Hodowla zwierząt

Gospodarcze zwierzęta

transgeniczne

Wykonanie:

Chodur Monika

Dubiel Katarzyna

Dusza Karolina

Górska Marta



Organizmy zmodyfikowane genetycznie w
skrócie GMO (ang. Genetically Modified
Organisms) to organizmy, których geny
zostały celowo zmienione przez człowieka.



Używa się też nazwy:

Organizm Transgeniczny – zawierający
przenoszony gen – wtedy tzw. Transgen

Organizmy zmodyfikowane genetycznie

Modyfikacje, jakim podlegają organizmy można
podzielić na trzy grupy:



zmieniona zostaje aktywność genów
naturalnie występujących w danym organizmie



do organizmu wprowadzone zostają
dodatkowe kopie jego własnych genów



wprowadzany gen pochodzi z organizmu
innego gatunku (organizmy transgeniczne)

Rodzaje modyfikacji



Organizmy transgeniczne mają szerokie
zastosowania

w badaniach współczesnej biologii i medycyny
molekularnej, między innymi w badaniach nad
rakiem, chorobami dziedzicznymi, chorobami
zakaźnymi oraz w badaniach nad
mechanizmami rozwoju (tzw. modele
transgeniczne).

Modyfikacje genetyczne

w biologii i medycynie



Modyfikacje zwierząt mają na celu głównie uzyskanie zwierząt

o pożądanych cechach w hodowli – szybciej rosnące świnie, ryby,
zastosowaniu ich w produkcji białek, enzymów, innych substancji
wykorzystanych w przemyśle farmaceutycznym (jako bioreaktory),
uodpornieniu na choroby.



Modyfikacje zwierząt nie są tak popularne jak roślin, głównie ze
względu na trudności w samym procesie modyfikacji, proces jest
bardzo skomplikowany i trwa długo, koszty są bardzo duże.
Zwierzęta modyfikowane genetycznie często chorują lub są
bezpłodne.

Modyfikacje genetyczne

zwierząt

Pierwsza polska transgeniczna świnia - knurek TG 1154 -
urodziła się we wrześniu 2003 roku, w Instytucie Zootechniki
w podkrakowskich Balicach. Została stworzona w ramach
projektu pt. "Wykorzystanie genetycznie zmodyfikowanych
świń dla pozyskiwania organów do transplantacji u człowieka"
Uczestniczy w nim 10 zespołów naukowych z całej Polski.
Narządy ze świni z racji dużego podobieństwa anatomicznego
i fizjologicznego do ludzkich są od dawna brane za
potencjalnie możliwe do przeszczepień dla człowieka.

Polska transgeniczna świnia ma wbudowany gen, który może
znieść immunologiczną barierę międzygatunkową pomiędzy
świnią i człowiekiem. Bariera immunologiczna jest jedną z
największych barier uniemożliwiających wykorzystanie
genetycznie modyfikowanych świń do pozyskiwania organów
do transplantacji u człowieka. Inną przeszkodą jest ryzyko
transfekcji wirusami świni, czyli przeniesienia do organizmu
człowieka wirusów naturalne występujących u tych zwierząt.
Istnieją także duże problemów natury etycznej.

Polska transgeniczna

świnka TG 1154

Wyglądem nie różni się od zwykłej świnki rasy
Yorkshire. Jednak fakt, że powstała w laboratorium
kanadyjskiego Uniwersytetu w Guelph, czyni ją
niezwykłą. To za sprawą jej odchodów, które są
mniej szkodliwe dla środowiska.

Problem z odchodami polega na tym, że zawierają
one duże ilości związków roślinnych zwanych
fitatami. Zwykłe świnie nie trawią tych związków
przez co są one wydalane z odchodami i trafiają do
środowiska. Natomiast genetycznie zmodyfikowane
zwierzęta rasy yorkshire wykorzystują większą część
występującego w paszach fosforu, dzięki temu mniej
tego pierwiastka (do 65%) trafia do ich odchodów i
moczu, a przez to do środowiska. Zapobiega to m.in.
zakwitowi glonów w zbiornikach wodnych i śnięciu
ryb wskutek niedoboru tlenu.

Ekologiczna świnia

Przystosowania świń do

modyfikacji genetycznych

● szybki rozród
● duża ilość prosiąt w jednym miocie
● zbliżone do ludzkich rozmiary narządów
● podobieństwo fizjologiczne i anatomiczne do
człowieka
● podobne ciśnienie tętnicze w stosunku do człowieka
● podobne hormony
● podobieństwo człowieka i świni na poziomie DNA
jest duże
● łatwe i tanie w hodowli
● nie są zagrożone wyginięciem

Znaczenie świń w

modyfikacjach

transgenicznych

Świnie z wyłączonym genem alfa 1,3-galaktozylotransferazy,

wykazujące ekspresję genów umożliwiających międzygatunkowe przeszczepy
(inhibitora kaskady enzymatycznej dopełniacza i N-
acetyloglukozaminotransferazy III.
- Uzyskiwanie białka C zależnego od witaminy K i uczestniczącego w krzepnięciu
krwi
- Uzyskiwanie organów do ksenotransplantacji
- Lepsza jakość mięsa
- Czynnik VIII , czynnik IX krzepnięcia krwi – zastosowanie w hemofilii
- Uzyskanie erytropoetyny – znaczenie w erytropoezie i anemii
- Produkcja kwasów omega-3

Króliki są zwierzętami łatwymi do hodowli, płodnymi i plennymi. Ciąża
trwa u nich 28−31 dni, a czas osiągnięcia dojrzałości płciowej jest
stosunkowo krótki − około 5 miesięcy. Ponadto, od królików można
uzyskiwać potomstwo kilkakrotnie w ciągu roku. Wspomniane cechy
powodują, że królik jest gatunkiem coraz częściej wykorzystywanym
do modyfikacji, mających na celu uzyskanie transgenicznych
osobników, służących jako modele ludzkich chorób lub jako żywe
fabryki (bioreaktory) białek o znaczeniu terapeutycznym. Coraz
częściej króliki odgrywają istotną rolę w poznaniu przyczyn i przebiegu
oraz w procesie poszukiwania sposobów leczenia takich chorób, jak:
miażdżyca, cukrzyca, nowotwory czy kardiomiopatia przerostowa.
Transgeniczne ssaki, w tym króliki, są najlepszymi bioreaktorami ze
względu na zdolność przeprowadzania potranslacyjnych modyfikacji,
prowadzących do uzyskania aktywnych biologicznie białek.

Wykorzystanie królików w badaniach

biomedycznych

Do tej pory uzyskano króliki

produkujące w mleku takie
substancje, jak:

•

ludzki hormon wzrostu –
GH

•

ludzki czynnik wzrostu
nerwów β – hNGFβ

•

ludzką erytropoetynę

•

Interleukinę 2 –
stymulacja aktywacji
proliferacji komórek

•

Tkankowy aktywator
plazminogenu-
przekształca plazminogen
w plazminę

Metody pozyskiwania

królików transgenicznych

Do produkowania transgenicznych królików stosuje się takie
metody, jak: mikroiniekcja DNA i klonowanie somatyczne.
Podejmowane są również próby wykorzystania plemników
jako nośników egzogennego DNA.
Pomimo intensywnych badań prowadzonych nad
udoskonalaniem metod transgenezy podstawowym
problemem, wymagającym rozwiązania, wciąż pozostaje
niska efektywność procesu. Dlatego też, konieczne jest
kontynuowanie badań, ukierunkowanych na poprawienie
wydajności procesu transgenezy w celu szerszego jej
zastosowania w przemyśle farmaceutycznym i
biomedycynie.

Zespół badaczy z instytutu pod
Edynburgiem stworzył genetycznie
zmodyfikowane kury, które znoszą jajka
zawierające leki. Grupa naukowców pod
kierownictwem dr Helen Sang
wprowadziła do DNA komórek
gruczołowych kury, które wyściełają
jajowód, fragmenty wirusa końskiej
anemii zakaźnej. Dzięki tej manipulacji
kury znoszą jajka zawierające substancje
antynowotworowe i antywirusowe. Jest to
pierwszy taki przypadek, kiedy udało się
zmienić DNA ptaków, tak, by uzyskane
cechy zostały przekazane następnym
pokoleniom.

Kuroterapia Cię

uzdrowi!

Otrzymano transgeniczne kury, które znoszą jaja zawierające przeciwciała monoklonalne i
ludzki interferon. Białka te wchodzą w skład leków wykorzystywanych w terapiach przeciw
nowotworom i infekcjom wirusowym.
Otrzymywanie leków opartych na białkach nie jest łatwe. Produkcja ich w dużych ilościach w
przemysłowych bioreaktorach jest czasochłonna i droga. Dlatego właśnie podejmuje się
próby modyfikacji genetycznych zwierząt, tak aby były w stanie obok naturalnie
wytwarzanych przez siebie białek dostarczały też obce, których geny metodami inżynierii
genetycznej zostały sztucznie wprowadzone do ich genomu.

W ten sposób zostały już zmodyfikowane owce, bydło, kozy, produkujące różne ludzkie
białka w mleku, np. insulinę, leki przeciw mukowiscydozie. Kury, ze względu na krótszy cykl
życiowy i znoszenie jaj (w których to zawarte są pożądane białka) także mogą być z
powodzeniem wykorzystywane w tym celu.
Do transformacji genetycznej kurczaków jako wektory wykorzystano wirusy - do których
genomu wprowadzone geny przeciwciał i interferonu. Wirusy zakażając kurze zarodki w
niedawno złożonych jajach wprowadzały niesiony materiał genetyczny do DNA zarodków.
Geny wprowadzone zostały do kurzego genomu w okolicach genów białka jajek, tak aby
mieć pewność, że będą one wytwarzane tylko i wyłącznie w znoszonych jajkach.

Po wykluciu znaleziono męskie pisklęta, których nasienie zawierało nowe geny. Koguciki
były następnie hodowane z naturalnymi samicami, a z ich potomstwa wybierano pisklęta,
które nadal zawierały dwa nowe geny. Ostatecznie, naukowcy posiadają kilkaset
zmodyfikowanych genetycznie kurczaków, które mogą produkować pożądane białka.

Jaja transgenicznych kur

przeciw nowotworom

Brytyjscy naukowcy z uniwersytetów w
Cambridge i Edynburgu opracowali metodę
zmiany genomu kurcząt tak, aby nie mogły
one zarażać innych ptaków ani ludzi ptasią
grypą. Zmiana genomu powoduje zakłócenia
w namnażaniu się wirusa. Ptaki chorują na
grypę, ale nie przekazują dalej choroby, co
zapobiega epidemii.
Naukowcy wymyślili sposób, aby chronić
społeczeństwo przed ptasią grypą. Zmodyfikowane
genetycznie (transgeniczne) kurczęta nie będą
zarażały innych ptaków, również tych, u których
nie dokonano zmian w genomie. Naukowcy uważają
także, że transgeniczne kurczęta zmniejszą również
ryzyko wystąpienia choroby u ludzi.

Transgeniczne kurczęta przeciw

ptasiej grypie

Izraelscy naukowcy w wyniku
zabawy genami stworzyli kurczaka
pozbawionego pierza. Efekt? Takie
kurczaki zdecydowanie szybciej
rosną, przez co szybciej nadają się
do konsumpcji. Jak zapewniają
naukowcy, taki nagi kurak jest
„zdrowszy”, bo zawiera mniejszą
ilość tłuszczu w tkance podskórnej.
No i cecha najważniejsza – nie
trzeba go skubać.

Nagi kurczak

Genetyczne modyfikacje przy wykorzystaniu metod

rekombinowanego DNA są stosowane również rutynowo do
transformacji szkodników i owadów użytkowych.

Prace dotyczą:



modyfikacji komarów (malaria) i innych owadów,
przenoszących choroby człowieka i zwierząt, tak by nie były
one w stanie być

wektorem dla patogenów.



Inne doświadczenia obejmują otrzymanie pszczół odpornych na
choroby



jedwabników produkujących nowe typy włókna/przędzy



Prace dotyczą też transformacji owadów do produkcji leków i
szczepionek.

Naturalni wrogowie szkodników używani w programach

biologicznej ochrony mogą być zmieniani metodami inżynierii
genetycznej tak, by zwiększyła się ich odporność

na warunki środowiska czy efektywność działania.



Alergia powodowana przez koty domowe jest jedną z
najczęstszych uczuleń na zwierzęta.

Oprócz uciążliwych objawów jak łzawienie,

zaczerwienienia i swędzenie skóry, katar, prowadzi
także do astmy.

Alergia powodowana jest przez sierść jak i ślinę

kota. Transgeniczny kot miał powstać przez
wykluczeni lub unieaktywnienie w jego genomie genu
Fel d1, głównego odpowiedzialnego za produkcję
alergenów. Występują one w gruczołach skóry i ślinie
kota.



Cenę antyalergicznego kota powstałego na bazie
krzyżówek naturalnie występujących ras utrzymano mniej
więcej w tej samej cenie co modyfikowanego genetycznie.

Należy jednak do niej doliczyć koszty ubezpieczenia i

transportu, co dla europejczyka oznacza cenę około 7 tyś
dolarów. W cenie ubezpieczenia jest także całkowity zwrot
kosztów w przypadku wystąpienia objawów alergii.



Kot powstał przez wyszukiwanie naturalnych zmienności
wśród zwierząt i wykorzystywaniu do dalszego
rozmnażania osobników z niskim współczynnikiem
uczulania.



Wykorzystano także naturalne własności niektórych ras,
np. kota syberyjskiego, znanych z bardzo niskiej lub nawet
braku alergiczności.



Transgeniczne owce, do których wprowadzono gen
insulinopodobnego czynnika wzrostu ulegającego
ekspresji w skórze, mają o 6,2% więcej wełny w
porównaniu do kontroli.



Inny kierunek obejmuje wytworzenie
transgenicznych owiec produkujących w mleku ludzki
czynnik IX krzepliwości krwi, α1-antytrypsynę.



Owce wytwarzają wełnę toksyczną dla moli i nie
kurczącą się w praniu.

Transgeniczne owce



Wyglądają jak zwyczajne kozy. Są
towarzyskie, trochę złośliwe. A jednak
zwierzęta hodowane w stajniach
amerykańskiego przedsiębiorstwa GTC
Biotherapeutics należą do najcenniejszych
kóz na świecie. To zwierzęta transgeniczne.
W każdym litrze ich mleka jest jeden gram
ludzkiego białka zwanego antytrombiną,
które spowalnia proces krzepnięcia krwi.



Choroba, którą leczy antytrombina,
występuje u jednej na 3 tys. do 5 tys. osób.
Cierpiący na tę dolegliwość muszą
przyjmować silnie działające lekarstwa w
rodzaju warfaryny. W czasie porodu czy
operacji chirurgicznej chorym podaje się
antytrombinę uzyskaną z osocza ludzkiej
krwi. Jest to jednak procedura kosztowna i
niebezpieczna ze względu na ryzyko
zakażenia.



Dwie nigeryjskie kozy karłowate, nazwane Millie i Muscade,
zostały wyhodowane przez firmę Nexia Biotechnologies na
terenie byłej amerykańskiej bazy lotniczej w stanie Nowy
Jork. To niezwykłe ssaki \"z dodatkiem\" genów pająka, tak
że w ich genach zapisane są pajęcze sieci, trzy razy
mocniejsze od sławnego kevlaru, z którego wyrabiane są
kamizelki kuloodporne. Nie sposób hodować pająków, bo
natychmiast pozjadałyby się nawzajem. W przypadku kóz
nie istnieje takie niebezpieczeństwo, za to z koziego mleka
można uzyskać proteiny pajęczych sieci. Niewykluczone, że
z tych białek, przerabianych na proszek, uda się
wyprodukować wyjątkowo mocny i odporny materiał.

Naukowcy stworzyli transgeniczne krowy wydzielające

w mleku laktoferynę.

Laktoferyna jest białkiem produkowanym przez

komórki nabłonkowe błon śluzowych oraz komórki
układu odpornościowego – neutrofile. Ma
właściwości antybakteryjne, antywirusowe i
antygrzybiczne, chroni zatem komórki błon
śluzowych przed infekcjami patogenów. Reguluje
także działanie układu immunologicznego,
poprawiając odporność organizmu. Laktoferyna w
mleku matki pomaga także w prawidłowym rozwoju
układu trawiennego noworodków oraz wchłanianiu
żelaza.

Po raz pierwszy w Argentynie urodziła się jałówka

posiadająca dwa geny ludzkie, produkujące dwie
proteiny, które zbliżają jej mleko do mleka
kobiecego. Celem tej gry jest lepsza ochrona przed
chorobami tych niemowląt, których matki nie
mogą karmić piersią.

Krowa nazywa się Rosita Isa, jest rasy Jersey i

przyszła na świat 6 kwietnia 2011 roku w
Argentynie. Została ona zrodzona w wyniku
operacji klonowania komórek genetycznie
zmodyfikowanych.

Rosita któregoś dnia urodzi swoje własne jałówki, z

których część otrzyma obydwa geny pochodzenia
ludzkiego.

Wraz z tym doświadczeniem, biolodzy spodziewają

się, iż któregoś dnia uda im się stworzyć całe
stado krów, które będą obciążone produkcją
mleka przeznaczonego dla noworodków ludzkich,
które nie są karmione piersią. Mleko to ma być
lepszej jakości niż aktualne substytuty w proszku.



Pomimo wyraźnej akceptacji sp0łecznej dla medycznych
zastosowań genetycznie zmodyfikowanych zwierząt,
wykorzystanie tych organizmów w rolnictwie spotyka się
ze znacznie gorszym odbiorem.



W najbliższej przyszłoś to rynek bardziej niż nauka
zadecyduje o kierunku nowych technologii i
wykorzystaniu płynących z nich zastosowań. Pamiętajmy
o tym jednak, że preferencje i potrzeby konsumentów
oraz wymagania rynku różnić się mogą w zależności od
kraju oraz zmieniać się będą w czasie.

PODSUMOWANIE

Document Outline