Informace organizace BIOTRIN

Tuňák Kawakawa (Euthynnus affinis), druh blízce příbuzný tuňákovi obecnému (Thunnus thynnus), je jednou z velmi oblíbených ryb v Asii. Ačkoli je rybolov Kawakawa v Japonsku zaměřen především na ryby ulovené ve volné přírodě, v poslední době se objevuje zájem producentů i o akvakulturu tohoto druhu. Mimo konzumace je Kawakawa používán jako užitečný modelový organismus pro studium genetického základu růstu a rychlosti plavání tuňáka obecného. Úspěšná akvakultura této ryby by tedy mohla pomoci nejen výzkumu, ale i zvýšit ochranu divokých populací tuňáků.

V roce 2021 japonští vědci úspěšně použili techniku TALEN (transkripční aktivátorová efektorová nukleáza) k vytvoření malých mutací vyvolávajících významné změny v genomu tuňáka Kawakawa. Ve studii poprvé popsali použití technologie úpravy genomu ke studiu barevných variací tuňáků, konkrétně TALE naváděných nukleáz k editacím genu slc24a5. Tento gen je zodpovědný za tzv. zlatý fenotyp tuňáka Kawakawa, což je recesivní vlastnost (zlatý fenotyp se objevuje pouze u homozygotních mutantů slc24a5). Výzkumníci zkoumali expresi genu a funkční rozdíly mezi dvěma úpravami genomu TALEN technikou. Pomocí polymerázové řetězové reakce v reálném čase (qPCR) byli schopni pozorovat vývojové změny v transkriptech během raného stádia vývoje rybích embryí.  

Další výzkum vedl ke konstrukci čtyř TALEN indukovaných modifikací, které byly hodnoceny in vitro a in vivo testy. Výsledem byly mutanty s mozaikovými vzory v retinálním pigmentu a s menším množstvím melaninových pigmentů ve srovnání s kontrolními tuňáky. Tyto experimenty jasně prokázaly spojitost genu slc24a5  s tvorbou melaninového pigmentu (jako melanin jsou označovány některé polymerní pigmenty odvozené od tyrozinu a jeho derivátů, které zabarvují části oka, kůži a další tkáně). Nakonec vědci pomocí sekvenace DNA potvrdili TALEN-indukované substituce, inzerce a delece v endogenním lokusu vybraného genu slc24a5. Narušení tohoto genu editací genomu změnilo dispozice melaninu v oku a kůži mutantních tuňáků ve srovnání s kontrolními. 

Výzkumníci tak byli schopni zavést techniku úpravy genomu pomocí TALEN v modelovém mořském organismu, který je vhodný pro studium druhů tuňáků, s potenciálem pro efektivní produkci akvakultury vedoucí ke zlepšení růstu, přežití či zvýšení odolnosti tohoto rybího druhu vůči chorobám. 

Zdroje:

• https://www.mdpi.com/2077-1312/9/12/1378
• https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=19162

Zdroj: BIOTRIN