Genetiği değiştirilmiş balık - Genetically modified fish
| Bir kısmı bir dizi üzerinde |
| Genetik mühendisliği |
|---|
 |
| Genetiği değiştirilmiş Organizmalar |
| Tarih ve düzenleme |
| İşlem |
| Uygulamalar |
| tartışmalar |
Genetiği değiştirilmiş balık ( GD balık ) , genetik materyali ( DNA ) genetik mühendisliği teknikleri kullanılarak değiştirilmiş Agnatha (çenesiz balık), Chondrichthyes (kıkırdaklı balık) ve Osteichthyes (kemikli balık) sınıflarını içeren taksonomik daldan organizmalardır . Çoğu durumda amaç, balığa türde doğal olarak bulunmayan yeni bir özellik , yani transgenez kazandırmaktır .
GD balıklar bilimsel araştırmalarda kullanılmakta ve evcil hayvan olarak tutulmaktadır. Çevreyi kirleten koruyucular olarak ve su ürünleri yetiştiriciliğinde gıda üretiminde kullanılmak üzere geliştirilmektedirler. 2015 yılında AquAdvantage somonu ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından ticari üretim, satış ve tüketim için onaylandı ve bu da onu insan tüketimi için onaylanan ilk genetiği değiştirilmiş hayvan haline getirdi . Yaratılan bazı GM balıkları, "tüm balıklar" büyüme hormonunun aşırı üretimini tetikleyen destekleyicilere sahiptir . Bu, salmonidler , sazanlar ve tilapialar dahil olmak üzere birçok türde çarpıcı büyüme artışı ile sonuçlanır .
Eleştirmenler, ekolojik kaygılar, hayvan refahı kaygıları ve bunları gıda olarak kullanmanın güvenli olup olmadığı ve dünyanın gıda ihtiyaçlarının karşılanmasına yardımcı olmak için GD balıkların gerekli olup olmadığı ile ilgili olarak GD balıklara çeşitli gerekçelerle itiraz ettiler .
Tarih ve süreç
İlk transgenik balık 1985 yılında Çin'de üretildi. 2013 itibariyle yaklaşık 50 balık türü genetik modifikasyona tabi tutuldu. Bu, 400'den fazla balık/özellik kombinasyonu ile sonuçlanmıştır. Değişikliklerin çoğu, Atlantik somonu ( Salmo salar ), tilapia (cins) ve sazan ( Cyprinus carpio ) gibi gıda türleri üzerinde gerçekleştirilmiştir .
Genel olarak, genetik modifikasyon, DNA'nın manipülasyonunu gerektirir . Bu süreç, geleneksel olarak yetiştirilebilen organizmalar arasında bir gen aktarıldığında cisgenesis veya bir türden bir gen farklı bir türe eklendiğinde transgenez olarak bilinir . İstenen organizmanın genomuna gen aktarımı, bu durumda balıklarda olduğu gibi, bir lentivirüs gibi bir vektörü veya değiştirilmiş genlerin bir mikro şırınga veya bir gen tabancası aracılığıyla konakçının çekirdeğine mekanik/fiziksel olarak yerleştirilmesini gerektirir .
kullanır
Araştırma
Beş geniş alanı kapsayan araştırmalarda transgenik balıklar kullanılıyor
- Ticari olarak temin edilebilen balıkların özelliklerini geliştirmek
- Biyomedikal olarak önemli proteinlerin geliştirilmesi için biyoreaktör olarak kullanımları
- Sudaki kirleticilerin göstergesi olarak kullanımları
- Yeni memeli olmayan hayvan modelleri geliştirmek
- Fonksiyonel genomik çalışmalar
Çoğu GD balık, genetik ve gelişim alanındaki temel araştırmalarda kullanılır. İki balık türü, zebra balığı ve medaka, optik olarak berrak koryonlara (kabuklara) sahip oldukları , hızla geliştiği, 1 hücreli embriyonun görülmesi ve transgenik DNA ile mikro-enjekte edilmesi ve zebra balığının yenilenme kabiliyetine sahip olması nedeniyle en yaygın olarak değiştirilir . onların organ dokuları. Ayrıca ilaç keşfinde de kullanılırlar . GM zebra balığı, insan organ doku hastalıklarının ve başarısızlık gizemlerinin kilidini açmanın yararları için araştırılıyor. Örneğin, zebra balığı, kardiyovasküler hastalıkların tedavilerini araştırma ve keşfetme çabalarında kalp dokusu onarımını ve yenilenmesini anlamak için kullanılır .
Transgenik gökkuşağı alabalığı ( Oncorhynchus mykiss ) kas gelişimini incelemek için geliştirilmiştir. Tanıtılan transgen, yaşam boyunca devam eden gelişimin erken dönemlerinde hızlı seğiren kas liflerinde yeşil floresan görünmesine neden olur . Balıkların sudaki kirleticilerin veya gelişimi etkileyen diğer faktörlerin göstergesi olarak kullanılabileceği öne sürülmüştür.
Yoğun balık yetiştiriciliğinde balıklar yüksek stoklama yoğunluklarında tutulur. Bu, GM araştırması tarafından ele alınan bir sorun olan bulaşıcı hastalıkların sık bulaşmasından muzdarip oldukları anlamına gelir. Ot sazanı ( Ctenopharyngodon idella ), Aeromonas bakterileri ve Ot sazanı kanama virüsüne maruz kaldıktan sonra kontrol balıklarına göre hayatta kalma oranlarını ikiye katlayan insan laktoferrinini kodlayan bir transgen ile modifiye edilmiştir . Cecropin , çeşitli patojenik bakterilere karşı korumalarını 2-4 kat arttırmak için kanal yayın balıklarında kullanılmıştır.
Yeniden yaratma
Evcil Hayvanlar
GloFish , GM balıklarının (tetra, barb, zebra balığı) denizanası ve deniz mercanı proteinlerini eksprese etmesine izin veren, ultraviyole ışığında bakıldığında balığa parlak kırmızı, yeşil veya turuncu floresan renkler veren patentli bir teknolojidir . Balıklar orijinal olarak Singapur Ulusal Üniversitesi'nde bilimsel araştırma için yaratılmış ve patentli olmasına rağmen, bir Teksas şirketi olan Yorktown Technologies, balığı evcil hayvan olarak pazarlama haklarını elde etti. 2003 yılında satışa sunulduğunda, evcil hayvan olarak halka sunulan ilk genetiği değiştirilmiş hayvan oldular. Kaliforniya'da kısa sürede satışları yasaklandı, ancak şimdi bu eyalette bir kez daha raflardalar. 2013 itibariyle, Glofish yalnızca ABD'de satılmaktadır.
Pet balık Diğer transgenik hatları şunlardır Medaka'nın hayatları ve pembe gövde rengi transgenik melek balıkları (boyunca şeffaf kalır melek balığı ) ve lionhead balık Acropora mercan ifade eden ( Acroporo millepora ) kırmızı floresan proteini.
Okyanus suratlı tip III antifriz protein transgeni başarılı bir şekilde mikro-enjekte edilmiş ve akvaryum balıklarında ifade edilmiştir. Transgenik akvaryum balığı, kontrollere kıyasla daha yüksek soğuğa tolerans gösterdi.
Gıda
GD balıklarla yapılan yoğun araştırma alanlarından biri, büyüme hormonunun (GH) ifadesini değiştirerek gıda üretimini artırmayı amaçlamıştır . Büyümedeki nispi artışlar türler arasında farklılık gösterir. (Şekil 1) Ağırlığın iki katına çıkmasından, karşılaştırılabilir bir yaşta vahşi türden neredeyse 100 kat daha ağır olan bazı balıklara kadar çeşitlilik gösterirler. Bu araştırma alanı, somon , alabalık ve tilapia dahil olmak üzere çeşitli türlerde çarpıcı büyüme artışı ile sonuçlanmıştır . Diğer kaynaklar, vahşi tür balıklara kıyasla somon balığı ve çoprabalığı büyümesinde sırasıyla 11 kat ve 30 kat artış olduğunu göstermektedir . Transgenik balık gelişimi, örneğin Küba'da GM tilapia, Çin Halk Cumhuriyeti'nde GM sazan ve ABD ve Kanada'da GM somon gibi çeşitli türlerin farklı ülkelerde pazarlanmaya hazır olduğu aşamaya ulaşmıştır. 2014 yılında Kanada, Çin, Küba ve Amerika Birleşik Devletleri'nde transgenik balıkların gıda olarak onaylanması için başvuruların yapıldığı bildirildi.
Hipofiz bezinden aşırı GH üretimi, esas olarak balıkların besin tüketimini artırarak büyüme oranını artırır, aynı zamanda yem dönüşüm verimliliğinde %10 ila %15'lik bir artış sağlar.
GD balıklarda et üretimini artırmaya yönelik bir başka yaklaşım da " çift kaslanma " dır . Bu , gökkuşağı alabalığındaki Belçika Mavisi sığırlarına benzer bir fenotiple sonuçlanır . Bu ifade transgenleri kullanılarak elde edilir follistatinin inhibe, miyostatin , ve iki kas tabakaları gelişimini.
AquaAdvantage somon balığı
Kasım 2015'te ABD FDA, AquaBounty tarafından ticari üretim, satış ve tüketim için oluşturulan AquAdvantage somon balığını onayladı . İnsan tüketimi için onaylanan ilk genetiği değiştirilmiş hayvandır. Balık esasen tek bir gen kompleksi yerleştirilmiş bir Atlantik somonudur : bir okyanus suratından bir promotör sekansı ile bir Chinook somonundan elde edilen bir büyüme hormonu düzenleyen bir gen . Bu, GM somonunun, vahşi tip Atlantik somonunda olduğu gibi yılın bir bölümünde duraklamak yerine, yıl boyunca GH üretmesine izin verir. Yabani tip somonun pazar büyüklüğüne (4–6 kg) ulaşması 24 ila 30 ay alırken, GD somonun GD balıkların bunu başarması için 18 aya ihtiyacı vardır. AquaBounty, GD somonlarının, şu anda uzak kıyı balık çiftliklerinde yetiştirilen Atlantik somonundan daha yüksek verimlilikle (piyasa ağırlığına ulaşmak için %25 daha az yem gerektirir) son pazarlara daha yakın yetiştirilebileceğini ve böylece çevre için daha iyi hale getirilebileceğini savunuyor. , geri dönüştürülmüş atık ve daha düşük nakliye maliyetleri ile.
Genetiği değiştirilmiş balıkların istemeden yabani somonla üremesini önlemek için, yiyecek olarak yetiştirilen tüm balıklar dişidir, triploiddir ve %99'u üreme açısından kısırdır. Balıklar, kaçmayı önlemek için somonun hayatta kalmasını desteklemek için çok yüksek nehir ve okyanus sıcaklıkları gibi fiziksel engeller ve coğrafi sınırlama bulunan Panama'daki bir tesiste yetiştiriliyor. FDA, AquAdvantage'ın Amerika Birleşik Devletleri'nde çevre üzerinde önemli bir etkisi olmayacağını belirlemiştir. FDA'nın somon yumurtası ithalatını onayladığı Indiana'da bir balık çiftliği de hazırlanıyor. Ağustos 2017 itibariyle GDO somonu Kanada'da satılmaktadır. ABD'de satışların 2019'un ikinci yarısında başlaması bekleniyor.
Su kirliliğini tespit etme (potansiyel)
Birkaç araştırma grubu, su kirliliğini tespit etmek için GM zebra balığı geliştiriyor. GloFish'i geliştiren laboratuvar, başlangıçta, çevre koruyucuları olarak kirleticilerin varlığında renk değiştirmelerini amaçladı. Cincinnati Üniversitesi ve Tulane Üniversitesi'ndeki ekipler aynı amaç için GD balıklar geliştiriyor.
Mikro enjeksiyon , elektroporasyon , parçacık tabancası bombardımanı , lipozom aracılı gen aktarımı ve sperm aracılı gen aktarımı dahil olmak üzere çevresel izleme için hedef DNA'yı zebra balığına sokmak için çeşitli transgenik yöntemler kullanılmıştır . Mikro enjeksiyon, en yüksek hayatta kalma oranını ürettiği için transgenik zebra balığı üretmek için en yaygın kullanılan yöntemdir.
Düzenleme
Genetik mühendisliğinin düzenlenmesi, genetiği değiştirilmiş mahsullerin geliştirilmesi ve serbest bırakılmasıyla ilgili riskleri değerlendirmek ve yönetmek için hükümetler tarafından alınan yaklaşımlarla ilgilidir. GDO'ların düzenlenmesinde ülkeler arasında farklılıklar vardır ve en belirgin farklılıklardan bazıları ABD ile Avrupa arasında meydana gelmektedir. Yönetmelik, belirli bir ülkede, genetik mühendisliği ürünlerinin kullanım amacına bağlı olarak değişir. Örneğin, gıda kullanımına yönelik olmayan bir balık, genellikle gıda güvenliğinden sorumlu yetkililer tarafından incelenmez.
ABD FDA'nın transgenik hayvanları değerlendirme yönergeleri, transgenik yapıları Federal Gıda ve Kozmetik Yasası'nın hayvan ilaçları hükümleri altında düzenlenen "ilaçlar" olarak tanımlar. Bu sınıflandırma, tüm GM gıda hayvan izinlerini FDA'nın Veterinerlik Merkezi'nin (CVM) yetkisi altına alması ve FDA'nın halka açıklayabileceği bilgilere sınırlamalar getirmesi dahil olmak üzere çeşitli nedenlerle önemlidir. daha açık gıda güvenliği inceleme süreci.
ABD'nin Washington ve Maine eyaletleri, transgenik balık üretimine kalıcı yasaklar getirdi.
tartışma
Eleştirmenler, etik kaygılar, ekolojik kaygılar (özellikle gen akışıyla ilgili ) ve GD teknikleri ve GD organizmaların fikri mülkiyet yasasına tabi olduğu gerçeğinden kaynaklanan ekonomik kaygılar dahil olmak üzere, genetik mühendisliğinin kendi başına kullanımına çeşitli gerekçelerle itiraz etmişlerdir . GDO'lar ayrıca GDO'lu balıkların güvenli olarak kullanılmasının güvenli olup olmadığı, balık alerjilerini şiddetlendirip artırmayacağı, etiketlenmesi gerekip gerekmediği ve dünyanın gıda ihtiyaçlarını karşılamak için GD balık ve ekinlere ihtiyaç olup olmadığı konularında GDO'lu yiyeceklerle ilgili tartışmalara katılmaktadır. . Bu tartışmalar çoğu ülkede davalara, uluslararası ticaret anlaşmazlıklarına ve protestolara ve ticari ürünlerin kısıtlayıcı düzenlemelerine yol açmıştır.
Genel olarak genetiği değiştirilmiş hayvanlar hakkında halk arasında çok fazla şüphe var. GD balıkların genel halk tarafından kabulünün, gıda ve ilaç için kullanılan tüm GD hayvanlar arasında en düşük olduğuna inanılmaktadır.
Etik kaygılar
Büyüme hormonu için genetiği değiştirilmiş hızlı büyüyen transgenik balıklarda, mozaik kurucu balık, vücutlarındaki transgenik hücrelerin oldukça değişken oran ve dağılımını yansıtan büyüme oranlarında büyük farklılıklar gösterir. Bu yüksek büyüme oranlarına sahip balıklar (ve onların soyları) bazen insanlarda akromegali benzeri bir morfolojik anormallik geliştirir , vücuda göre genişlemiş bir kafa ve şişkin bir operkulum sergiler . Bu, balık yaşlandıkça giderek daha da kötüleşir. Beslenmeyi engelleyebilir ve nihayetinde ölüme neden olabilir. Compassion in World Farming tarafından yaptırılan bir araştırmaya göre , anormallikler muhtemelen aşırı büyüme hormonu ekspresyonunun doğrudan bir sonucudur ve GM koho somonu, gökkuşağı alabalığı, ortak sazan, kanal yayın balığı ve loach'ta rapor edilmiştir, ancak daha az ölçüde Nil tilapisi.
GM koho somonunda ( Oncorhynchus kisutch ) yüzme yeteneklerinin azalmasına yol açan morfolojik değişiklikler ve değişen allometri vardır. Ayrıca yem alımı ve yüzme ile ilgili artan aktivite seviyeleri gibi anormal davranışlar sergilerler. Diğer birkaç transgenik balık, muhtemelen vücut şekli ve kas yapısından dolayı yüzme yeteneğinde azalma gösterir.
Genetiği değiştirilmiş triploid balıklar, sıcaklık stresine karşı daha hassastırlar, daha yüksek deformite insidansına sahiptirler (örneğin, gözdeki ve alt çenedeki anormallikler) ve diploidlerden daha az agresiftirler. GD balıkların diğer refah endişeleri, artan oksijen ihtiyacının neden olduğu oksijenden yoksun koşullar altında artan stresi içerir. Koho somonunda düşük oksijen seviyelerine ( hipoksi ) bağlı ölümlerin en çok transgeniklerde belirgin olduğu gösterilmiştir. Hipoksiye karşı artan duyarlılığın, daha büyük bir çekirdeğe ihtiyaç duyan ekstra kromozom setinin eklenmesinden kaynaklandığı ve böylece genel olarak daha büyük bir hücreye neden olduğu ve hücrenin yüzey alanı/hacim oranında bir azalmaya neden olduğu öne sürülmüştür.
Ekolojik kaygılar
Transgenik balıklar genellikle neredeyse vahşi kökenli suşlarda geliştirilir. Bunlar, kendileriyle veya vahşi akrabalarıyla melezleşmek için mükemmel bir kapasiteye sahiptir ve bu nedenle, biyotik veya abiyotik sınırlama önlemlerinden kaçarlarsa, kendilerini doğada kurmak için önemli bir olasılığa sahiptirler.
Genetiği değiştirilmiş balıkların kaçmasının sonuçları hakkında çok çeşitli endişeler dile getirildi. Poliploidler için bunlar, kısırlık derecesini, yumurtlamaya müdahaleyi, sonraki nesillere katkıda bulunmadan kaynaklarla rekabeti içerir. Transgenikleri için, endişe neden olmak için, genin fonksiyonu, genin türü potansiyel genotip özelliklerini içerir pleiotropik genomuna geri kalanı, yapının stabilitesi yeteneği ile etkileşim için, potansiyel etkileri DNA yapısı için genomlar içinde veya arasında transpoze olur .
Japon medakasından ( Oryzias latipes ) ilgili yaşam öyküsü verilerini kullanan bir çalışma, az sayıda transgenik balık tarafından doğal bir popülasyona katılan bir transgenin, artan çiftleşme avantajının bir sonucu olarak yayılacağını, ancak yavruların azalan canlılığının neden olacağını tahmin ediyor. her iki popülasyonun nihai yerel neslinin tükenmesi. GM koho somonu, vahşi tür balıklara göre daha fazla risk alma davranışı ve sınırlı gıda kullanımı gösterir.
Transgenik koho somonu, transgenik olmayan somona kıyasla oldukça daha büyük bir vücut boyutuna (>7 kat) neden olabilen, gelişmiş besleme kapasitesine ve büyümeye sahiptir. Aynı muhafaza içindeki transgenik ve transgenik olmayan somon balığı, farklı gıda seviyeleri için rekabet ettiğinde, transgenik bireyler sürekli olarak transgenik olmayan bireylerden daha fazla büyür. Besin bolluğu düşük olduğunda, kohortlara karşı güçlü agonistik ve yamyam davranış sergileyen ve sınırlı gıda kaynaklarının edinimine hakim olan, değişmez bir şekilde transgenik baskın bireyler ortaya çıkar. Besin mevcudiyeti düşük olduğunda, transgenik somon içeren tüm gruplar popülasyon çökmeleri veya tamamen yok olma yaşarken, sadece transgenik olmayan somon içeren gruplar iyi (%72) hayatta kalma oranlarına sahiptir. Bu, koşullar çok kötü olduğunda bu GD balıkların vahşi türden daha iyi hayatta kalacağı önerisine yol açmıştır.
İki tür çoprabalığı ( Misgurnus cinsi ) arasında başarılı yapay transgenik hibridizasyon bildirilmiştir, ancak bu türlerin doğal olarak hibritleştiği bilinmemektedir.
GloFish , ABD'de vahşi doğada kendilerini kuramayan normal zebra balıklarından daha az formda oldukları için çevresel bir tehdit olarak kabul edilmedi .
AquaAdvantage somon balığı
FDA, AquAdvantage Somonunun, vahşi doğaya çok az kaçma riskiyle karada bulunan tanklarda güvenli bir şekilde muhafaza edilebileceğini söyledi, ancak Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi GM panelinin eski başkanı Joe Perry, "Var FDA'nın koruma ve kısırlık konusundaki güvencelerine rağmen, bu GD somonların vahşi doğaya kaçması ve üremesi durumunda olası sonuçlarla ilgili meşru ekolojik endişeler devam ediyor ve bunların hiçbiri garanti edilemez”.
AquaBounty, GM somonlarının yabani balıklarla çiftleşemeyeceğini, çünkü onları steril hale getiren triploid olduklarını belirtir . Verimli triploidlerin olasılığı, transgenik balıklar için biyo-tutma aracı olarak kullanılan triploidinin en büyük eksikliklerinden biridir. Bununla birlikte, yumurtaların %1.1'inin diploid kaldığı ve bu nedenle triploidi sürecine rağmen üreme yeteneğine sahip olduğu tahmin edilmektedir. Diğerleri, sterilite sürecinin %5'lik bir başarısızlık oranına sahip olduğunu iddia etti. Transgenik koho somonu için normal basınç, yüksek basınç veya yüksek basınç artı yaşlı yumurta kullanan büyük ölçekli denemeler, sırasıyla yalnızca %99.8, %97.6 ve %97.0 triploidi sıklıkları verir. AquaBounty ayrıca, araştırmalarının yürütüldüğü coğrafi konumların yanı sıra çiftliklerinin konumları nedeniyle GM somonlarının vahşi koşullarda hayatta kalamayacağını da vurgulamaktadır.
GH transgeni, GM AquAdvantage Somonu ve yakından ilişkili yabani kahverengi alabalığın ( Salmo trutta ) hibridizasyonu yoluyla iletilebilir . Transgenik melezler yaşayabilir ve bir kuluçkahaneyi taklit eden koşullarda transgenik somon ve diğer vahşi tip melezlerden daha hızlı büyür. Doğal koşulları simüle etmek için tasarlanmış akış mezokozmlarında , transgenik melezler rekabetçi baskınlık ifade eder ve transgenik ve transgenik olmayan somonun büyümesini sırasıyla %82 ve %54 oranında bastırır. Bu iki tür arasındaki doğal hibridizasyon seviyeleri %41 kadar yüksek olabilir. Bu olasılığı inceleyen araştırmacılar, "Sonuçta, yakın akraba türlerle transgenik balıkların hibridizasyonunun, vahşi popülasyonlar için potansiyel ekolojik riskleri ve bir transgenin doğada yeni bir türe dönüşme olasılığı düşük olsa da, olası bir yolu temsil ettiğini öneriyoruz."
Aralık 2012'de Slate Dergisi'nde Genetik Okuryazarlık Projesi Direktörü Jon Entine tarafından yazılan bir makale , Obama Yönetimi'ni AquAdvantage Somonunun Nisan 2012'de tamamlanan çevresel değerlendirmesinin (EA) yayınlanmasını engellediği için eleştirdi ve şu sonuca varıyordu: " somon balığı yemek için güvenlidir ve ciddi bir çevresel tehlike oluşturmaz." Slate makalesi, raporun yayınlanmasının "GD somon balığını onaylamanın siyasi sonuçlarını tartışan Beyaz Saray ile yapılan görüşmelerin ardından, tabanının bir kısmını çileden çıkaracak bir hareketin" durdurulduğunu söyledi. Makalenin yayınlanmasından sonraki günler içinde ve seçimden iki aydan kısa bir süre sonra FDA, taslak EA'yı yayınladı ve yorum dönemini açtı.