Každoročně se ve Spojených státech chovají miliony sumců, kteří tvoří více než polovinu produkce celé americké akvakultury. V roce 2021 vyprodukovaly tamní farmy 139 milionů kilogramů této oblíbené ryby. Bohužel však až 40 % chovaných sumců umírá na infekce, což je pro toto odvětví velký problém. Ztráty nejen zvyšují náklady na chov, ale také představují environmentální zátěž kvůli plýtvání zdroji i produkci odpadu. Vědci hledají řešení i pomocí genetického inženýrství, konkrétně úprav genomu sumců za použití pokročilé technologie CRISPR/Cas9.

Tým výzkumníků z Auburn University experimentoval s vložením genu katelicidinu (As-Cath) pocházejícího z aligátora čínského (Alligator sinensis) do genomu sumečka tečkovaného (Ictalurus punctatus). Katelicidin je antimikrobiální protein, který chrání aligátory před infekcemi, například z ran po jejich soubojích. Tento protein působí jako účinná obrana proti bakteriím. Hypotéza výzkumníků byla zjistit, zda jeho vložení zvýší také odolnost ryb vůči bakteriálním chorobám běžným v akvakultuře.

Unikátní přístup vědců zahrnoval cílené nahrazení genu kódujícího lutripon (luteinizační hormon, lh), klíčový pro reprodukci ryb, genem pro katelicidin. Tato genetická úprava měla dvojí efekt: ryby se staly odolnějšími vůči infekcím a zároveň sterilními, což minimalizuje riziko, že by se geneticky upravení jedinci při případném úniku z akvakulturních zařízení do volné přírody zkřížili s divokými populacemi sumečků. Plodnost GM ryb lze však obnovit pomocí hormonální terapie, což umožňuje chovatelům jejich řízenou reprodukci.

Praktické testy ukázaly, že GM ryby mají dvakrát až pětkrát vyšší šanci na přežití v prostředí kontaminovaném bakteriemi než běžné ryby. Výzkum to prokázal ve vodních nádržích uměle infikovaných bakteriemi Flavobacterium covae anebo Edwardsiella ictaluri, které jsou známými původci nemocí sumců. Výsledky rovněž potvrdily, že gen katelicidinu je stabilně exprimován v různých tkáních modifikovaných ryb, což naznačuje dlouhodobou účinnost této genetické inovace.

Tento inovativní přístup má obrovský potenciál nejen pro zvýšení efektivity chovu, ale i pro zlepšení udržitelnosti akvakultury. Odolnější ryby sníží množství použité vody, krmiva i antibiotik i produkci odpadu. Sterilita ryb navíc eliminuje riziko, že by upravené geny kontaminovali divoké populace v jejich přirozeném prostředí. Navzdory slibným výsledkům je však stále produkce geneticky modifikovaných ryb technicky náročná a vyžaduje další zdokonalení. Rovněž schválení takových ryb regulačními orgány jako potraviny může trvat roky, jako tomu bylo při schvalování GM lososa AquAdvantage, který získal povolení po více než 25 letech. Otázkou zůstává i přijetí veřejností. Přestože je protein z aligátorů deaktivován vařením a konzumace těchto GM ryb je tedy považována za bezpečnou, někteří spotřebitelé mohou mít obavy z geneticky modifikovaných potravin.

Vědci věří, že genetická modifikace sumců má potenciál transformovat akvakulturu. Vkládání genů, jako je katelicidin, by však nemělo být náhradou tradičního šlechtění, ale spíše jeho doplňkem. Kombinace metod by mohla urychlit inovace a zvýšit důvěru v moderní technologie. Pokud se podaří překonat současné překážky a získat podporu veřejnosti, mohli by tito odolní sumci změnit způsob chovu ryb na celém světě.

Aktualizace ke dni: 12.12.2024