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Aplicaciones de la genómica en Pesca y Acuicultura
Transgénesis en peces.
Salmón AquAdvantage® (AAS) desarrollado por la empresa AquaBounty Technologies (al
fondo) comparado con un ejemplar silvestre de la misma edad (al frente). Este salmón
tiene un gen del salmón Chinook, el cual le proporciona el potencial para crecer al tamaño
comercial en la mitad del tiempo que el salmón convencional. En todos los demás
aspectos, este salmón es idéntico al salmón del Atlántico silvestre. Tomado de la página
www.aquabounty.com/PressRoom/#13.
La ingeniería genética es la transformación de los genomas por la inserción de material
conteniendo genes, y está basada en la tecnología del DNA recombinante. El DNA
recombinante es una molécula de DNA creado artificialmente. Los organismos que tienen
genes extraños insertados en su genoma son llamados transgénicos o bien organismos
genéticamente modificados (OGM). Los genes introducidos se denominan transgenes
(genes transferidos).
A partir de 1985, cuando se reportó la producción del primer pez transgénico con el gen
de la hormona del crecimiento humano, se aceleró la investigación y producción de
transgénicos de interés comercial como la trucha arcoíris, la carpa común, la tilapia y el
salmón del atlántico, donde este último representa el mayor avance logrado hasta ahora.
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2.
El procedimiento básico para la producción de peces transgénicos implica diferentes
etapas: diseñar y sintetizar el DNA recombinante especifico; el siguiente paso es introducir
la construcción de DNA en el receptor, lo que implica el uso de diversas técnicas como la
microinyección de embriones tempranos, o la electroporación de huevos fertilizados; en la
tercera etapa se debe realizar la identificación de los individuos transgénicos y la
determinación de la expresión del transgene; finalmente se lleva a cabo el estudio de la
herencia del nuevo rasgo y el desarrollo de una línea estable del pez transgénico, etapa
que requiere examinar muchas generaciones de éste y toma por lo tanto mucho tiempo.
Se han realizado construcciones con varios genes de interés en diferentes especies de
peces, donde los primeros experimentos fueron realizados usando genes estructurales y
promotores de mamíferos, pero después se decantó por el uso de transgenes sólo de
origen piscícola (all-fish DNA constructs). Entre los más relevantes se pueden citar a los
genes de la hormona de crecimiento (HC) para mejorar los índices de crecimiento, genes
y/o sus promotores de proteínas anticongelantes (PAC) para incrementar la tolerancia al
frio, genes de lisozima para aumentar la resistencia a las enfermedades, y genes de
hormonas prolactinas que intervienen en la incubación, regulación osmótica y el
metabolismo en general.
El resultado más impresionante obtenido por transgénesis en peces ha sido el aumento
del índice de crecimiento a través de la inserción de genes de la hormona de crecimiento
bajo el control de promotores de proteínas anticongelantes. Se han producido
transgénicos de varias especies, incluyendo al pez medaka, el pez cebra y la locha, y
actualmente se está trabajando en el desarrollo de transgénicos de especies de interés
comercial como el salmón del atlántico, la tilapia y la carpa común (Tabla 2) donde se han
logrado aumentos en el índice de crecimiento del 10-80% en general; las variaciones en
los resultados observados se han atribuido a las diferencias en el tipo de construcción
utilizado, la especie receptora, la posición cromosomal y el número de copias del
transgene insertadas.
Tabla 2. Ejemplos de peces transgénicos desarrollados.
Especie
transgenes
Resultado
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3.
Salmón del atlántico
PAC
Tolerancia la frío
HC salmón + PAC
Aumento del índice de crecimiento
Salmón Coho
HC salmón + PAC
Aumento del índice de crecimiento
Salmón real
PAC
Tolerancia la frío
HC salmón
Aumento del índice de crecimiento
PAC
Tolerancia la frío
HC salmón, HC tilapia
Aumento del índice de crecimiento
Carpa común
HC salmón
Aumento del índice de crecimiento
Trucha arcoíris
PAC
Aumento del índice de crecimiento
Tilapia
HC salmón
Locha de fango
HC locha + promotores locha
Aumento del índice de crecimiento
También se han logrado mejoras en la resistencia al frío, donde el objetivo principal fue
producir un salmón que pudiera ser críado en condiciones árticas para expandir sus zonas
de cultivo. Se han probaron genes de proteínas anticongelantes (PAC) de diferentes
especies, pero los niveles de expresión obtenidos fueron insuficientes para lograr un
incremento en la tolerancia al frio. Sin embargo estos estudios permitieron, al utilizar las
regiones promotoras de la PAC de la babosa oceánica americana en combinación con el
gen de la HC del salmón real, obtener un salmón transgénico que produce la hormona del
crecimiento durante todo el año y no sólo en los meses de verano (esta hormona se
activa con la luz, de forma que en el salmón normal sólo se produce durante los meses
soleados).
Otra de las importantes aplicaciones de la transgénesis es la obtención de peces con una
mayor resistencia a enfermedades. La inserción de una construcción con el péptido lítico
de la cecropina B en bagre de canal permitió la obtención de una mayor resistencia ante
infección bacterianas por Edwardsiella ictaluri, donde la supervivencia fue del doble en los
bagres transgénicos, en tanto que contra Flavobacterium columnare sólo sobrevivieron
los bagres transgénicos. Por otro lado, con el pez medaka
utilizando la misma
construcción de transgenes pero desafiados Pseudomonas fluorescens y con Vibrio
anguillarum, sólo murieron el 10% y del 10-30% de los peces transgénicos
respectivamente, comparado con la mortalidad del 40% en los controles en ambos casos.
También
se
han
obtenido
resultados
alentadores
preprocecropina B y cecropina P1 en este mismo pez.
usando
construcciones
con