Genética

Potencial de la edición del genoma para mejorar la reproducción y la producción en la acuicultura

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By Milthon Lujan

Reino Unido.- Científicos de la University of Edinburgh y del Institute of Marine Research (Noruega) publicaron una revisión científica sobre el potencial de la edición del genoma para mejorar la reproducción y la producción en la acuicultura.

La mayoría de especies acuáticas de cultivo todavía se originan en el medio silvestre o están en las primeras etapas de la domesticación, lo que sugiere que existe una variación genética importante para los rasgos de importancia económica. La biología reproductiva de las especies acuáticas pueden adaptarse a la aplicación de la genética y las tecnologías de reproducción, lo que permite una alta intensidad de selección y, por lo tanto, una ganancia genética.

El rendimiento reproductivo de los reproductores genéticamente mejorados junto con la facilidad de transporte de huevos y juveniles, también significa que la amplia difusión de poblaciones mejoradas puede tener un rápido impacto en la producción. Además, con el desarrollo de arrays de SNP de alta densidad y el genotipado de rutina por secuenciación, la selección genómica se ha convertido en el estado del arte en varios importantes sectores acuícolas en todo el mundo, ofreciendo precisiones de selección más altas que la selección basada en fenotípicos y pedigrí.

Sin embargo, el progreso genético en la reproducción selectiva está limitado por la heredabilidad de los rasgos objetivo, el intervalo de generación de las especies, y la necesidad de dirigirse de múltiples rasgos en el objetivo de reproducción. Además, los programas de mejoramiento avanzado suelen ser sistemas cerrados, y se limitan a la variación genética permanente en los reproductores (que generalmente se obtienen de una muestra limitada de poblaciones silvestres), y una nueva variación que proviene de nuevas mutaciones. Las tecnologías de edición del genoma, como CRISPR/Cas9, ofrece nuevas soluciones y oportunidades en cada una de estas áreas.

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Estado actual de la edición del genoma en especies acuícolas

La edición del genoma usando CRISPR/Cas9 ha sido aplicada in vivo y/o líneas celulares de varias especies acuícolas como el salmón del Atlántico (Salmo salar), trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss), carpas, bagres, tilapia, dorada y la ostra del Pacífico. El estudio presenta una tabla con los detalles.

Uno de los mayores grupos de especies acuáticas donde el éxito de la edición de CRISPR/Cas9 aún no han sido reportados son los camarones Penaeus, que puede deberse a limitaciones prácticas.

Los rasgos objetivo de producción para los estudios de edición del genoma en las especies acuícolas a la fecha incluyen la esterilidad, el crecimiento y la resistencia a las enfermedades. Crear animales estériles para la acuicultura es deseable para prevenir la introgresión con las poblaciones silvestres y para evitar la consecuencias de producción negativa de la maduración temprana; en este contexto, CRISPR/Cas9 viene siendo usado para inducir la esterilidad en el salmón del Atlántico y los bagres.

Algunas razones prácticas por las cuales la edición del genoma tiene tanto potencial para la investigación y aplicaciones en especies de acuicultura son la facilidad de acceso a muchos miles de embriones fertilizados externamente y el gran tamaño de esos embriones que facilitan la microinyección a mano. La capacidad de usar grandes familias nucleares permite un grado de control de los efectos genéticos de fondo, con un tamaño de muestra amplio que se puede lograr para comparaciones posteriores de individuos editados con éxito con sus homólogos de hermanos completos sin editar.

Algunas conclusiones

Los autores de la revisión científica concluyen que las diferentes categorías de aplicaciones de edición del genoma incluyen: (i) el descubrimiento de variantes causales subyacentes a QTL individuales o múltiples que afectan los rasgos de interés, y la subsiguiente fijación de los alelos favorables mediante la edición; (ii) la introgresión mediante la edición de alelos favorables en sistemas de reproducción cerrados de otras poblaciones, cepas o especies; y (iii) la creación y el uso de alelos de novo con efectos positivos en el rasgo de interés.

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Referencia (abierto):
Remi L. Gratacap, Anna Wargelius, Rolf Brudvik Edvardsen, Ross D.Houston. Potential of Genome Editing to Improve Aquaculture Breeding and Production. Trends in Genetics. https://doi.org/10.1016/j.tig.2019.06.006
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016895251930126X 

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