Elena Rice, Mark Cigan and Mandy Schmidt dla Progressive Dairy<\/p>\n\n\n\n
Wi\u0119kszo\u015b\u0107 ludzi uwa\u017ca opiek\u0119 nad zwierz\u0119tami za moraln\u0105 odpowiedzialno\u015b\u0107. Ale dla rolnik\u00f3w jest to co\u015b wi\u0119cej. Podstawowym celem rolnika jest piel\u0119gnowanie i ochrona zwierz\u0105t. Ich utrzymanie zale\u017cy od wsp\u00f3\u0142czucia innym \u017cywym stworzeniom. Zdrowe zwierz\u0119 to zwierz\u0119 produktywne.<\/p>\n\n\n\n
Wydajno\u015b\u0107 stada mlecznego jest wypadkow\u0105 potencja\u0142u genetycznego i wp\u0142ywu \u015brodowiska, w mniejszym lub wi\u0119kszym stopniu. Na przyk\u0142ad choroby rozprzestrzeniaj\u0105ce si\u0119 przez klatki dla ciel\u0105t dotykaj\u0105 wszystkich zwierz\u0105t, nie zwa\u017caj\u0105c na ich potencja\u0142 genetyczny. Ciel\u0119 o warto\u015bci Net Merit 200 USD (NM $) choroba mo\u017cne dotkn\u0105\u0107 tak samo, jak elitarn\u0105 matk\u0119 przysz\u0142ego dawcy o warto\u015bci 1000 USD NM $.
<\/p>\n\n\n\n
Syndrom oddechowy u ciel\u0105t (BRD- Bovine Respiratory Disease) jest jedn\u0105 z najcz\u0119stszych i najbardziej kosztownych chor\u00f3b dotykaj\u0105cych przemys\u0142 mleczarski i wo\u0142owy. Nawet najbardziej skrupulatni hodowcy ciel\u0105t mog\u0105 pa\u015b\u0107 ofiar\u0105 fatalnych objaw\u00f3w BRD: ekstremalnych trudno\u015bci w oddychaniu, wysokiej gor\u0105czki oraz wydzieliny z nosa i \/ lub oka.<\/p>\n\n\n\n
Pomimo naszych najlepszych stara\u0144, jako opiekun\u00f3w zwierz\u0105t z nowoczesn\u0105 medycyn\u0105, BRD nadal dewastuje populacje ciel\u0105t, powoduj\u0105c znaczne upadki. Straty ekonomiczne wyst\u0119puj\u0105 r\u00f3wnie\u017c w wyniku zmniejszenia przyrostu masy cia\u0142a, koszt\u00f3w leczenia, koszt\u00f3w pracy i zmniejszenia wydajno\u015bci produkcji w p\u00f3\u017aniejszym okresie \u017cycia.<\/p>\n\n\n\n
Wielkie nadzieje, zwi\u0105zane ze zwi\u0119kszaniem odporno\u015bci zwierz\u0105t na BRD i podobne choroby, pok\u0142adane s\u0105 w nowych technologiach takich, jak edycja gen\u00f3w. Edycja gen\u00f3w jest najczystszym i najzdrowszym sposobem zmniejszenia cierpienia zwierz\u0105t z powodu chor\u00f3b. W rezultacie szczepienia dla zwierz\u0105t gospodarskich i podawanie antybiotyk\u00f3w mo\u017cna znacznie zmniejszy\u0107. Zwierz\u0119ta mog\u0105 mie\u0107 wy\u017csz\u0105 jako\u015b\u0107 \u017cycia przy mniejszej liczbie chor\u00f3b i niepotrzebnego cierpienia. B\u0119d\u0105 r\u00f3wnie\u017c osi\u0105ga\u0107 lepsze wyniki przy mniejszej liczbie wyzwa\u0144 \u015brodowiskowych ograniczaj\u0105cych potencja\u0142 genetyczny. Nigdy w historii hodowli zwierz\u0105t nie by\u0142o lepszej okazji, aby pom\u00f3c zwierz\u0119tom dobrze funkcjonowa\u0107 w stanie naturalnym.<\/p>\n\n\n\n
Ludzie udomowili zwierz\u0119ta w celu produkcji \u017cywno\u015bci tysi\u0119ce lat temu. Jeszcze przed latami 60-tymi XIX wieku, kiedy Gregor Mendel wprowadzi\u0142 poj\u0119cie dziedziczenia genetycznego, rolnicy nie\u015bwiadomie wybi\u00f3rczo kojarzyli zwierz\u0119ta w celu uzyskania preferowanych cech genetycznych. Najzdrowsi i najbardziej produktywni rodzice tworzyli jako swoje potomstwo, najbardziej niezawodne \u017ar\u00f3d\u0142o po\u017cywienia.<\/p>\n\n\n\n
Nowoczesna technologia z testami genomowymi pozwala na korelacj\u0119 widocznej wydajno\u015bci z lokalizacjami kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) zwierz\u0119cia. Na przyk\u0142ad zidentyfikowano geny, kt\u00f3re zwi\u0119kszaj\u0105 produkcj\u0119 mleka i negatywnie wp\u0142ywaj\u0105 na p\u0142odno\u015b\u0107. Nowoczesne programy hodowlane mog\u0105 mie\u0107 strategiczne znaczenie przy podejmowaniu decyzji, kt\u00f3re geny nale\u017cy wprowadzi\u0107 do stada.<\/p>\n\n\n\n
Prawdopodobnie najbardziej wp\u0142ywowym narz\u0119dziem ewolucji genetycznej byd\u0142a mlecznego by\u0142a \u201edobra staromodna\u201d sztuczna inseminacja (A.I.). Ojcowie s\u0105 intensywnie wybierani pod k\u0105tem preferowanych cech. Tylko najbardziej po\u017c\u0105dani \u201enosiciele cech genetycznych\u201d tworz\u0105 nast\u0119pne pokolenie. Edycja gen\u00f3w nie jest rewolucyjn\u0105 koncepcj\u0105 w por\u00f3wnaniu do wp\u0142ywu sztucznej inseminacji i selekcji genomowej. Jest to po prostu ewolucja tego, co ju\u017c robi\u0105 rolnicy: d\u0105\u017cenie do bezpiecznego i wydajnego \u017cywienia \u015bwiata.<\/p>\n\n\n\n
Edycja gen\u00f3w to zaawansowana metoda hodowli, w kt\u00f3rej naukowcy dokonuj\u0105 precyzyjnych poprawek kod\u00f3w genetycznych. Moc polega na przyspieszaniu rozwoju nowych odmian zwierz\u0105t i ro\u015blin. Te odmiany w wi\u0119kszo\u015bci przypadk\u00f3w ju\u017c istniej\u0105 w przyrodzie. Jednak wprowadzenie ich do aktualnie dost\u0119pnego materia\u0142u genetycznego organizm\u00f3w zaj\u0119\u0142oby du\u017co czasu.<\/p>\n\n\n\n
Wykorzystuj\u0105c analogi\u0119 do uproszczonego punktu widzenia, edycj\u0119 gen\u00f3w mo\u017cna traktowa\u0107 jako funkcj\u0119 \u201eznajd\u017a i zamie\u0144\u201d u\u017cywan\u0105 na komputerach do korygowania b\u0142\u0119d\u00f3w pisowni w dokumentach tekstowych. Nici genetyczne maj\u0105 linie kodu \u201ezapisane\u201d w DNA, kt\u00f3re informuj\u0105 kom\u00f3rk\u0119, jak si\u0119 zachowa\u0107. Zamiast zmienia\u0107 litery w dokumencie s\u0142ownym, edycja gen\u00f3w wyszukuje i modyfikuje okre\u015blone nukleotydy, kt\u00f3re sk\u0142adaj\u0105 si\u0119 na DNA.<\/p>\n\n\n\n
Funkcjonalno\u015b\u0107 gen\u00f3w, kt\u00f3r\u0105 czasem mog\u0105 upo\u015bledza\u0107 naturalnie wyst\u0119puj\u0105ce mutacje genetyczne, mo\u017cna poprawi\u0107 dzi\u0119ki edycji gen\u00f3w. Poprawki mog\u0105 pom\u00f3c w wy\u0142\u0105czeniu szkodliwych gen\u00f3w i skorygowaniu mutacji odpowiedzialnych za rozw\u00f3j choroby.
<\/p>\n\n\n\n
Usuni\u0119cie fragmentu DNA odpowiedzialnego za interakcj\u0119 z wirusem i umo\u017cliwienie jego przenoszenia lub replikacji mo\u017ce ostatecznie pozwoli\u0107 kom\u00f3rkom na bycie wolnymi od wirus\u00f3w. W sytuacjach, w kt\u00f3rych po\u017c\u0105dana modyfikacja usuwa cz\u0119\u015b\u0107 kodu genetycznego, proces samoleczenia kom\u00f3rkowego automatycznie naprawia przerwy w DNA.<\/p>\n\n\n\n
Jedn\u0105 z technik edycji gen\u00f3w jest CRISPR-Cas9 (regularnie zgrupowane, przeplatane kr\u00f3tkie powt\u00f3rzenia palindromowe i bia\u0142ko 9 zwi\u0105zane z CRISPR). Ta technika zosta\u0142a zaadaptowana z naturalnie wyst\u0119puj\u0105cego systemu edycji gen\u00f3w wyst\u0119puj\u0105cego w mikroorganizmach. Jest to kombinacja bia\u0142ka Cas9, kt\u00f3re tnie DNA, i programowalnego kwasu rybonukleinowego (RNA), zwanego \u201eprzewodnikiem RNA\u201d. Te RNA mo\u017cna zaprojektowa\u0107 w celu znalezienia dok\u0142adnych cz\u0119\u015bci genomu.<\/p>\n\n\n\n
Edycje DNA mog\u0105 by\u0107 zawarte w kom\u00f3rkach materia\u0142u genetycznego, takich jak kom\u00f3rki plemnik\u00f3w lub zarodki. Zmiany wprowadzone w genach zostan\u0105 przekazane potomstwu. Przysz\u0142e pokolenia odziedziczy\u0142yby lepszy przepisany kod genetyczny poprzez naturaln\u0105 hodowl\u0119.<\/p>\n\n\n\n
Tworzenie zmian lub po\u017c\u0105danych mutacji za pomoc\u0105 CRISPR mo\u017ce by\u0107 bardzo podobne do mutacji DNA, kt\u00f3re ju\u017c wyst\u0119puj\u0105 w naturze. Edycja gen\u00f3w pomaga biologii robi\u0107 to, co dzieje si\u0119 normalnie, tylko troch\u0119 szybciej.<\/p>\n\n\n\n
W ci\u0105gu ostatnich kilku lat dokonano znacz\u0105cych prze\u0142om\u00f3w w badaniach nad edycj\u0105 gen\u00f3w w przestrzeni hodowli zwierz\u0105t. Technologia sta\u0142a si\u0119 na tyle zaawansowana, \u017ce z powodzeniem mo\u017ce by\u0107 stosowana u \u017cywych zwierz\u0105t.<\/p>\n\n\n\n
Przez dziesi\u0119ciolecia producenci wieprzowiny walczyli z wirusem zespo\u0142u rozrodczo-oddechowego \u015bwi\u0144 (PRRSv). \u015awinie, kt\u00f3re zachoruj\u0105 na t\u0119 chorob\u0119, maj\u0105 ekstremalne trudno\u015bci z rozmna\u017caniem si\u0119, powolny wzrost i wysok\u0105 \u015bmiertelno\u015b\u0107. Miliony \u015bwi\u0144 gin\u0105 co roku z powodu tej choroby lub skutk\u00f3w ubocznych, co kosztuje ameryka\u0144ski przemys\u0142 wieprzowy setki milion\u00f3w dolar\u00f3w rocznie. Szczepienia nie by\u0142y skuteczne w zapobieganiu lub leczeniu PRRSv.<\/p>\n\n\n\n
W 2015 r. zesp\u00f3\u0142 naukowc\u00f3w z Genus plc i Uniwersytetu w Missouri podj\u0119li wsp\u00f3\u0142prac\u0119, celem zbadania tej choroby. Odkryli u \u015bwi\u0144 bia\u0142ko o nazwie CD163, kt\u00f3rego potrzebuje wirus, aby przetrwa\u0107 w zwierz\u0119tach. Korzystaj\u0105c z CRISPR-Cas9, z powodzeniem dokonali edycji genu, kt\u00f3ry sprawia, \u017ce bia\u0142ko CD163 wyst\u0119puje w miocie \u015bwi\u0144. Kiedy wystawili miot na dzia\u0142anie PRRSv, wszystkie prosi\u0119ta pozosta\u0142y zdrowe.<\/p>\n\n\n\n
Podczas, gdy nadal czynione s\u0105 post\u0119py w nadziei, \u017ce geny odporne na PRRSv, ratuj\u0105ce \u017cycie, b\u0119d\u0105 dost\u0119pne dla ochrony \u015bwi\u0144 na ca\u0142ym \u015bwiecie, priorytetem Genus jest bezpiecze\u0144stwo i zdrowie ludzkie, a firma jest zobowi\u0105zana do zapewnienia, \u017ce edycja gen\u00f3w stworzy po\u017c\u0105dan\u0105 cech\u0119 i nie tworzy \u017cadnych nieoczekiwanych cech.<\/p>\n\n\n\n
Genus stara si\u0119 o zatwierdzenie przez FDA (Agencja ds. \u017bywno\u015bci i Lek\u00f3w) i b\u0119dzie spe\u0142nia\u0107 wszystkie wymogi FDA w zakresie bada\u0144 i bezpiecze\u0144stwa, a tak\u017ce wymagania innych organ\u00f3w regulacyjnych na rynkach na ca\u0142ym \u015bwiecie. Je\u015bli osi\u0105gnie komercjalizacj\u0119 odpornych na choroby \u015bwi\u0144 po edycji gen\u00f3w, wdro\u017cy sta\u0142y system monitorowania zwierz\u0105t poddanych edycji gen\u00f3w.<\/p>\n\n\n\n
Zastosowanie edycji gen\u00f3w w przemy\u015ble mleczarskim koncentruje si\u0119 na zmniejszeniu wp\u0142ywu \u015bmiertelnych chor\u00f3b. BRD jest z\u0142o\u017con\u0105, ale powszechn\u0105 i kosztown\u0105 chorob\u0105 byd\u0142a. Obejmuje szerok\u0105 gam\u0119 objaw\u00f3w p\u0142ucnych, od przewlek\u0142ych do \u015bmiertelnych chor\u00f3b uk\u0142adu oddechowego.<\/p>\n\n\n\n
Zdarzenia w \u017cyciu m\u0142odego ciel\u0119cia, kt\u00f3re powoduj\u0105 stres, takie jak odsadzanie lub transport, mog\u0105 predysponowa\u0107 ciel\u0119ta do interakcji mi\u0119dzy ich mechanizmami obronnymi a czynnikami zaka\u017anymi. Pocz\u0105tkowy patogen, taki jak wirus, mo\u017ce zmieni\u0107 uk\u0142ad odporno\u015bciowy i nieimmunologiczny ciel\u0119cia, aby umo\u017cliwi\u0107 powstanie toksyny bakteryjnej w dolnych drogach oddechowych.<\/p>\n\n\n\n
Obecnie opracowywany projekt Genus polega na edycji genu, kt\u00f3ry umo\u017cliwia interakcj\u0119 z jedn\u0105 z toksyn zwi\u0105zanych z BRD. Chocia\u017c ten projekt jest wci\u0105\u017c w fazie bada\u0144, to znacz\u0105ce kroki w kierunku eliminacji BRD przynios\u0142yby ogromne korzy\u015bci dla dobrostanu zwierz\u0105t w przemy\u015ble mleczarskim i stabilno\u015bci gospodarczej.<\/p>\n\n\n\n
Istnieje ogromna ch\u0119\u0107 zrozumienia i poprawy odporno\u015bci na wiele chor\u00f3b zwierz\u0105t gospodarskich. Innowacje na tak\u0105 skal\u0119 musz\u0105 by\u0107 oparte na pracy zespo\u0142owej wszystkich aspekt\u00f3w bran\u017cy. Na poziomie gospodarstwa dok\u0142adne gromadzenie danych dotycz\u0105cych wydajno\u015bci i zdarze\u0144 zdrowotnych ma kluczowe znaczenie dla korelacji cech genetycznych. Uchwycenie tego, co rolnicy widz\u0105 po stronie kr\u00f3w w sp\u00f3jnym formacie w oprogramowaniu do zarz\u0105dzania stadem, pomaga znale\u017a\u0107 cechy genetyczne. Osoby odpowiedzialne w gospodarstwie za odch\u00f3w ciel\u0105t, monitorowanie kojc\u00f3w porodowych i w\u0142a\u015bciciel stada maj\u0105 ogromn\u0105 moc wp\u0142ywania na kolejny prze\u0142om biotechnologiczny.<\/p>\n\n\n\n
Rolnicy s\u0105 \u015bwiadomi, \u017ce \u015bwiat chce, aby zwierz\u0119ta by\u0142y zdrowsze. Chc\u0105 tak\u017ce, aby rosn\u0105ca populacja ludzi by\u0142a karmiona bezpiecznymi i zr\u00f3wnowa\u017conymi dostawami \u017cywno\u015bci, pomimo zmniejszaj\u0105cych si\u0119 zasob\u00f3w. Edycja gen\u00f3w zaspokaja oba te elementy. Jest to innowacja w zakresie hodowli zwierz\u0105t, przynosz\u0105ca obop\u00f3lne korzy\u015bci konsumentom na ca\u0142ym \u015bwiecie.<\/p>\n\n\n\n