Xi-jun Yin
Tato masitá prasata by se mohla stát prvními geneticky upravenými zvířaty schválenými pro lidskou spotřebu.
Belgický modrý skot jsou zavalitá zvířata, která poskytují neobvykle velké množství ceněného libového hovězího masa, což je výsledek desítek let selektivního šlechtění. Nyní tým vědců z Jižní Koreje a Číny tvrdí, že vytvořil prasečí ekvivalent pomocí mnohem rychlejší metody.
Tato „dvouhubá“ prasata vznikají narušením neboli editací jediného genu – změna je mnohem méně dramatická než změny prováděné při konvenční genetické modifikaci, při níž jsou geny z jednoho druhu transplantovány do jiného. Jejich tvůrci proto doufají, že regulační orgány zaujmou k prasatům shovívavý postoj – a že by toto plemeno mohlo být mezi prvními geneticky upravenými zvířaty schválenými pro lidskou spotřebu.
Jin-Soo Kim, molekulární biolog ze Soulské národní univerzity, který práci vede, tvrdí, že jeho úpravy genů pouze urychlují proces, který by alespoň v principu mohl probíhat přirozenější cestou. „Mohli bychom to udělat šlechtěním,“ říká, „ale pak by to trvalo desítky let.“
Nikde na světě nebylo žádné geneticky upravené zvíře schváleno pro lidskou spotřebu kvůli obavám z negativních dopadů na životní prostředí a zdraví. Rychle rostoucí transgenní lososi atlantští živořili 20 let v regulačním limbu u amerického Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv (viz Nature 497, 17-18; 2013).
Kim a jeho kolegové patří k rostoucí skupině výzkumníků, kteří doufají, že editace genů, kterou lze použít k vyřazení – nebo vyřazení – jediného genu, tomu zabrání. Zprávy o využití editace genů v zemědělství zahrnují vytvoření bezrohého skotu. (Rohy ztěžují zvířatům manipulaci a v současné době se bolestivou procedurou vypalují). Vědci také vytvořili prasata, která jsou imunní vůči viru afrického moru prasat.
Nature special: CRISPR
Klíčem k vytvoření dvojitě svalnatých prasat je mutace v genu pro myostatin (MSTN). MSTN inhibuje růst svalových buněk, čímž udržuje velikost svalů pod kontrolou. U některých kusů skotu, psů a lidí je však MSTN narušen a svalové buňky se množí, což vytváří abnormální objem svalových vláken.
K zavedení této mutace u prasat Kim použil technologii úpravy genů zvanou TALEN, která se skládá z enzymu pro řezání DNA připojeného k proteinu vážícímu DNA. Protein navádí řezací enzym na konkrétní gen uvnitř buněk, v tomto případě na gen MSTN, který následně přestřihne. Přirozený opravný systém buňky sešije DNA zpět dohromady, ale některé páry bází jsou při tom často odstraněny nebo přidány, čímž se gen stane nefunkčním.
Tým editoval prasečí fetální buňky. Poté, co vybral jednu editovanou buňku, v níž TALEN vyřadil obě kopie genu MSTN, ji Kimův spolupracovník Xi-jun Yin, výzkumník zabývající se klonováním zvířat na Yanbian University v čínském Yanji, přenesl do vaječné buňky a vytvořil 32 klonovaných selat.
Kim a jeho tým zatím své výsledky nezveřejnili. Fotografie prasat však „ukazují typický fenotyp“ dvojitě osvalených zvířat, říká Heiner Niemann, průkopník v používání nástrojů pro úpravu genů u prasat, který působí v Institutu Friedricha Loefflera v německém Neustadtu. Zejména, poznamenává, mají výrazné zadní svaly, které jsou pro taková zvířata typické.
Yin říká, že předběžné výzkumy, ukazují, že prasata poskytují mnoho výhod dvouhlavých krav – například libovější maso a vyšší výtěžnost masa na zvíře. Sdílejí však i některé její problémy. Například potíže při porodu vyplývají z velké velikosti selat. A pouze 13 z 32 prasat se dožilo 8 měsíců. Z nich dvě jsou stále naživu, říká Yin, a pouze jedno je považováno za zdravé.
Spíše než snažit se z těchto prasat vyrábět maso, Kim a Yin je plánují použít k dodávání spermatu, které by se prodávalo farmářům k chovu s normálními prasaty. Výsledné potomstvo s jedním narušeným genem MSTN a jedním normálním by podle nich bylo zdravější, i když méně svalnaté; tým nyní provádí stejný experiment s jinou, novější technologií editace genů zvanou CRISPR/Cas9. Loni v září vědci informovali o použití jiné metody editace genů k vývoji nových plemen krav s dvojitým svalstvem a ovcí s dvojitým svalstvem (C. Proudfoot et al. Transg. Res. 24, 147-153; 2015).
Protože editace genů je relativně nový fenomén, státy teprve začínají uvažovat o tom, jak ji regulovat u zemědělských rostlin a zvířat. Existují určité náznaky, že vládní agentury na ni budou pohlížet shovívavěji než na konvenční formy genetických modifikací: regulační orgány ve Spojených státech a Německu již prohlásily, že několik plodin upravených genem nespadá do jejich kompetence, protože do genomu nebyla začleněna žádná nová DNA. Tetsuya Ishii, který se zabývá mezinárodní regulací biotechnologií na univerzitě Hokkaido v japonském Sapporu a který provedl mezinárodní srovnání regulací geneticky modifikovaných organismů, však tvrdí, že editace genů bude vyvolávat stále větší znepokojení, jak bude postupovat u zvířat.
Kim doufá, že bude prodávat upravené prasečí sperma zemědělcům v Číně, kde poptávka po vepřovém mase roste. Tamní regulační prostředí může být jeho plánu nakloněno. Čína investuje do editace genů velké prostředky a historicky má laxní regulační systém, říká Ishii. Říká, že regulační orgány budou opatrné, ale některé by mohly z přísných předpisů vyjmout genetické inženýrství, které nezahrnuje přenos genů. „Myslím, že Čína bude první,“ říká Kim.