La carpa herbívora (Ctenopharyngodon idella) es un pilar de la acuicultura de agua dulce china, apreciada por su rápido crecimiento y alta productividad. Sin embargo, la endogamia y los factores de estrés ambiental han provocado una disminución de la diversidad genética y la resistencia a las enfermedades.
Un estudio innovador publicado en la revista Reproduction and Breeding, por científicos de la Southwest University, demuestra cómo la edición genómica CRISPR/Cas9 puede abordar estos desafíos mediante la creación de una variante de carpa herbívora dorada visualmente impactante con potencial valor comercial y ornamental.
Edición genética y acuicultura de la carpa
La carpa herbívora dorada, apreciada por su color corporal dorado, se enfrenta a desafíos como la escasez de recursos naturales de germoplasma y la dependencia a largo plazo de la endogamia, lo que resulta en crías con coloración moteada, altas tasas de deformidad y menor resistencia a enfermedades.
En este sentido, el desarrollo de tecnologías de edición genómica, como CRISPR/Cas9, ha permitido la alteración específica de rasgos en organismos. Esta tecnología se ha utilizado para mejorar rasgos deseables en muchas especies de peces, como la tasa de crecimiento, el color corporal y la masa muscular.
Los investigadores han mutado con éxito el gen PI4KB de la carpa herbívora para generar mutantes con mayor crecimiento y resistencia a enfermedades. Los autores de este estudio utilizaron el sistema CRISPR/Cas9 para alterar el gen tyrb y producir mutantes de carpa herbívora dorada.
Metodología
Los investigadores utilizaron la edición genética CRISPR/Cas9 para mutar el gen tyrb en la carpa herbívora. El gen tyrb participa en la producción de melanina. Ellos utilizaron desove artificial inducido por hormonas para obtener embriones unicelulares. Posteriormente, microinyectaron una mezcla de ARN guía (ARNg) y proteína Cas9 para mutar el gen tyrb. La alteración del gen tyrb dio lugar a un fenotipo dorado distintivo, con reducción o ausencia de melanóforos.
El estudio representa la primera aplicación de la tecnología de edición genómica CRISPR/Cas9 en la carpa herbívora. Los resultados podrían ser significativos para la futura producción de nuevo germoplasma de carpa herbívora dorada.
Principales hallazgos
Los investigadores obtuvieron embriones unicelulares de carpa herbívora mediante desove artificial inducido con hormonas. Inyectaron ARNg y proteína Cas9 en los embriones para mutar el gen tyrb.
Los autores descubrieron que el gen tyrb presenta una alta expresión en los tejidos de la piel y las aletas. La alteración del gen tyrb resultó en un fenotipo dorado, con reducción o ausencia de melanóforos. El uso de múltiples ARNg resultó en una alta tasa de mutación.
Al inyectar componentes CRISPR/Cas9 en embriones unicelulares, los investigadores lograron una alta eficiencia de mutación (hasta un 60 %) y observaron:
- Color corporal dorado debido a la pérdida de melanina.
- Ojos rojos, lo que distingue a los mutantes de las variantes naturales de la carpa herbívora dorada.
- Preservación de los Xantóforos, lo que garantiza una coloración vibrante.
En comparación con la carpa herbívora dorada de ojos negros tradicional, estos mutantes de ojos rojos no solo poseen un mayor valor ornamental, sino que también muestran una coloración estable (gracias a la pérdida irreversible de melanóforos), eliminando fundamentalmente el deterioro del color inducido por la endogamia.
Aplicaciones potenciales
Los resultados de este estudio demuestran que CRISPR/Cas9 puede utilizarse para modificar el genoma de la carpa herbívora y producir nuevo germoplasma. Los autores afirman que este método puede ayudar a criar carpas herbívoras con características mejoradas, como resistencia a enfermedades, hueso intermuscular y masa muscular.
En este sentido las principales ventajas son:
- Mayor valor de mercado: La carpa herbívora dorada suele venderse al doble del precio de sus contrapartes silvestres.
- Fenotipo estable: A diferencia de las variantes doradas naturales (propensas a la pigmentación irregular y defectos de endogamia), los peces editados con CRISPR mantienen una coloración uniforme.
- Potencial de resistencia a enfermedades: El estudio sugiere que este método podría adaptarse para mejorar otras características como el crecimiento y la inmunidad.
Conclusión
Este estudio marca la primera aplicación exitosa de CRISPR/Cas9 en carpas herbívoras, lo que ofrece una vía para desarrollar cepas de alto valor genéticamente mejoradas. El fenotipo dorado no solo satisface la demanda estética, sino que también subraya el potencial de la edición genética en la acuicultura sostenible.
En este sentido, Los hallazgos representan un avance crucial en la cría de carpa herbívora mediante diseño molecular. El germoplasma dorado estable desarrollado podría transformar las prácticas acuícolas, impulsando la industrialización de variedades ornamentales y comestibles de alto valor.
El estudio fue financiado por Agriculture Biobreeding Major Project y Fundamental Research Funds for the Central Universities.
Contacto
Xingyong Liu
Key Laboratory of Freshwater Fish Reproduction and Development (Ministry of Education), Key Laboratory of Chongqing Municipality for Aquatic Economic Animal Resources Conservation and Germplasm Creation, School of Life Sciences, Southwest University
Chongqing, 400715, China
Email: liuxy2020@swu.edu.cn
Referencia (acceso abierto)
Zhao, P., Cheng, J., Zhang, L., Li, W., Dai, S., Li, M., Wang, D., & Liu, X. (2025). Highly efficient disruption of tyrb gene using CRISPR/Cas9 in grass carp (Ctenopharyngodon idella). Reproduction and Breeding, 5(1), 38-44. https://doi.org/10.1016/j.repbre.2024.12.003
