trasgenicoc

1. Tema 10 – Animales Transgénicos y Clonados
 construcción de animales transgénicos y clonados
 diferencias y semejanzas
 aplicaciones de animales transgénicos:
 alimentarias: vacas (leche), cerdos, peces
 salud humana: ovejas (fármacos leche), mosquitos (malaria)
 salud animal: resistencia a enfermedades

2. TEMA 5 - ANIMALES TRANSGÉNICOS
 objetivos
 modelos de enfermedades () (ratones)
• funciones de genes
• investigación médica
 obtención de productos farmacéuticos
• vacunas comestibles
• se producen sobre todo en leche y huevos
 como alimento humano: animales de granja
• ↓ problemas medioambientales (cerdo 'ecopig')
• animales (peces) de crecimiento rápido

3. Construcción de Animales Transgénicos
 gen de interés
 preparación (“enchufes”)
 inserción en un óvulo fertilizado
• microinyección
 inserción del óvulo en el útero de
una hembra
 selección del animal que tiene el
gen en las células germinales

4. Construcción de Animales Clonados
 reprogramación de los elementos genéticos de la célula somática


5. Construcción de Animales Clonados y Transgénicos
inserción del transgén
de interés en el núcleo
 reprogramación de los elementos genéticos de la célula


6. Animales Transgénicos y/o Clonados
 transgénico:
 genoma del animal tiene una modificación génica
• tiene 1 ó varios genes insertados
• 1 gen “silenciado”
 clonado, NO transgénico:
 inserción del núcleo (genoma completo) de una célula del animal
donante en el ovocito enucleado del animal receptor
 no hay modificación génica.
 se hace con sementales, animales de características muy
especiales, mejora de selección genética de animales de granja
 clonado Y transgénico
 modificación génica introducida

7. Modificación de la leche
 ↑↑ rendimiento quesero
 ↑↑ β-caseína y κ-caseína en leche de vaca
 leche baja en fenilalanina para fenilcetonúricos
 las proteínas de la leche no tiene fenilalanina
 Leche hipoalergénica
 sin β-lactoglobulina (ausente en leche humana)
 producción de compuestos farmacéuticos en la leche
 concentración alta
 facilidad de purificación
 coste de producción de 1 ternera transgénica: ≅ 500.000 $.

8. Modificaciones de la Leche
 Fármacos – antitrombina humana
 Anticoagulante natural en la sangre
 Enfermedad rara: deficiencia hereditaria de antitrombina
• Leche de cabra
– Gen de la antitrombina humana
» Aprobado en 2010
 lisozima en leche de cabra
  concentración en leche humana, ausente en leche de rumiantes
 gen que codifica la lisozima humana
 control de diarreas en niños
• aprox. 2 millones de niños fallecen al año

9. Modificación de la Leche
 leche baja en lactosa
 gen que codifica la lactasa.
• hidroliza la lactosa
 no autorizada por ahora
gen que codifica la
lactasa
vaca clonada y
transgénica

10. Leche sin Lactosa Comercial
 Biotecnología aplicada a la mejora de los alimentos
 Autorizada y comercializada
El gen que codifica la lactasa se transfiere al genoma de una
especie microbiana autorizada para la producción de alimentos.
Esta bacteria es la que produce el enzima en grandes cantidades
10
producción industrial de
lactasa por fermentación
bacteria con el
gen de la
lactasa lactasa

11. Animales Resistentes a Enfermedades
 protección frente a la mastitis (infección bacteriana)
 lisostafina: potente endopeptidasa (bacteriana) que hidroliza los
polisacáridos de S. aureus (antibiótico)
 expresión del gen en las ubres
• baja conc. de lisostafina en la leche
• lisostafina: posible antibiótico humano.
 Peces resistentes a la hemorragia septicémica vírica
 > 50 especies de peces, muchos comerciales
 Cerdos resistentes a la fiebre porcina africana (vírica)
 nuevas tecnologías de edición de genomas

12. Animales Resistentes a Enfermedades
 Animales resistentes a enfermedades (poco desarrollados)
 Pollos resistentes a la gripe aviar
• el virus no se replica en las células del pollo
 protección frente a la tuberculosis bovina
 grave problema en África, Asia y América
• menos problema en España, Portugal, Reino Unido e Italia
 investigadores chinos
 modificación insertada en vacas frisonas
 Impacto en la salud humana
 Algunas enfermedades animales se pueden transmitir a los
humanos

13. Cerdos Menos Contaminantes
 problema de los purines
 exceso de fosfato procedente del pienso
• componentes vegetales del pienso: fitato
– hay que añadir fosfatos al pienso
 España: 10 millones de Tm excedente
• contaminación de aguas subterráneas
• reciclado: coste elevado
 Gen que se le inserta al cerdo: fitasa
• digiere el fitato
•  75% fósforo en
purines

14. Peces
 desarrollo de peces transgénicos
 especies: salmón, trucha, carpa, lubina, tilapia, dorada, pez-gato
 genes de interés:
• hormona de crecimiento, péptido anticongelante, interferon,
fitasa, genes marcadores de contaminantes,
 países en los que se están desarrollando:
• EEUU, Canadá, Cuba, Reino Unido, Francia, Noruega, China,
Japón, Corea, India, Israel
 salmón aprobado en EEUU en nov 2015
 peces de crecimiento rápido
 ↓ pesca extractiva y favorecer la acuicultura (más sostenible?)
 ↓ coste del pescado

15. Peces (cont.)
 inocuidad alimentaria
 peces con hormona de crecimiento
 hormona de crecimiento y sus metabolitos: no presentan riesgos
para las personas consumidoras
 salmones NO transgénicos de crecimiento más rápido que
los salvajes
 selección y cruzamientos clásicos en acuicultura
 más de 30 años
 NO se plantean cuestiones de seguridad alimentaria
 NO se plantean cuestiones medioambientales por escape de estos
individuos

16. Peces
 cuestiones medioambientales del salmón transgénico:
posible escape de las piscifactorías
 cruce con poblaciones de especies silvestres puede plantear
riesgos genéticos y evolutivos
• salmones transgénicos: más agresivos, compiten por alimento
 ¿desaparecerá el transgén de las poblaciones (por selección) con
suficiente rapidez?
 ¿cómo afecta el transgén a la adaptación (fitness) a lo largo del
ciclo vital?
• observaciones empíricas:
– mayor tasa de consumo de oxígeno
– menor velocidad crítica de natación
– mayor tendencia a exponerse a los predadores
– menor viabilidad de los individuos jóvenes
 los individuos transgénicos parecen estar peor
adaptados que los no transgénicos

17. Salmón Acquadvantage®
 salmón Atlántico
 construcción génica:
 gen codifica hormona del crecimiento del salmón real (Chinook)
 produce hormona del crecimiento todo el año:
• tamaño de comercialización en 1.8 años
 ↑ eficiencia en conversión de alimento
http://aquabounty.com/

18. Salmón AquAdvantage
 aspectos nutricionales
 PUFA ω-3, ω-3/ω-6: dentro de rango de especies de salmones
 mismo potencial alergénico que otros salmones
• nivel de alérgenos endógenos en los salmones: variable 1- 100
– variabilidad según el método de cocinado
• pocos datos sobre variaciones entre individuos
– imposibilidad de evaluar diferencias entre salmones GM y
no-GM
 Insulin-Like Growth Factor-1 (IGF-1):
• valores dentro de los rangos de salmones no GM
 peces convencionales seleccionados para que crezcan más
rápido: sin evaluación de riesgos de ningún tipo.

19. Salmón Acquadvantage®
 aspectos ambientales: medidas de contención
 barreras físicas,
• producción de huevos en Canadá
• producción de salmón en Panamá
 barreras biológicas
• sólo se criarán hembras estériles
triploides
incapaces de reproducción
 Puede mejorar la sostenibilidad de la
cría del salmón?
http://geneticliteracyproject.org/2015/02/can-gm-technology-promote-sustainable-salmon-farming/

20. Mosquitos
 enfermedades graves transmitidas por mosquitos
 dengue, fiebre amarilla, chikungunya, Zitka (víricas): hembra de
Aedes aegypti
 malaria (protozoo): hembra de Anopheles spp
 estrategias tradicionales
 malaria:
• vacunas – evitar infección
• fármacos antimalaria –
eliminar el parásito
 actuar contra el mosquito
• machos irradiados estériles
• insecticidas: DDT
• mosquiteras…..

21. Mosquitos

22. MOSQUITOS
 controlar la enfermedad del dengue
 virus se transmite cuando la hembra adulta pica a la persona
 50 – 100 millones de casos al año (trópicos)
 modificación transgénica en machos: hembras adultas inmóviles
• la transmite el macho: gen dominante
• bloqueo del desarrollo de los músculos de vuelo
– las hembras no se aparean, no vuelan, no pican
– los machos se desarrollan normalmente y transmiten el gen
• Oxytec: pruebas en campo abierto en Gran Cayman, ↓↓
población de mosquitos 89-85%
– liberaciones en Brasil, Panamá,
– próximas pruebas en Brasil: virus Zitka

23. Mosquitos
 malaria: transmitida por la hembra del Anopheles
 Unos 500.000 muertes al año
• 80% son niños menores de 5 años: 1 niño / minuto
 DDT: insecticida más efectivo
• erradicó la malaria del sur de Europa
• autorizado para fumigar interior de viviendas en países en
desarrollo
 mosquito transgénico:
• gen dominante que impide la replicación del parásito en el
mosquito
• se transmite a su descendencia: 99,5% son resistentes al
parásito
• desarrollado por la Univ. de California (Irvine y San Diego)
– todavía en estudio

24. Bibliografía
 Molecular Biotechnology (4th ed), Glick et al., ASM Press, 2010,
capítulo 21.
 J. Perea y cols. Ingeniería Genética Vol. II, Editorial Síntesis,
2002. Caps 8 y 9
 S.P. Golovan y cols. Pigs expressing salivary phytase produce low-
phosphorus manure. Nature Biotechnol. 19, 741 - 745 (2001).
 L. Lai y cols. Generation of cloned transgenic pigs rich in omega-3
fatty acids. Nature Biotechnol. 24, 435-436, 2006
 Transgenic aquatic organisms. Eric Hallerman. Information Systems
for biotechnology. 2003 http://www.isb.vt.edu/news/2003/apr03.pdf
 Animal biotechnology - science-based concerns. National Research
Council. http://www.nap.edu/catalog/10418/animal-biotechnology-science-based-concerns
 Investigación y Ciencia, enero 2012
 G Fu y cols., PNAS 107(10), 4550-4554, 2010
 M Wise de Valdez y cols., PNAS 108(12), 4772-4775, 2011