History, Creation and Use of Transgenic Fish

Аквакультура залишається одним з швидкозростаючих секторів виробництва білків тваринного походження у світі.Зі збільшенням попиту на продукти харчування, отриманих шляхом аквакультури, виникла потреба в більш ефективних технологічних системах, що переважають традиційні за прискореними темпами росту риби, ефективністю конверсії корму, зменшенням смертності від хвороб та пов'язаним з ним використання хімікатів, низьким рівнем кисню, низькою плодючістю.Біотехнологія відкрила нові можливості для розвитку генетичних ресурсів аквакультури.Нового поштовху біотехнологія обєктів аквакультури зазнала завдяки розвитку генетичної інженерії.Риби виявилися одними із найзручніших тваринних обєктів молекулярної біотехнології.Це обумовлено їх багатоплідністю, здатністю до зовнішнього запліднення та розвитку ебріонів поза організмом матері.Трансгенні риби створені з різною метою: 1) модельні системи в генетиці, біології розвитку, токсикології, фізіології, фармакології; 2) продуктивні тварини, що характеризуються швидким ростом, толерантністю до холоду, стійкістю до інфекцій 3) риби-біореактори для експресії біохімічно важливих білків; 4) тестерні об'єкти для виявлення токсичності середовища; 5) декоративні лінії в акваріумістиці.З розвитком генної інжеренерії вдосконалювались методи створення трансгенних риб та інших об'єктів аквакультури.В даний час використовується декілька способів отримання трансгенних риб, усі вони полягають у використанні трансгенної конструкції з промотором і чужорідним геном.На першому етапі чужорідний ген (трансген), що переноситься в організм господаря, інтегрують у вектор, на другому етапі за допомогою клонуючоговектора ген вбудовують в геном господаря.В якості векторів на перших етапах використовували плазміди E. сoli, що здатні реплікуватися з високою копійністю у клітинах господаря.Необхідна для переносу послідовність ДНК була вбудована в клонуючий (або експресуючий) вектор за допомоги рестрикційних ферментів, щоб створити комплементарні кінці, а також лігази, щоб закріпити інтеграцію.Такий класичнй підхід до клонування, що займає багато часу, неефективний, тому що іноді важко знайти сайти рестрикції в цільовій послідовності ДНК.На сьогодні використовують інші методи клонування цільової ДНК, які мають переваги за швидкістю.Для введення трансгенів в геном риб використовують декілька різноманітних векторів: плазміди E. coli, бактеріальні штучні хромосоми (БШК, Bacterial artificial chromosomes (BAC)), фосміди (fosmids), ретровіруси, транспозони.Інженерія індивідуальних нуклеаз дозволяє індукувати дволанцюгові розриви послідовності ДНК (doublestrandbreaks, DSBs), які потім використовують для Водні біоресурси та аквакультура наступних модифікацій.Три методи отримали найширше використання: 1) короткі паліндромні повтори, регулярно розташовані групами (clustered regularly inter spacedshort palindromicrepeats, CRISPRs); 2) транскрипційно активатор-подібні ефекторнінуклеази (transcriptionactivatorlikeeffectornucleases, TALENs); 3) нуклеази цинкових пальців (zinc finger nucleases, ZFNs).Розвиток ГМ-риб давно викликав дискусії щодо можливого впливу на навколишнє середовище Основні екологічні застереження щодо потрапляння трансгенних риб у природні екосистеми стосуються їх конкуренції з дикими популяціями, міграції трансгену в генофонд диких видів, та екологічні зміни, які вони викликають.Ключові слова: аквакультура, генетично модифікована риба, трансгенез, екологічні ризики.Вступ.Неухильне зростання населеня Землі потребує постійного збільшення обсягів виробництва продуктів харчування, за даними ФАО ще зпочатку1980-тих років більшість природних запасів у морських водах було виловлено на максимально можливих рівнях.Аквакультура залишається одним з найбільш швидкозростаючих секторіввиробництвабілків тваринного походження у всьому світі.Фактично, це єдине виробництво продукції тваринництва, яке зростає швидше, ніж населення землі, і цим забезпечує прийнятне доповнення і заміщення виловленої риби.У 2014 році вперше аквакультура дала людству більше продукції рибництва ніж рибальство.За прогнозами, ця частка аквакультури зросте до 62 % до 2030 року [1] (ФАО, 2014 рік).Починаючи з 1961року, темпи росту споживання риби у світі вдвічі перевищують темпи приросту населення планети, доказуючи, що рибогосподарському сектору відведена виключно важлива роль у рішенні поставленого ФАО завдання по створенню світу, вільного від проблеми голоду і неповноцінного харчування.Загальний об'єм виробництва продукції аквакультури (водні рослини включно) досягнув у 2016 році 110,2 млн.тонн.Споживання риби збільшилось з 9,0 кг у 1961 році до 20,2 кг у 2015 році, тобто його щорічний приріст склав у середньому півтори відсотки [4; 6].У 2017 році на частку риби припадало близько 17 % тваринного білка і 7 % всього споживаного білка в раціоні світового населення.Більше 3,3 млрд.людей отримували з риби понад 20 % тваринного білка [6].Зі збільшенням попиту на продукти харчування, отриманих шляхом аквакультури, виникла потреба в більш ефективних технологічних системах, що переважають традиційні за прискореними темпами росту риби, ефективністю конверсії корму, зменшенням смертності від хвороб та пов'язаним з ним використання хімікатів, низьким рівнем кисню, низькою плодючістю [7; 8].Біотехнологія відкрила нові можливості для розвитку генетичних ресурсів аквакультури.Нового поштовху біотехнологіяобєктів аквакультури зазнала завдяки розвитку генетичної інженерії.