Geneditierung erzeugt erste G0-Population pazifischer Abalonen
Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelten eine isolierte Aufzuchtmethode, um die hohe Larvensterblichkeit bei Weichtieren zu überwinden.
Automatisch aus dem englischen Original übersetzt Original lesen
Meeresbiologen am Institut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben eine Gründergeneration von rund 100 genomeditierten pazifischen Abalonen erzeugt. Die biologische Innovation etabliert einen vollständigen Aufzucht-Workflow, der mutierte Larven durch die Metamorphose bis hin zu juvenilen Schalentieren am Leben hält.
Larven isolieren, um Ausbrüche von Protisten zu stoppen
Genomeditierungsverfahren wie CRISPR/Cas9 haben in der kommerziellen Aquakultur Fortschritte gemacht, doch marine Weichtiere ließen sich mit dieser genetischen Innovation weiterhin nur schwer verändern. Das Hindernis war selten der eigentliche Schritt der Geneditierung. Vielmehr starben junge Larven mit Mutationen regelmäßig, bevor sie die Metamorphose abschließen konnten. In konventionellen Kultursystemen mit kleinem Volumen vernichteten plötzliche Ausbrüche einzelliger Protisten routinemäßig ganze Chargen innerhalb weniger Tage, heißt es in einem Bericht, der von Phys.org veröffentlicht wurde.
Um diese Anfälligkeit zu beheben, setzten die Forscher am Institut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (IOCAS) einzelne Larven in separate Vertiefungen. Das Team bezeichnete diese einzelnen Kulturkammern als Einzelapartments. Indem die Wissenschaftler jeden Organismus isolierten und die chemischen und Umweltreize optimierten, die die Umwandlung auslösen, steigerten sie die Überlebensrate der Larven auf über 90 %.
„Die Verifizierung auf Individualebene lieferte eine frühe ‚Identitätsprüfung‘ der editierten Tiere. Sie half auch zu bestätigen, dass sich mutierte Larven zu mutierten Juvenilen entwickelt hatten.“
— Yu Yanan, Institut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften
Schalenbildung und Ernährung der Juvenilen im Fokus
Das Versuchsteam zielte auf Hdh-tyr1, ein Tyrosinase-Gen, das bei der pazifischen Abalone (Haliotis discus hannai) eine direkte Rolle bei der Schalenbildung spielt. Nachdem die gezielten Mutationen ausgelöst worden waren, brachten die Forscher die überlebenden Exemplare mit einer speziellen Ernährung durch ihre Umwandlung in Juvenile.
Die Forscher identifizierten drei benthische Diatomeenarten, die als hochwertiges Futter für die frisch umgewandelten Abalonen dienten. Diese Ernährung unterstützte ein stetiges Schalenwachstum. Die größten Individuen der resultierenden G0-Gründergeneration erreichten Schalenlängen von etwa 3 Zentimetern (1,2 Zoll), wobei der Weichkörper durch die Atemporen ihrer Schalen sichtbar war.
Frühe Genotypisierung bestätigt genetische Veränderungen
Ob die Mutationen die körperliche Metamorphose überstanden hatten, ließ sich nur mit neuen Analysemethoden klären. Da junge Abalonen empfindlich und winzig sind, drohte bei einer Standard-Gewebeprobe der Tod der Tiere oder zu wenig Material. Das IOCAS-Team entwickelte daher ein vereinfachtes DNA-Extraktionsprotokoll, um die winzigen Exemplare zu testen, ohne die Charge zu zerstören.
Erstautor Yu Yanan erklärte, dieser frühe Identifikationsschritt sei für das Programm unverzichtbar gewesen. Das Verfahren bestätigte, dass die im Einzellerstadium eingeführten genetischen Veränderungen bis in die juvenilen Schalentiere erhalten blieben. Der korrespondierende Autor Professor Huan Pin betonte, der integrierte Workflow umfasse Editierung, Unterbringung der Larven, Auslösung der Metamorphose und Genotypisierung. Damit sei eine reproduzierbare technische Pipeline für die Weichtierzucht etabliert, die neue Wege für geistiges Eigentum in der marinen Biotechnologie eröffne.
Lesen Sie auch bei The Patent: Bodenbakterium aus dem Iran liefert zwei neue chemische Verbindungen · SmartPE verbessert Prime Editing in zweikeimblättrigen Nutzpflanzen
