sekvens för att producera GH-transgen.

Denna GH-transgen när den uttrycks i transgena individer ökar produktionen av tillväxthormon som leder till ökad tillväxt av transgena djur.

(2) Reporterfunktion:

Dessa transgener kan identifiera och mäta styrkan hos promotor-förstärkningselementet.

(3) Funktionsförlust:

Denna transgen används ännu inte för modifiering av transgen fisk. Sådana transgener används för att störa uttrycket av värdgener. Promotorförstärkningselementen av transgener är kopplade till en tillväxthormongen av fisk.

Därför innehåller transgena fisk extra DNA-sekvenser som ursprungligen härrör från samma art. Genkonstruktion införs sedan i befruktat ägg eller embryo, så att transgen kopplas till genom av varje cell av ägg eller embryo.

B. Genöverföring av mikroinjektion:

Mikroinjektion är mest framgångsrik och allmänt använd teknik för genöverföring i fisk. En metod för mikroinjektionsteknik innefattar användningen av en fin injektionsnål för införande av DNA i skuren plats i cellen. Samtidigt förstörs de celler som är i direkt kontakt med det injicerade DNA.

För att säkerställa integrationen av DNAet bör det injiceras till intakta celler nära den klippta platsen. Injektionsapparaten består av ett dissekerande stereomikroskop och två mikromekanipulatorer, en med en glasmikrofåll för att leverera transgen och andra med en mikropipett för att hålla fiskembryon på plats (fig 43.2).

Framgången med mikroinjektionsteknik beror på naturen hos äggkörjon. Den mjuka korionen underlättar mikroinjektionen medan den tjocka korionen begränsar förmågan att visualisera målet för injektion av DNA. I många fiskar (Atlantisk lax och regnbåge) blir äggkorgen hård och hård strax efter befruktningen eller att komma i kontakt med vattnet och ger svårighet att injicera DNA.

Men med hjälp av följande metoder kan du lösa detta problem:

(1) Genom att använda mikropylen (en öppning på äggytan för spermiering under befruktningen) för att införa injektionsnålen.

(2) Genom att använda mikrokirurgi för att göra en öppning på korionen.

(3) Genom att smälta korionen med enzymer.

(4) Genom att använda 1 mM glutation för initiering av befruktning och reducering av kororns hårdhet.

(5) Genom direkt injektion till de obefintliga äggen.

En annan teknik för genöverföring är intra-nukleär mikroinjektion, vilket innebär direkt fysisk tillvägagångssätt med en fin nål för att leverera DNA till cell eller till och med kärnor.

För att underlätta hastigheten av mikroinjektion kan protoplaster med delvis reformerad cellvägg fästas på en fast bärare med konstgjort bunden substrat utan att skada cellerna. Fast stöd kan vara av glasskyddsglas eller glidbanor.

Steg för mikroinjektionsteknik:

(1) Önskade ägg och spermier lagras separat vid optimala förhållanden.

(2) Lägg till vatten och spermier och initiera befruktningen.

(3) Tio minuter efter befruktningen dekoreras ägg genom trypsinisering.

(4) Befödda ägg mikroinjektioneras med önskat DNA bara inom några timmar av befruktning. DNA släpps in i mitten av germinalskivan till den första klyvningen i dekarionerade ägg. Den tid som finns tillgänglig för mikroinjektion är första 25 minuter och detsamma mellan fertilisering och första klyvning.

(5) Efter mikroinjektion inkuberas embryonerna i vatten tills luckningen äger rum.

Överlevnadshastigheter för mikroinjicerade fiskembryon verkar vara ungefär 30-80% beroende på fiskarterna.

Fördelar med mikroinjektionsteknik:

Denna teknik har följande fördelar:

(1) Optimal mängd DNA kan levereras per cell, vilket ökar möjligheterna till integrativ transformation.

(2) Leveransen av DNA är exakt, även i kärnor i målcellen, vilket förbättrar möjligheterna för integrerad transformation igen.

(3) Den lilla strukturen kan injiceras.

(4) Det är en direkt fysisk inställning, det är därför ett oberoende värdområde.

Nackdelar med mikroinjektionsteknik:

(1) En enda cell kan injiceras i taget, varför det är tidskrävande process.

(2) Det kräver avancerade instrument och specialkunskaper.

(3) Begränsad embryonstid begränsar injektionen till fler ägg och en låg omvandlingshastighet.

C. Genöverföring genom elektroporation:

Det är en enkel, snabb, effektiv och bekväm metod för överföring av gen. Denna metod innefattar en elektrisk puls för att leverera DNA till celler (fig 43.3). Cellerna utsätts för en kort elektrisk chock, vilket gör cellmembranet temporärt permeabelt för DNA.

Det önskade DNA-fragmentet placeras i direktkontakt av protoplastmembran, som kommer in i cellen vid elektrisk chock. Hål kan skapas som ett resultat och stabiliseras av en gynnsam
dipolinteraktion med elektriskt fält.

Elektroporation involverar en kedja av elektriska pulser för permeation av cellmembran, varigenom införsel av DNA i befruktade ägg. Graden av DNA-integration i elektroporerade embryon är mer än 25% är den överlevande frekvensen, vilket är något högre jämfört med mikroinjektioner.

Fördelar med elektroporationsteknik:

(1) Det möjliggör samtidig införsel av DNA-konstruktioner.

(2) Det är mer lämpligt för dessa arter, som har mycket små ägg för mikroinjektion.

(3) Denna metod kräver ingen specialkunskap.

D. Antifreeze Protein Gene Transfer:

Många teleost som lever i iskallt havsvatten i Polarregionen producerar frostskyddsmyrokoproteiner (AFGP) eller frostskyddsproteiner (AFP) i deras serum för att skydda dem från att frysa. Detta protein sänker frysningstemperaturen för lösningen utan att ändra sin smältningstemperatur.

Termisk hysteres, skillnaden mellan frysning och smältningstemperatur, är en unik egenskap hos dessa proteiner. AFP och AFGP har visats binda till iskristaller och hämma iskristalltillväxt.

Trots deras liknande frostskyddsmedel är dessa proteiner ganska olika i sina proteinkonstruktioner. Det finns en typ av AFGP och tre typer AFP. Nyligen den fjärde typen AFP har också rapporterats i longhorn sculpin.

Atlanterhavslaks Salmo salar, saknar någon av dessa AGFP eller AFP-genen / generna och kan inte överleva i havsvattentemperaturen under noll. En oförmåga att tolerera temperaturer under - 0, 6 ° C till - 0, 80 ° C är ett av de största problemen med havsodling på norra Atlantkusten. Hew och hans medarbetare utvecklade frostskyddssäker atlantlaks som innehåller AFP- eller AFGP-generna genom att använda genöverföringsteknik.

De använde genomisk klon (2A-7) som kodade för den huvudsakliga lever-typen AFP (wflAFP-6, tidigare känd som (HPLC-6) från vinterflundra (Pleuronectus amaricanus) användes som en kandidat för genöverföring.

Flounder AFP hörde till typ I AFP som är små polypeptider och höga i alanin och spiralformigt innehåll. Flounder AFPs är fleragener av 80-100 kopior som kodar för två olika isoformer, nämligen levertyp och AFP-typ av hudtyp.

Lever-AFP-typerna, såsom wflAFP-6 eller wflAFP-8 (HPLC-8), syntetiseras uteslutande i levern som prepro AFP. I kontrast uttrycks AFP-typ av hudtyp, inklusive wfsAFP-2 och wfsAFP-3, i stor utsträckning i många perifera vävnader som intracellulära mogna AFP.

E. Växthormongenöverföring:

Nyligen har forskare utvecklat en "all fish" -tillväxthormonmodell. De har klonat och sekvenserat gräskarpen och den gemensamma karpkarbonanhydras (CA) -genen och tillväxthormongenen Hew et al., (1992). Gräs-CA-genen (beta-aktin) -promotorn har kopplats till ett gräskarp-tillväxthormon-cDNA för att bilda en högeffektiv expressionsvektor som kallas pCAZ.

Genom att använda CAT-genen som receptorgen mikroinjicerades ett pCA-gräskarptillväxthormon till befruktad, icke-aktiverad vanlig karp via mikropilen, vilket genererade "all fish" transgen karp. Närvaron av transgen detekterades genom revers transkriptas PCR och Northern blotting. Dessa transgena fisk visade ungefär 137% hög tillväxt av kontrollen.

F. Sjukdomsresistens Genöverföring:

I Kina piloterade forskare ett genstödande motstånd mot gräskarphemoragisk virus (GCHV). Elva olika genfragment som kodar för protein klonades och isolerades från translation in vitro genom användning av GCHV genomiska enkla genfragment.

Baserat på informationen av kapsidprotein SP6 och SP7-gen-cDNA, syntetiserades 3 oligonukleotider och smältes med SV40 MT-promotor och överfördes till gräskarpcytokininducerad mördare (CIK) -celler via en konstruerad expressionsvektor och transfekterades med GCHV. Resultatet indikerade att mortaliteterna reducerades med en ordning efter utmaning med viruset.

Tillämpningar av transgena fiskar:

Transgenisk fisk kan användas bättre för följande ändamål:

(1) För att öka fiskproduktionen för att möta den växande på grund av efterfrågan på mat på grund av ökningen av världsbefolkningen.

(2) För produktion av farmaceutiska och andra industriprodukter från piscine ursprung.

(3) För utveckling av transgena naturliga glödfiskar för akvarium.

(4) Som biosensorer för övervakning av vattenföroreningar.

(5) För isolering av gener, promotorer och syntes av effektiva genkonstruktioner.

(6) För undersökningar i embryonala stamceller och in vitro-embryoproduktion.

(7) För framställning av frostskyddande protein.

Miljökonsekvenser om transgena fiskar:

De primära miljöhänsynen om utsläpp av transgen fisk innefattar till exempel konkurrens med vilda populationer, transgenas rörelse i vildgenpoolen och ekologiska störningar på grund av förändringar i byte och andra nischbehov i den transgena variationen jämfört med vilda populationer.

Transgena fiskar kan hota vilda populationer:

West Lafayette, Ind. - Purdue University forskare har funnit att frisläppande av en transgen fisk till naturen kan skada inhemska populationer till och med utrotningsplatsen. Transgena fiskar kan utgöra ett signifikant hot mot infödda vilda djur.

"Transgeniska fiskar är typiskt större än det inhemska beståndet, och det kan ge en fördel att locka kompisar", säger Muir. "Om, liksom i våra experiment, den genetiska förändringen också minskar avkommans förmåga att överleva, skulle ett transgen djur kunna ge en vild befolkning till utrotning på 40 generationer".

Även vid kanadensiska forskningsanläggningar vidtas försiktiga försiktighetsåtgärder för att förhindra frisättning av transgen fisk i miljön. Fisken uppkommer ofta i dammar täckta med nät för att hålla fåglar ute. Inhägnad av elektriska staket för att hålla muskratar, tvättbjörnar och människor ut; och uttagen är utrustade med avskärmade avlopp för att förhindra förlust av små fiskar eller ägg.

Genflöde:

En av de större miljöproblemen som uppkommer av transgen fisk är möjligheten att en transgen art upptagen i öppna vattenpennor kommer att flyga och sprida nya egenskaper i ekosystemet genom uppfödning med vilda släktingar, en biologisk process som kallas genflöde.

Genflöde mellan transgena eller konventionellt uppfödda fiskar och vilda populationer är en miljöhänsyn, eftersom den kan utgöra ett hot mot den naturliga biologiska mångfalden.

Vissa forskare tror att de genetiska skillnaderna som introduceras i en transgen fisk kan påverka dess netkänsla, en vetenskaplig term som betyder en organisms förmåga att överleva och överföra sina gener till kommande generationer.

Konceptet, vilka faktorer i egenskaper som en fisks juvenila och vuxna livskraft, antalet ägg som produceras av en kvinna och den ålder där en fisk når sexuell mognad, ger en användbar barometer för att diskutera några genflödesscenarier.

Enligt en vetenskaplig modell kan genflödet följa en av tre scenarier om en transgen fisk släpper och mates med en vild fisk.

Rensscenario:

När den transgena fiskens nettotillstånd är lägre än den hos sina vilda släktingar, kommer det naturliga urvalet snabbt att rensa från den vilda populationen någon ny gen (er) som introduceras av den transgena fisken. I teorin kommer bevis på den nya egenskapen att försvinna från efterföljande generationer.

Spread Scenario:

När en transgen fisks nettotillstånd är lika med eller högre än en vildkompis nettokänsla, kommer genflödet sannolikt att uppstå och genen av den transgena fisken kommer att sprida sig genom den vilda befolkningen. Detta betyder att det transgena genomet kvarstår i efterföljande generationer.

Trojanska genscenario:

När nätet i en transgen fisk förändras så att fisken har förbättrat parningssucces men reducerad vuxenlevnadsförmåga (dvs. risken att överleva tillräckligt länge för att kompis) skulle införandet av den fisken i den vilda befolkningen kunna leda till en snabb nedgång i vild befolkning.

Den huvudsakliga parningssuccesen skulle säkerställa spridningen av den nya genen i hela befolkningen, men oförmågan att överleva skulle minska befolkningsstorleken på efterföljande generationer och potentiellt leda till utrotning.

En minskande fiskpopulation skulle också ha sekundärpåverkan på andra vattenlevande arter som matas på eller på annat sätt beror på den. Populationer som inte kan byta över till en annan livsmedelskälla, eller de vars överlevnad eller reproduktion beror direkt på den minskande befolkningen, skulle också lida.

Transgena fisk Invasiva arter:

Även om de inte odlar med vilda släktingar, kan transgena fiskar som flyter i naturliga ekosystem vara ett miljöhinder genom att bli en invasiv art.

Denna fara uppstår huvudsakligen för de transgena fiskarna som är utrustade med nya gener som förbättrar sådana egenskaper som förädlingsförmåga och förmågan att klara tuffa förhållanden. Inrättandet av en blomstrande transgen fiskpopulation i ett ekosystem där det aldrig har funnits kunde skryta ut inhemska fiskpopulationer.

Riskreducering:

Det är viktigt att notera att utvecklare av transgena fisk försöker minska eller eliminera både genflöden och invasiva artrisker genom att sterilisera transgena fiskar. Sterilisering är relativt lätt och billigt men framgångsgraderna är mycket varierande.

Dessutom neutraliserar sterilisering inte nödvändigtvis miljörisker. Akademiska forskare konstaterar att en flyktig, steril fisk fortfarande kan engagera sig i fängelse och gydebeteende som stör avel i vilda populationer. Vågor av flyktig steril fisk kan också skapa ekologiska störningar, eftersom varje grupp ersätts av en annan lika stark grupp av transgen steril fisk.

Livsmedelssäkerhetsfrågor:

En viktig fråga om livsmedelssäkerhet innebär i vilken utsträckning fisk absorberar och lagrar miljotoxiner, såsom kvicksilver, vars höga nivåer kan utgöra en fara för människor som äter den förorenade fisken.

Vissa forskare oroar sig för att diskreta biologiska förändringar som induceras av den genetiska processen kan göra det möjligt för transgena fisk att absorbera ett toxin som konventionell fisk inte kan absorbera eller bättre tolerera högre nivåer av ett toxin som redan är känt för att ge anledning till oro.

Vissa forskare har uttryckt oro för att den gentekniska processen kan öka fiskens allergiska potential, särskilt genom införandet av nya proteiner som aldrig tidigare fanns i livsmedelskedjan.

Det är dock lika möjligt att genteknik kommer att bilda sin kost. Genetiskt konstruerad växtskörd hade ställts inför protest i olika länder avseende säkerhet för livsmedel och miljö. Det finns ett behov av att reglera transgena djur för debatt.