La creciente población humana necesita alimentos nutritivos y la acuicultura del salmón ofrece una solución prometedora. Sin embargo, la industria salmonera enfrenta obstáculos de sostenibilidad, desde el impacto ambiental hasta el bienestar de los peces. Aquí es donde la edición del genoma entra en escena, ejerciendo el poder del mejoramiento de precisión para abordar estos desafíos.
En un estudio realizado por los científicos del Institute of Marine Research y de la University of Bergen lograron la primera edición base en una especie de pez de acuicultura: el salmón del Atlántico. La edición de bases permite cambios específicos y específicos en el ADN del pez, allanando el camino para la introducción de rasgos beneficiosos.
Edición del genoma
La edición del genoma presenta un enfoque prometedor para la crianza de precisión, donde cambios precisos y específicos permiten la introducción de rasgos genéticos que llevarían mucho tiempo y serían difíciles de lograr mediante el mejoramiento convencional.
En otras palabras, la ingeniería genética permite diseñar peces de acuicultura que sean más resistentes a las enfermedades, maduren a una edad más avanzada, tengan un crecimiento mejorado y un mejor estado nutricional.
La edición del genoma se ha empleado para acelerar la domesticación de la caballa del Pacífico (Scomber japonicus); y se ha empleado para mejorar la tasa de crecimiento y la resistencia a enfermedades en los peces y ostras.
Recientemente una publicación de un equipo internacional de científicos publicaron una guía para evaluar el riesgo-beneficio de la edición genética en las especies acuícolas.
CBE AncBE4max de cuarta generación
En el primer estudio, los investigadores se centraron en el gen de pigmentación Slc45a2, con el objetivo de crear salmón albino. Ellos emplearon CBE AncBE4max de cuarta generación para convertir C en T en el miembro 2 de la familia de portadores de solutos del gen de pigmentación 45.
Los científicos inyectaron embriones de salmón con un cóctel de moléculas: AncBE4max mRNA (el editor base) y gRNA (una molécula guía dirigida al gen específico). Esta «edición quirúrgica» dirigida transformó con éxito un nucleótido C en un T, introduciendo un codón de parada prematuro y, en última instancia, convirtiendo al salmón en albino.
Mediante la secuenciación de alto rendimiento, los científicos confirmaron la eficiencia de la edición, alcanzando hasta 89 % en un individuo, con un promedio de 50-66 % dependiendo de la concentración del editor base.
Sin embargo, “a pesar de la impresionante tasa de conversión de C a T, en nuestros datos se notaron varios efectos no deseados, como indeles, ediciones de espectadores y conversiones incorrectas”, advirtieron los científicos.
CRISPR/Cas9
El estudio también exploró CRISPR/Cas9, otra técnica de edición genética que ha sido aplicada en especies acuícolas. Los científicos lo utilizaron para insertar mutaciones puntuales precisas dentro del gen Slc45a2. Curiosamente, la eficacia de esta inserción varió dependiendo de la ubicación de la mutación dentro del sitio objetivo.
El sistema CRISPR/Cas consta de una molécula de ARN prediseñadas que guía una endonucleasa asociada a CRISPR hacia el sitio objetivo de interés. La nucleasa inicia una rotura de doble hebra (DSB) del ADN, que posteriormente es reparada mediante los mecanismos de reparación endógenos de la célula.
Potencial de la edición del genoma en la salmonicultura
Estos resultados innovadores demuestran el inmenso potencial de la edición del genoma en la acuicultura del salmón. Al crear peces con mayor resistencia a las enfermedades, maduración retrasada para un crecimiento óptimo u otras características beneficiosas, podemos trabajar hacia una industria más sostenible:
- Reducción del impacto ambiental: Los peces resistentes a enfermedades requieren menos antibióticos y productos químicos, lo que minimiza la contaminación.
- Mejora del bienestar de los peces: Al optimizar las tasas de crecimiento y retrasar la maduración, podemos crear vidas más cortas y menos estresantes para el salmón de piscifactoría.
- Nutrición mejorada: El salmón con perfiles nutricionales específicos puede contribuir a dietas más saludables para los consumidores.
Sin embargo, el camino a seguir no está exento de desafíos. Aún es necesario abordar la percepción pública, los marcos regulatorios y las consideraciones éticas. No obstante, el éxito de este estudio marca un salto significativo en la acuicultura del salmón.
Conclusión
“La aplicación de herramientas de edición del genoma que permitan cambios precisos en esta especie es un paso hacia la cría de precisión en la acuicultura y la introducción de rasgos que promuevan una industria más sostenible”, concluyeron los investigadores.
Asimismo indicaron que a pesar de los efectos no deseados, los resultados del estudio sugirieron que CBE AncBE4max ofrece una vía simple y eficiente de convertir bases simples en el salmón.
Con una investigación continua y un desarrollo responsable, la edición del genoma puede ayudar a garantizar un futuro en el que el salmón delicioso y nutritivo prospere junto con un planeta saludable.
El estudio se realizó en el marco del proyecto TUNESAL, financiado por Research Council of Norway.
Contacto
Rolf Brudvik Edvardsen
Institute of Marine Research, Bergen, Norway
Email: rolfbe@hi.no
Referencia (acceso abierto)
Mari Raudstein, Anne Hege Straume, Erik Kjærner-Semb, Morten Barvik, Ståle Ellingsen, Rolf Brudvik Edvardsen. 2024. Highly efficient in vivo C-to-T base editing in Atlantic salmon (Salmo salar) – A step towards aquaculture precision breeding, Aquaculture, Volume 581, 2024, 740487, ISSN 0044-8486,
https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2023.740487.
