Platýs se zvýšenou svalovou hmotou
- organismus: platýs
- nová vlastnost: zvýšení svalové hmoty ryb
- zacíleno na: šlechtitele/chovatele, zpracovatele/prodejce
- technika vzniku: CRISPR/Cas9
- povoleno v EU: ne
(c) Ing. Barbora Hošková, VŠCHT Praha
V roce 2019 provedl vědecký tým z Jižní Koreje genovou editaci u druhu platýse japonského (Paralichthys olivaceus). Cílovým byl gen MSTN, kódující protein myostatin, který funguje jako negativní regulátor růstu svalové hmoty. Editace byla provedena pomocí technologie CRISPR/Cas9, kdy byla do oplozených vajíček v raném stádiu vývoje mikroinjekcí dodána Cas9 mRNA a specifické gRNA cílené na první exon genu PoMSTN (MSTN genu P. olivaceus).
Úspěšnost editace byla ověřena pomocí detekce nepřesného párování bazí metodou T7E1, která potvrdila přítomnost změn v cílovém genu. Výsledkem cíleného zásahu do exonu bylo narušení sekvence PoMSTN (knock-out) genu, tedy omezení jeho funkce, což vedlo k výraznému zvýšení svalové hmoty u editovaných ryb. Výzkumníkům se podařilo získat bialelické mutanty PoMSTN−/−, u nichž se projevil fenotyp tzv. dvojitého osvalení („double-muscled“), známý i u některých savců. Tyto ryby měly výrazně větší svalovou hmotu, robustnější tělo (např. výšku svaloviny 28 mm oproti 24 mm u divokého typu) a vyšší kondiční faktor, což z nich činí slibný chovný kmen s vysokým ekonomickým potenciálem.
Bylo rovněž prokázáno, že nárůst svalové hmoty byl způsoben hyperplazií (zvýšením počtu svalových vláken), nikoli hypertrofií (jejich zvětšením). Vzhledem k tomu, že kosterní svalovina představuje hlavní jedlou část ryby, má narušení PoMSTN významný dopad na zvýšení komerčního využití.
Platýs japonský je významný akvakulturní druh v Koreji, Číně a Japonsku, avšak jeho embrya mají tvrdý chorion, který ztěžoval doručení genetického materiálu. Vědci proto vyvinuli optimalizovaný mikroinjekční systém, aby tuto bariéru překonali. Současně zdokonalili i CRISPR/Cas9 protokol, který vykázal vysokou účinnost mutací v somatických tkáních (např. 75,6 % pro sgRNA-#1), což převyšuje úroveň dosaženou u některých jiných akvakulturních druhů. Díky tomu bylo možné výrazně urychlit šlechtitelský proces a získat stabilní linii s narušeným PoMSTN již v generaci F1.
Výsledky jsou zaznamenány v databázi Gene-edited Animal Database spravované organizací ISAAA (International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications). Kromě této korejské modifikace (ID 140) je zde evidována také studie čínského týmu z roku 2021 (ID 141). Ten provedl u stejného druhu genovou editaci embryí metodou CRISPR/Cas9 za využití elektroporace, při níž byly do buněk zavedeny Cas9 mRNA a gRNA cílené na geny PoMSTN a gsdf (Gonadal soma-derived factor), který ovlivňuje reprodukci. Ani v tomto případě nedošlo k vložení cizí DNA, jednalo se tedy také o editaci typu SDN-1.
Celkově publikace i záznamy v ISAAA databázi dokládají, že vědci úspěšně využívají moderní technologii CRISPR/Cas9 bez použití cizí DNA s cílem geneticky upravovat ryby pro zemědělské, konkrétně akvakulturní, účely.
Aktualizace ke dni: 11.12.2025
Původní vědecké zdroje:
Kim, J., Cho, J.Y., Kim, J.W., Kim, H.C., Noh, J.K., Kim, Y. et al. CRISPR/Cas9-mediated myostatin disruption enhances muscle mass in the olive flounder Paralichthys olivaceus. Aquaculture, 2019, 512, 734336. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2019.734336
Wang, L., Tan, X., Wu, Z.. Wand, L., Jiao, S. Zou, Y. et al. Targeted mutagenesis in the olive flounder (Paralichthys olivaceus) using the CRISPR/Cas9 system with electroporation. Biologia, 2021, 76, 1297-1304. https://doi.org/10.2478/s11756-020-00677-7
Ostatní zdroje:
https://www.isaaa.org/animalbiotechdatabase/details/default.asp?ABDEntryID=140&RegProcess=0
https://www.isaaa.org/animalbiotechdatabase/details/default.asp?ABDEntryID=141&RegProcess=0