Deunăzi, am făcut o vizită în ferma prietenului meu Pavel, un tânăr mândru şi ambiţios, frumos şi încrezător în puterile sale. El produce şi livrează pieţei o mare cantitate de lapte de la cele peste o sută de vaci Bălţată cu Negru Românească pe care le creşte şi le exploatează în condiţii tehnologice moderne şi de mare productivitate. O trecere sumară în revistă a rezultatelor financiare ale fermei lui, ilustrate prin nivelul indicatorilor economici realizaţi, a scos în evidenţă că exploataţia lui este rentabilă şi activitatea se desfăşoară în conformitate cu regulile de bază ale unui bun management al fermelor producătoare de lapte marfă.
Fermierul nostru a remarcat faptul că rasele de taurine care aparţin suprarasei Friză manifestă un potenţial de sinteză a laptelui net superior altor rase de taurine şi, ceea ce este mai important, producţia de lapte a acestora creşte proporţional cu nivelul unei nutriţii corecte.
În căutarea celor mai preţioase vaci din lume
Pavel este convins că dacă cercetătorii din domeniu ar putea să îmbogăţească genomul acestui neam de vaci şi cu gene care să determine dezvoltarea mai accentuată a musculaturii, aşa încât tăuraşii să poată concura pe piaţa cărnii de taurine cu cei aparţinători raselor specializate pentru carne sau cu cele mixte, rasele de vaci din tulpina Friză ar deveni cele mai preţioase vaci din lume. În replică, eu i-am dat dreptate lui Pavel, doar că am afirmat că un asemenea deziderat nu se poate înfăptui în prezent decât pe calea încrucişării vacilor Friză cu tauri aparţinători raselor de carne, caz în care descendenţa hibridă va manifesta o masă musculară care se va situa cel puţin la nivelul mediei dintre cele două rase care au participat la împerechere. Necazul este că astfel şi producţia de lapte a femelelor hibride va scădea până la nivelul mediei dintre cele două rase. Aşa că „ce câştigi la punte, dai la pod”. Se întâmplă acest fapt deoarece prin reproducerea pe cale sexuată, în genomul generaţiei hibride ajung deopotrivă şi în mod egal atât genele raselor paterne (de carne), cât şi cele ale raselor materne (rasele Friză).
Ştiinţa a găsit soluţia: tehnolgia CRISPR-Cas-9
Aşadar, Pavele, pentru îmbogăţirea genomului raselor aparţinătoare suprarasei Friză cu gene care să fie în stare să determine exacerbarea dezvoltării, pe lângă producţia de lapte, şi a masei musculare, cercetătorilor din domeniul ştiinţelor vieţii nu le-a mai rămas altceva de făcut decât să găsească o altă cale de reproducere în afara celei a încrucişărilor. Literatura de specialitate ne semnalează că pentru a atinge un astfel de deziderat, s-a apelat la metodele biologiei moleculare de ultimă generaţie, în speţă editarea genomului. În mod concret, ei au folosit, pe de o parte, mecanismele moleculare cu ajutorul cărora celulele fiinţelor vii îşi corectează şi îşi repară materialul ereditar (ADN-ul) atunci când el, din întâmplare, la fiecare diviziune celulară, se deteriorează pe parcursul trecerii din celula mamă la cele două celule fiice, şi pe de altă parte, de ARN-ul mesager, sintetizat de fiecare genă aflată în funcţiune, cu scopul de a găsi cu precizie locul unde este amplasată gena de interes în lanţul de ADN. Ei au reuşit să cupleze într-un construct genetic unic enzima sau gena ei, numită endonucleaza cas-9, cu rol de „foarfece molecular” (pentru că taie într-un singur loc molecula de ADN), cu molecula de ARN-m a unei gene de interes (care ghidează constructul să găsească şi să se lege prin complementaritate pe gena de interes). Acesta este apoi introdus fie într-un embrion aflat în primele ore după fecundaţie, fie într-o ovocită sau celulă somatică (de regulă, un fibroblast care apoi este transformat în embrion). Cu ajutorul unui astfel de construct, numit CRISPR-CAS-9, cercetătorii pot, în prezent, să modifice cu precizie structura oricărei gene cunoscute că stă la baza dezvoltării unui caracter dat, obţinând fie anularea funcţiei acesteia (gena knockout), fie transformarea acesteia din una patologică, în una normală, fie din una susceptibilă la un factor, în una rezistentă la acţiunea acestuia, prin simpla eliminare sau adăugare a unora din cele patru nucleotide care alcătuiesc materialul ereditar.
Gena care se opune dezvoltării musculaturii
Pe această cale, cercetătorii din domeniu au reuşit să obţină oi, purcei, viţei şi alte mamifere de laborator care manifestă o dezvoltare exacerbată a masei musculare, mai ales a celei din regiunile coapsei şi a crupei, cuprinse în aşa-numitul fenomen ,,culard” sau ,,coapsă dublă”. Acţiunea lor a vizat modificarea structurii genei normale a hormonului ,,miostatină”, care reglează şi conduce dezvoltarea în dimensiune a muşchilor, caracteristică speciei şi rasei din care individul face parte. O înlocuire sau pierdere a unei singure sau a mai multor verigi din structura genei normale are ca urmare scăderea semnificativă a activităţii hormonului miostatină, cu consecinţe drastice în dimensiunea finală a muşchilor scheletici. Gena în cauză devenind mutantă (aproape knockout), miostatina pe care o sintetizează nu mai este în stare să stopeze creşterea muşchilor la dimensiunea corespunzătoare rasei sale şi, în consecinţă, ei iau dimensiuni neobişnuit de mari, aproape monstruoase, asemănătoare cu cele pe care le întâlnim la rasa de taurine Alb-albastră belgiană sau la Charolaise. De aici reiese că rasele din tulpina Friză, din care face parte şi Rasa Bălţată cu Negru Românească, are masa musculară net inferioară raselor de carne pentru simplul motiv că gena miostatinei acestora are o structură normală şi, deci, capabilă să se opună dezvoltării exagerate a acesteia.
Cercetări cu final fericit
Prin urmare, dragul meu prieten Pavel, pentru a provoca dezvoltarea masei musculare a vacilor Friză campioane în producţia de lapte, în viitorul foarte apropiat nu va mai fi nevoie să se facă încrucişări cu tauri din rasele de carne, ci doar să comandăm unui laborator specializat să scoată din funcţiune gena miostatinei prin tehnolgia CRISPR-Cas-9 la câţiva masculi din rasele Friză, de mare valoare genetică, pe care apoi să-i utilizeze la însămânţarea vacilor aparţinătoare rasei lor pentru difuzarea genei mutante în toată populaţia.
DE CÂTE GENERAŢII E NEVOIE?
„Se poate înfăptui dezvoltarea masei musculare a vacilor Friză campioane în producţia de lapte, prin tehnologia CRIPR-cas-9, doar în una sau două generaţii?” Întrebarea ta, Pavele, are suport ştiinţific, deoarece o astfel de mutaţie artificială nu se poate obţine pe ambii cromozomi din pereche, ci doar pe unul dintre ei şi în acest caz genotipul acesteia va fi un heterozigot. În consecinţă, acei câţiva tauri neînrudiţi între ei care se vor crea prin tehnologia CRIPR-cas-9, fiind heterozigoţi pentru gena miostatinei, vor transmite gena de interes numai la jumătate din descendenţa lor. Rezultă de aici că pentru generalizarea ei în genomul întregii populaţii este nevoie de mai multe generaţii.
Cercetătorii din domeniu au rezolvat şi această problemă, recurgând la o altă tehnologie, numită ,,gene drive”, care dă posibilitatea genei mutante situate pe unul dintre cromozomii pereche să intre în relaţie cu congenera ei normală din celălalt cromozom al perechii şi să o transforme şi pe aceasta într-o genă mutantă. Un astfel de proces va avea drept urmare transformarea genotipului heterozigot în unul homozigot şi în acest caz taurii noştri obţinuţi prin noua tehnologie, folosiţi la împerecheri cu vacile Friză, vor transmite gena mutantă a miostatinei tuturor produşilor lor. Rezultă de aici că metoda descrisă anterior este în stare să insereze caractere de carne la vacile din suprarasa Friză fără a-i aduce în genom toate genele, aşa cum o face încrucişarea.
Un articol publicat în revista Ferma nr. 22/205 (ediţia 15-31 decembrie 2017)
