Как они создают глофиш?

GloFish — это генетически модифицированный тип рыб, которые были модифицированы для выражения флуоресцентных цветов. Первоначально они были созданы учеными в начале 2000-х годов и с тех пор стали популярной аквариумной рыбой. Но как именно сделаны эти светящиеся в темноте рыбы?

История GloFish

Первоначально GloFish были данио-рерио, которые были генетически модифицированы с помощью генов медуз и кораллов, чтобы заставить их флуоресцировать под синим или ультрафиолетовым светом. Эта работа по генной инженерии была проделана учеными Национального университета Сингапура в 1999 году. Их целью было создать рыбу, которая могла бы обнаруживать загрязнение, светясь в присутствии токсинов.

В 2001 году права на маркетинг GloFish были куплены компанией Yorktown Technologies из Остина, штат Техас. Yorktown переименовала рыбу в декоративных домашних животных под названием GloFish, а не в детекторы загрязнения. К 2003 году GloFish стал первым генетически модифицированным животным, которое продавалось в качестве домашнего животного, когда они появились на рынке США.

Процесс генной инженерии

Чтобы создать GloFish, ученые используют процесс, называемый микроинъекцией, чтобы вставить ДНК из светящейся медузы или коралла в эмбрион данио-рерио. Вот необходимые шаги:

1. Извлеките гены люминесценции из медузы или коралла.
2. Введите гены люминесценции в оплодотворенные яйца данио-рерио с помощью очень тонкой иглы.
3. Проверьте инъецированные эмбрионы на наличие тех, которые интегрировали новую ДНК и экспрессируют флуоресцентный белок.
4. Выведите флуоресцентную данио-рерио, чтобы создать трансгенную линию, которая передаст генетическую модификацию.

Инъецированные гены медузы и коралла заставляют данио-рерио вырабатывать зеленые, красные или оранжевые флуоресцентные белки. Когда эти флуоресцентные белки освещаются синим или ультрафиолетовым светом, они ярко светятся.

Зебра-рерио как идеальный модельный организм

Зебра-рерио были выбраны в качестве организма для создания GloFish, потому что они обладают рядом преимуществ для генетической модификации:

• Быстрое размножение — зебра-рерио часто размножаются и производят большое количество икры.
• Быстрое эмбриональное развитие — эмбрионы зебра-рерио развиваются быстро, что позволяет быстро проводить скрининг трансгенных рыб.
• Прозрачные икринки — икринки зебра-рерио прозрачны, что позволяет легко визуально проверять их на флуоресценцию.
• Хорошо изученная генетика — геном зебра-рерио был тщательно картирован.
• Низкая стоимость — зебра-рерио относительно недороги в получении и содержании.

Эти характеристики позволяют эффективно разводить и модифицировать большое количество зебра-рерио для производства GloFish.

Использованные гены флуоресцентного белка

Оригинальный GloFish включал гены зеленого флуоресцентного белка (GFP), полученные от медузы Aequorea victoria. Более поздние поколения GloFish добавляли гены из других морских организмов:

Смешивая и сопоставляя гены для различных флуоресцентных белков, можно создать GloFish в радуге светящихся в темноте цветов.

Создание новых разновидностей GloFish

Поскольку GloFish являются трансгенными, они передают свои флуоресцентные признаки непосредственно своему потомству. Путем селективного разведения рыб, демонстрирующих самые яркие цвета, ученые могут вывести новые стабильные линии, демонстрирующие сильную флуоресценцию.

Новые разновидности также можно создать путем реинжиниринга генома данио-рерио. Вот некоторые способы, которыми они разрабатывают новые штаммы:

• Введение различных комбинаций флуоресцентных белков для получения новых цветов.
• Нацеливание генов флуоресценции на новые части тела, такие как кожа или плавники.
• Скрещивание GloFish с другими ярко окрашенными или длинноплавниковыми разновидностями данио-рерио.

В настоящее время доступно множество различных штаммов GloFish, демонстрирующих широкий спектр флуоресцентных оттенков.

Споры вокруг GloFish

Несмотря на популярность в качестве домашних животных, GloFish на протяжении многих лет вызывали споры. Вот некоторые из поднятых проблем:

• Благополучие животных — Наносит ли генная инженерия вред здоровью и благополучию рыб?
• Влияние на окружающую среду — Могут ли выпущенные GloFish скрещиваться с дикими популяциями и передавать свои гены?
• Регулирование — Должны ли генетически модифицированные домашние животные проходить большее регулирование и тестирование на безопасность?
• Этика — Этично ли модифицировать организмы исключительно в эстетических целях?

На сегодняшний день не было сообщений о том, что GloFish оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье или выпускается в значительных количествах в естественную среду обитания. Тем не менее, продолжаются дебаты вокруг трансгенных домашних животных и того, как их следует регулировать во всем мире.

Будущее GloFish

GloFish остаются единственными генетически модифицированными животными, которых законно разрешено продавать в качестве домашних животных в Соединенных Штатах. Они продолжают разрабатываться с новыми флуоресцентными цветами и узорами для торговли декоративными рыбами.

Несколько направлений, которые могут появиться в ближайшее время для GloFish, включают:

• Новые виды — ученые могут применять генную инженерию, чтобы заставить другие виды, такие как тетры, светиться.
• Пользовательские штаммы — любители могут использовать редактирование генов CRISPR для разработки уникальных штаммов GloFish.
• Биомедицинские исследования — их флуоресценция делает их полезными моделями для изучения болезней.

Хотя GloFish и вызывают споры, они заняли нишу в качестве первого коммерческого генетически модифицированного питомца. Их яркие цвета, вероятно, продолжат удивлять владельцев аквариумов и вызывать дискуссии о биоинженерии в ближайшие годы.

Заключение

GloFish представляют собой знаковое применение генной инженерии для создания уникальной декоративной аквариумной рыбы. Вставив гены медуз и кораллов, ученые активировали данио-рерио, чтобы они флуоресцировали в ослепительном спектре цветов. Их разработка открыла как возможности, так и дебаты о трансгенных питомцах. Хотя технические и нормативные проблемы еще остаются, GloFish застолбили за собой место популярной флуоресцентной рыбы на рынке аквариумов.