CRISPR được sử dụng để tìm gen kháng IPN ở cá hồi nuôi

Một gen ảnh hưởng đến khả năng kháng bệnh do virus ở cá hồi Đại Tây Dương đã được xác định bằng công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR.

Khám phá được thực hiện bằng sự kết hợp giữa bộ gen và công nghệ chỉnh sửa gen, cung cấp cái nhìn sâu sắc về lý do tại sao một số cá hồi có khả năng kháng thuốc và những con khác lại dễ bị nhiễm vi rút hoại tử tuyến tụy truyền nhiễm (IPNV).

Phát hiện có thể dẫn đến việc lựa chọn cá giống chính xác hơn, góp phần vào việc kiểm soát dịch bệnh thành công liên tục, sử dụng một quy trình được gọi là chọn lọc có sự hỗ trợ của dấu hiệu, trong nuôi cá hồi.

“Việc kiểm soát vi rút hoại tử tuyến tụy truyền nhiễm bằng cách sử dụng sự chọn lọc có hỗ trợ của marker trong chăn nuôi cá hồi đã làm giảm đáng kể các đợt bùng phát, cứu sống hàng triệu con cá hồi mỗi năm. Giáo sư Ross Houston, chủ tịch cá nhân ngành nuôi trồng thủy sản di truyền học tại Viện Roslin cho biết: Việc phát hiện ra một gen tạo nên hiệu ứng này có thể tạo điều kiện cho việc lựa chọn chính xác hơn, và cũng mở ra cánh cửa cho các con đường kiểm soát bệnh tật trong tương lai đối với các chủng hoặc loài mà việc lựa chọn có sự hỗ trợ của marker là không thể thực hiện được. 

Nghiên cứu, một trong những nghiên cứu đầu tiên áp dụng chỉnh sửa gen để kháng bệnh ở cá nuôi, nêu bật các ứng dụng tiềm năng của công nghệ để cải thiện sức đề kháng ở các dòng cá hồi khác hoặc các loài tương tự như cá hồi vân.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu và mẫu từ một nghiên cứu bệnh tật trước đây của cá hồi non và áp dụng giải trình tự toàn bộ bộ gen để lập bản đồ tinh vi vùng DNA trước đây có liên quan đến khả năng kháng IPNV.

Cuộc tìm kiếm của họ để xác định các gen trong một khu vực chính trước đây được xác định là ảnh hưởng đến khả năng kháng bệnh đã làm nổi bật một gen được gọi là Nedd8 Kích hoạt Enzyme E1 (Nae1).

Sau đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen để loại bỏ gen Nae1 khỏi tế bào cá hồi và trong các thí nghiệm riêng biệt, sử dụng các phương pháp hóa học để ngăn chặn enzym Nae1 do gen hình thành hoạt động trong tế bào cá hồi.

Trong cả hai trường hợp, việc hạn chế chức năng của Nae1 trong các tế bào tiếp xúc với vi rút đã dẫn đến việc giảm đáng kể khả năng sao chép của vi rút trong các tế bào đó.

Gen Nae1 được biết là có liên quan đến một quá trình sinh học liên quan đến sự nhân lên của vi rút ở các loài khác, bao gồm cả ở người, cho thấy rằng các con đường sinh học tương tự có thể gây ra sự lây nhiễm IPNV ở cá hồi.

Nhóm nghiên cứu hiện sẽ tập trung vào đánh giá tác động của Nae1 đối với khả năng kháng bệnh ở cá salmonid non tiếp xúc với vi rút.

Nghiên cứu được thực hiện bởi Viện Roslin và Di truyền học Hendrix, cùng với Đại học Stirling, Trung tâm Khoa học Môi trường, Thủy sản và Nuôi trồng Thủy sản và Đại học Uppsala.

Bài báo đã được xuất bản trên tạp chí Genomics , và được hỗ trợ bởi Hội đồng Nghiên cứu Sinh học và Công nghệ Sinh học, một phần của Nghiên cứu và Đổi mới của Vương quốc Anh, và bởi Hendrix Genetics. Nghiên cứu chỉnh sửa gen là một phần của dự án liên hợp AquaLeap.

"Với di truyền học, chúng tôi có thể hỗ trợ thách thức lương thực toàn cầu. Các công nghệ di truyền như chỉnh sửa gen và lựa chọn có sự hỗ trợ của điểm đánh dấu đưa ra những cách thức để đổi mới hoặc tăng tốc các giải pháp bền vững. Dịch bệnh vẫn là một trong những thách thức lớn đối với bất kỳ chuỗi giá trị protein nào. Phát hiện độc đáo này mang lại Johan van Arendonk, giám đốc công nghệ và đổi mới tại Hendrix Genetics cho biết thêm một bước nữa để giải quyết thách thức này và giúp chúng tôi thiết lập các tiêu chuẩn mới cho chăn nuôi bền vững.