Biotecnología-Aplicacion practica (articulo)

Se presenta un breve resumen de la biotecnologia y su aplicación en tomando de ejemplo un articulo cientifico

1. Área acuícola Gema Cárdenas Flores Biotecnología Aplicaciones

2. La biotecnología proporciona herramientas poderosas para el desarrollo sostenible de la acuicultura, la pesca y la industria alimentaria Introducción

3. Productos del mar Hábitats marinos Introducción Han alentado a los científicos a estudiar formas en que la biotecnología puede aumentar la producción de productos alimenticios marinos y hacer de la acuicultura un campo cada vez mayor de investigación animal

4. La biotecnología permite a los científicos identificar y combinar rasgos en peces y mariscos para aumentar la productividad y mejorar la calidad Aumentar la producción de factores naturales de crecimiento Aumentar la producción de compuestos de defensa natural La biotecnología moderna ya está haciendo importantes contribuciones y plantea desafíos importantes para el desarrollo de la acuicultura y la pesca. 

5. Mejoramiento Genético para la Producción Acuícola Sostenible La domesticación y la mejora genética del ganado terrestre se han producido durante varios milenios, con programas de cría selectiva para la mayoría de las especies La cría selectiva no se ha desarrollado porque la producción se ha basado principalmente en la explotación de las poblaciones silvestres Es imposible obtener intencionalmente un fenotipo deseado porque las mutaciones naturales ocurren al azar Se requiere un período de tiempo largo para establecer nuevas Aplicación de biotecnología en la acuicultura Desventajas

6. Mejoramiento Genético para la Producción Acuícola Sostenible Reproducción con mutagénesis aleatoria Organismos creados por tecnología transgénica Tecnología de edición del genoma CRISPR / Cas9

7. CRISPR / Cas9

8. CRISPR / Cas9 El sistema CRISPR / Cas9 se descubrió en bacterias y se diseñó para permitir una edición específica del genoma fácil, barata y eficiente. El sistema crea una ruptura de doble cadena (DSB) en un locus definido  Permite una reparación imperfecta o dirigida para crear alteraciones en la secuencia del ADN genómico Funciona combinando una endonucleasa derivada de  streptococcus pyogenes  (SPCAS9) y un ARN adaptador en dos partes, el ARN complementario ( ARNcr ) y el ARNcr transactivador ( ARNtracr )

9. La edición del genoma utilizando CRISPR / Cas9 se ha aplicado con éxito in vivo y / o en líneas celulares de varias especies acuícolas importantes de Salmon, carpa, bagre, ostras y tilapia. Los rasgos de producción objetivo para los estudios de edición del genoma en especies acuícolas hasta la fecha han incluido esterilidad, crecimiento y resistencia a enfermedades. CRISPR / Cas9

10. Para los rasgos asociados con el crecimiento, en varios estudios se ha editado el gen de la miostatina Toro belga azul La miostatina es miembro de la superfamilia beta del factor de crecimiento transformante y su función es un de regulador negativo de la masa del músculo esquelético. Los mutantes MSTN muestran un aumento de la masa muscular, fenotipo de doble musculatura CRISPR / Cas9

11. Kenta Kishimoto , Youhei Washio , Yasutoshi Yoshiura , Atsushi Toyoda, Tomohiro Ueno , Hidenao Fukuyama, Keitaro Kato, Masato Kinoshita Production of a breed of red sea bream  Pagrus major  with an increase of skeletal muscle mass and reduced body length by genome editing with CRISPR/Cas9  Octubre 2018

12. Objetivo Demostrar el establecimiento de una nueva raza de besugo rojo( Pagrus major ) de knockout completo de miostatina ( Pm- mstn ) usando CRISPR / Cas9.

13. Identificación del gen de la miostatina del besugo rojo Árbol filogenético mstn  

14. Para producir mutantes en la generacion G0 (G 0 ), se utilizaron dos sgRNAs (sgRNA1 y sgRNA2) diseñado en el primer exón de Pm- mstn para que el dominio del péptido activo C-terminal fuera completamente interrumpido Cada sgRNA se microinyectó en 966 y 1399 huevos fertilizados con Cas9 ARN nucleasa Sistema CRISPR / cas9 diseñado fue eficaz para interrumpir pm- mstn

15. Alto Medio Bajo A los 163 días después de la eclosión, el nivel de mutación y el factor de condición de cada individuo G0 fue investigado. Clasificó según el nivel de mutación A los 2 años, 122 de los 182 peces G0 clasificados en el grupo "alto" sobrevivieron Realizó el apareamiento en masa de estos  fish  G0 para obtener el knockout completo F 1 Un total de 1.311 F 1 fueron genotipados por HMA y secuenciación de ADN, se identificaron con éxito 39 peces con el gen homocigoto alterado

16. Evaluación del crecimiento y aumento del músculo esquelético Homocigotos que albergan una deleción de 8 bases (  mstn  -8a / -8a  ) Esta raza exhibe un aumento del músculo esquelético con un ligero mayor ancho y altura del cuerpo y con una longitud reducida

17. Análisis de la estructura ósea del mutante Pm- mstn Se observó que el tamaño de los centros y el cráneo de mstn - / - fueron más pequeños en comparación con los de tipo salvaje Una longitud corta del centro, la longitud intervertebral y la longitud de la cabeza causó la corta longitud del cuerpo de mstn knockout dorada roja

18. La tecnología de edición del genoma puede acortar drásticamente el período degenerar nuevas razas de acuicultura en comparación con la cría selectiva convencional. El acortado período para generar razas acuáticas beneficiosas contribuirá al desarrollo de la acuicultura, por ejemplo, ahorro de costos, mejora en la productividad y, en última instancia, resolución de la sustentabilidad global de los alimentos Se confirma que la pérdida de la función MSTN en el músculo esquelético en la dorada es asociado con un aumento de la masa del músculo esquelético

19. Referencias Kenta Kishimoto , Youhei Washio , Yasutoshi Yoshiura , Atsushi Toyoda, Tomohiro Ueno , Hidenao Fukuyama, Keitaro Kato, Masato Kinoshita (2018) Production of a breed of red sea bream Pagrus major with an increase of skeletal muscle mass and reduced body length by genome editing with CRISPR/Cas9 Aquaculture , Volume 495, Pages 415-427, ISSN 0044-8486, https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2018.05.055 . Remi L. Gratacap , Anna Wargelius , Rolf Brudvik Edvardsen , Ross D. Houston (2019) Potential of Genome Editing to Improve Aquaculture Breeding and Production , Trends in Genetics , Volume 35, Issue 9, Pages 672-684, ISSN 0168-9525, https://doi.org/10.1016/j.tig.2019.06.006 .