Biotechnologie a její role v životě zvířat

Biotechnologieje proces používání živých systémů k vytvoření nových organismů nebo k úpravě těch stávajících. Tento proces využívá systém organismu jako druh šablony pro vytváření nových produktů nebo pro úpravu stávajících produktů a technologií. Biotechnologie se používá v různých oblastech, jako je farmacie, zemědělství a mnoho biologických oborů. Jednou z nejběžnějších aplikací biotechnologie je vytváření geneticky modifikovaných organismů nebo zkráceně GMO.  

V genetice se biotechnologie používá k manipulaci s DNA rostlin a zvířat za účelem dosažení různých výsledků. To vede k novým formám druhů, se kterými se manipuluje, jako je plodina, která je upravena tak, aby byla odolná vůči herbicidům, a původní rostlina, která není. Jedním ze způsobů, jak to biotechnologie používá, je nahrazení určitých genových sekvencí v DNA organismu nebo tím, že se určité geny více exprimují nebo potlačí. Například gen pro tvorbu stonku rostliny může být expresivní, který se stává aktivnějším, takže modifikované rostlině vyroste silnější stonek.  

Stejný proces se také používá pro výrobu organismů odolných vůči různým chorobám. Modifikace genů by mohla změnit genovou expresi tak, aby si organismus vybudoval přirozenou obranu proti nemoci a byl vůči ní odolný. Nebo nemoc v první řadě nemůže infikovat organismus. Genová modifikace se běžně používá u rostlin, ale začíná se více používat i u zvířat. Podle Organizace biotechnologického průmyslu „Moderní biotechnologie poskytuje průlomové produkty a technologie pro boj s oslabujícími a vzácnými nemocemi. 

Možnost nového života a jeho dopad na hospodaření 

I když toto použití biotechnologie nevytváří nový druh organismu, plození populace může mít za následek novou variaci druhů v průběhu času. Toto vytvoření další variace může trvat generace v závislosti na druhu podmínek a prostředí, kterému je populace vystavena. 

Druhy zvířat chované na farmách jsou pečlivě sledovány a regulovány a chovány ve stabilních podmínkách. Toto nařízení by mohlo urychlit dobu, po kterou nový modifikovaný druh ovládne populaci.   

V důsledku toho mají zvířata chovaná na farmách vyšší míru vnitrodruhových interakcí. Druh může interagovat pouze s ostatními členy svého druhu, protože existuje možnost vzniku infekčního onemocnění (EID) je vyšší. Onemocnění, kterému je organismus upraven tak, aby odolával, může převzít zbytek populace, čímž se zvýší šance na úspěšné rozmnožování a další transport modifikace. To znamená, že modifikované druhy se stanou odolnými vůči chorobě, čímž se vytvoří produkt vyšší kvality.   

Systémy kontroly nemocí u živočišných druhů 

Samotná biotechnologie není vždy dostatečná pro kontrolu nemocí u zvířat. Občas musí být na místě jiné systémy, které napomáhají úpravám. Systémy kontroly nemocí ve spojení s genovou modifikací mohou zvýšit celkovou účinnost toho, jak dobře daný druh nemoci odolává.  

Mezi různé systémy kontroly onemocnění patří preventivní akce, což je obvykle první obranná linie. Cílem preventivních opatření je zastavit problém dříve, než začne jako hráze používané při kontrole povodní. Další formou řídicích systémů je vektorové řízení členovců. Mnoho nemocí je způsobeno různými škůdci a hmyzem, kteří působí jako přenašeči nemoci; tyto druhy však mohou být také upraveny tak, aby již nepřenášely nemoc.  Nedávné studie provedené na interakcích s divokou zvěří ukázaly, že „80 % relevantních zvířecích patogenů přítomných ve Spojených státech amerických má potenciální složku divoké zvěře“. Takže kontrola toho, jak divoká zvěř přenáší nemoci, může snížit výskyt onemocnění u hospodářských zvířat. 

Mezi další běžné formy řídicích systémů patří kontrola hostitele a populace, což se většinou provádí utracením členů infikované populace nebo oddělením členů populace, kteří byli modifikováni. Pokud jsou členové, kteří byli modifikováni, vyřazeni, mohou mít větší šanci na rozmnožování s jinými modifikovanými jedinci populace. Časem to povede k nové verzi druhu odolné vůči chorobám.  

Očkování a genová terapie jsou také běžné formy kontrolního systému. Jak je více druhů očkováno oslabenou formou viru, druh si buduje imunitu. Navíc, pokud jsou geny organismu manipulovány, organismus se může stát odolný vůči této nemoci. Tato kontrola může být použita s kontrolou hostitele a populace k dalšímu zvýšení odolnosti populace vůči onemocnění. 

Všechny tyto postupy se používají v zemědělství a produkci potravin s biotechnologickými systémy. Manipulace živočišných druhů tak, aby byly odolné vůči nemocem, je stále relativně nová věda, což znamená, že migrace druhů, aby se staly zcela odolnými vůči nemocem nebo imunní, nebyla plně prozkoumána ani zdokumentována. 

Jak se dozvídáme více o biotechnické a genetické manipulaci, zvyšujeme naši schopnost chovat zdravější zvířata, produkovat bezpečnější potraviny pro výrobu a snižujeme šíření nemocí.  

Vytváření odolnosti vůči nemocem pomocí genetického výběru 

Členové populace, kteří vykazují přirozenou schopnost odolávat nemoci, mohou být selektivně chovaný takže tyto vlastnosti může vykazovat i více členů druhu. To lze zase použít při utrácení, takže tito členové nejsou neustále vystaveni jiným faktorům a mohou snadněji produkovat potomstvo. Tento typ genetického výběru se opírá o odolnost, která je součástí genetické výbavy zvířete.  

Pokud je zvíře vystaveno viru a vybuduje si imunitu prostřednictvím svého imunitního systému, existuje šance, že se tato odolnost nepřenese. To je způsobeno normální genovou randomizací během plození. v Eenennaamův a Pohlmeierův výzkum, říkají: "Prostřednictvím genetického výběru mohou chovatelé hospodářských zvířat selektovat určité genetické variace, které byly spojeny s odolností vůči chorobám." 

Vytváření odolnosti vůči nemocem pomocí genetické modifikace 

Členové populace mohou být naočkováni specifickou genovou sekvencí, která vede k rezistenci vůči specifickému onemocnění. Genová sekvence buď nahradí specifickou genovou sekvenci u jedince, nebo ji učiní tak, že se specifická sekvence aktivuje nebo deaktivuje. 

Někteří testy, které byly provedeny zahrnují rezistenci na mastitidu u krav. Krávy jsou naočkovány genem pro lysostaphin, což vede k aktivaci genové sekvence a zvyšuje odolnost krávy vůči mastitidě. Toto je příklad nadměrné exprese transgenu, což znamená, že může být poskytnuta celému druhu, protože sekvence genu se připojí k části DNA, která je pro daný druh stejná. DNA z různých členů stejného druhu se bude mírně lišit, takže je důležité vědět, že gen pro lysostaphin bude fungovat pro celý druh a ne pouze pro jednoho člena.  

Další testy zahrnují potlačení infekčních patogenů u různých druhů. V tomto případě bude druh naočkován sekvencí viru RNA. Tato sekvence se sama vloží do zvířecí RNA. Když je tato RNA transkribována za účelem vytvoření určitých proteinů, bude nyní exprimován nový gen, který byl vložen.  

Vliv biotechnologie na moderní zemědělství 

I když manipulace se zvířaty za účelem dosažení požadovaných výsledků a kontrola nemocí pro nás nejsou nic nového, věda za tím, jak to děláme, drasticky pokročila. S našimi znalostmi o tom, jak funguje genetika, naší schopností manipulovat s geny tak, aby produkovaly nové výsledky, a s naším chápáním nemocí, můžeme dosáhnout nové úrovně zemědělství a produkce potravin. 

Použití kombinace systémů kontroly nemocí a biotechnologie k včasné modifikaci druhů zvířat může vést k nové verzi, která je odolná nebo dokonce imunní vůči určité nemoci. Když se členové populace odolné vůči chorobám rozmnožují, jejich potomci budou mít ve své DNA také geny odolné vůči chorobám.  

Zvířata, která jsou odolná vůči nemocem, budou žít zdravěji a lépe, nebudou se muset očkovat proti některým nemocem a budou produkovat kvalitnější produkty ke spotřebě. Z hlediska analýzy nákladů a přínosů je odolnost vůči chorobám velmi prospěšná, protože na údržbu zvířat půjde méně peněz a produkty z těchto zvířat budou v lepší kvalitě. Zvířata odolná vůči nemocem také zastaví přenos nemocí přenášených potravinami mezi zvířaty a na lidi.