Modifikace genomu u velkých zvířat byla vždy náročným úkolem a donedávna existovalo jen málo použitelných technologií. Geneticky modifikovaná velká zvířata však nabízejí široké možnosti využití nejen v produkci masa, mléka a vlny, ale také jako bioreaktory pro výrobu rekombinantních proteinů či jako modely lidských onemocnění. Hromadné využití těchto technologií však komplikuje nízká efektivita při získávání modifikovaných jedinců.

Podle FAO bude nutné do roku 2050 zvýšit produkci potravin o 70 %, aby bylo možné uspokojit rostoucí poptávku. Genetická modifikace tradičních plemen pomocí moderních technologií editace genomu může přispět například k vyšší produkci masa. Ovce jsou vhodným modelem pro genetické úpravy díky své menší velikosti a krátké době březosti. Úprava genu pro myostatin u plemen, jako je Merino, by mohla zvýšit produkci masa u zvířat, která současně produkují vysoce kvalitní vlnu.

Technologie CRISPR/Cas9, původně odvozená z bakteriálního imunitního systému, se ukázala jako mimořádně účinný nástroj i pro genetickou modifikaci ovcí. Vědci z Uruguaye a Francie tuto metodu použili ke snížení exprese genu pro myostatin (MSTN), který reguluje růst svalů a zabraňuje jejich nadměrnému zvětšení. Mikroinjekce CRISPR/Cas9 RNA do ovčích zygot vedla k narození jehňat s mutacemi v MSTN genu, což způsobilo zvýšení tělesné hmotnosti ve srovnání s kontrolními jedinci. Z embryí analyzovaných Sangerovou sekvenací byla polovina mutantních. Z 53 přenesených blastocyst se narodilo 22 jehňat, z nichž 10 neslo mutace v MSTN, přičemž osm mělo mutace v obou alelách. Western blot analýza potvrdila nepřítomnost myostatinu u homozygotních jedinců.

Studie prokázala, že technologie CRISPR/Cas9 ve spojení s mikroinjekcí do zygot je účinnou metodou, která s vysokou efektivitou (46 %) indukuje mutace vedoucí k narození živých potomků s mutacemi v jedné nebo obou alelách cílového genu. Navíc je tato technologie rychlá, snadno proveditelná a méně nákladná než dřívější metody transgenoze, a proto nabízí možnosti pro tvorbu geneticky modifikovaných zvířecích modelů jak v biomedicíně, tak v živočišné výrobě. V budoucnu by tato technologie mohla být využita i pro produkci rekombinantních proteinů u ovcí prostřednictvím homologní rekombinace. Studie tak ukazuje, že CRISPR/Cas9 lze efektivně využít pro genetickou modifikaci hospodářských zvířat za účelem zlepšení produkce i pokročilých biomedicínských výzkumů. I přes tento pokrok však stále existují výzvy v efektivitě získávání geneticky modifikovaných jedinců.

Aktualizace ke dni: 26.9.2024