La biotecnologia e il suo ruolo nella vita animale

BiotecnologiaE' il processo di utilizzo dei sistemi viventi per creare nuovi organismi o per modificare quelli esistenti. Questo processo utilizza il sistema dell'organismo come una sorta di template per creare nuovi prodotti o per modificare prodotti e tecnologie esistenti. La biotecnologia è utilizzata in vari campi come farmaceutica, agricoltura e molteplici campi biologici. Una delle applicazioni più comuni della biotecnologia è la creazione di organismi geneticamente modificati o OGM in breve.  

In genetica, la biotecnologia è usata per manipolare il DNA di piante e animali per produrre risultati diversi. Ciò porta a nuove forme della specie che viene manipolata, come un raccolto modificato per essere resistente agli erbicidi e la pianta originale che non lo è. Un modo in cui la biotecnologia è usata per fare questo è sostituire certe sequenze geniche nel DNA di un organismo, o fare in modo che certi geni siano più espressi o depressi. Ad esempio, un gene per creare il gambo di una pianta può essere espressivo, che diventa più attivo in modo che la pianta modificata cresca un gambo più spesso.  

Questo stesso processo viene utilizzato anche per rendere gli organismi resistenti a diverse malattie. La modifica dei geni potrebbe modificare l'espressione genica in modo che l'organismo costruisca una difesa naturale contro una malattia e sia resistente a essa. Oppure la malattia non può infettare l'organismo in primo luogo. La modificazione genica è comunemente usata nelle piante, ma sta cominciando ad essere usata di più anche sugli animali. Secondo la Biotechnology Industry Organization, “Biotecnologie moderne fornisce prodotti e tecnologie rivoluzionari per combattere le malattie debilitanti e rare”. 

La possibilità di una nuova vita e il suo impatto sull'agricoltura 

Sebbene questo uso della biotecnologia non crei una nuova specie di organismo, la procreazione della popolazione può provocare una nuova variazione di specie nel tempo. Questa creazione di un'altra variazione può richiedere generazioni a seconda del tipo di condizioni e dell'ambiente a cui è esposta la popolazione. 

Le specie animali allevate negli allevamenti sono attentamente monitorate e regolamentate e mantenute in condizioni stabili. Questo regolamento potrebbe accelerare il tempo necessario alle nuove specie modificate per dominare la popolazione.   

Di conseguenza, gli animali tenuti negli allevamenti hanno un tasso più elevato di interazioni intraspecifiche. La specie può interagire solo con altri membri della sua specie perché la possibilità di una malattia infettiva emergente (EID) è più alto. La malattia a cui un organismo è modificato per resistere può prendere il sopravvento sul resto della popolazione, aumentando le possibilità di procreazione riuscita e ulteriore trasporto della modifica. Ciò significa che le specie modificate diventeranno resistenti alla malattia creando così un prodotto di qualità superiore.   

Sistemi di controllo delle malattie nelle specie animali 

La biotecnologia da sola non è sempre sufficiente per controllare le malattie negli animali. Occasionalmente, altri sistemi devono essere in atto per aiutare le modifiche. I sistemi di controllo delle malattie in combinazione con la modificazione genetica possono aumentare l'efficacia complessiva del modo in cui la specie resiste alle malattie.  

Diversi sistemi di controllo delle malattie includono azioni preventive, essendo questa in genere la prima linea di difesa. Con azioni preventive, l'obiettivo è fermare il problema prima che inizi come gli argini utilizzati nel controllo delle inondazioni. Un'altra forma di sistemi di controllo è controllo del vettore di artropodi. Molte malattie sono causate da vari parassiti e insetti che fungono da trasmettitori di una malattia; tuttavia, queste specie possono anche essere modificate in modo che non trasmettano più la malattia.  Studi recenti condotti sulle interazioni con la fauna selvatica hanno dimostrato che "l'80% dei patogeni animali rilevanti presenti negli Stati Uniti d'America ha una potenziale componente di fauna selvatica". Quindi controllare come la fauna selvatica trasmette la malattia può ridurre la malattia negli animali da allevamento. 

Altre forme comuni di sistemi di controllo includono controllo dell'ospite e della popolazione, che viene fatto principalmente abbattendo i membri della popolazione infetta o separando i membri della popolazione che sono stati modificati. Se i membri che sono stati modificati vengono abbattuti, possono avere maggiori possibilità di procreare con altri individui modificati della popolazione. Col tempo, ciò si tradurrà in una nuova versione resistente alle malattie della specie.  

Vaccinazione e la terapia genica sono anche forme comuni di un sistema di controllo. Poiché più di una specie viene vaccinata con una forma attenuata di un virus, la specie sviluppa l'immunità. Inoltre, se i geni di un organismo vengono manipolati, l'organismo può diventare resistente a quella malattia. Questo controllo può essere utilizzato con il controllo dell'ospite e della popolazione per aumentare ulteriormente la resistenza della popolazione a una malattia. 

Tutte queste pratiche sono utilizzate in agricoltura e nella produzione alimentare con sistemi biotecnologici. La manipolazione delle specie animali per renderle resistenti alle malattie è ancora una scienza relativamente nuova, il che significa che la migrazione di una specie per diventare completamente resistente alle malattie o immune non è stata completamente studiata o documentata. 

Man mano che apprendiamo di più sulla manipolazione biotecnica e genetica, aumentiamo la nostra capacità di allevare animali più sani, di produrre cibo più sicuro per la produzione e riduciamo la diffusione della malattia.  

Creazione di resistenza alle malattie con la selezione genetica 

I membri di una popolazione che mostrano una capacità naturale di resistere a una malattia possono esserlo allevato selettivamente quindi anche più membri della specie possono esibire quei tratti. Questo può, a sua volta, essere utilizzato con l'abbattimento in modo che quei membri non siano continuamente esposti ad altri fattori e possano produrre più facilmente prole. Questo tipo di selezione genetica si basa sulla resistenza che fa parte del corredo genetico dell'animale.  

Se l'animale è esposto a un virus e costruisce l'immunità attraverso il suo sistema immunitario, c'è la possibilità che questa resistenza non venga trasmessa. Ciò è dovuto alla normale randomizzazione genica durante la procreazione. In Le ricerche di Eenennaam e Pohlmeier, affermano: "Attraverso la selezione genetica, i produttori di bestiame possono selezionare determinate variazioni genetiche che sono state associate alla resistenza alle malattie". 

Creazione di resistenza alle malattie con la modificazione genetica 

I membri di una popolazione possono essere inoculati con una specifica sequenza genica che risulta in una resistenza a una specifica malattia. La sequenza genica sostituisce una sequenza genica specifica nell'individuo o fa in modo che una sequenza specifica venga attivata o disattivata. 

Alcuni test che sono stati fatti includono la resistenza alla mastite nelle vacche. Le mucche vengono inoculate con il gene della lisostafina, che porta all'attivazione di una sequenza genica e aumenta la resistenza alla mastite nella mucca. Questo è un esempio di sovraespressione del transgene, nel senso che può essere data all'intera specie poiché la sequenza genica si attacca a una parte del DNA che è la stessa per la specie. Il DNA di diversi membri della stessa specie varierà leggermente, quindi è importante sapere che il gene della lisostafina funzionerà per l'intera specie e non solo per un membro.  

Altri test includono la soppressione dei patogeni infettivi in ​​varie specie. In questo caso, la specie verrà inoculata con una sequenza di un virus RNA. Quella sequenza si inserirà nell'RNA dell'animale. Quando quell'RNA viene trascritto per creare determinate proteine, il nuovo gene che è stato inserito verrà ora espresso.  

L'impatto della biotecnologia sull'agricoltura moderna 

Sebbene l'atto di manipolare gli animali per ottenere i risultati desiderati e il controllo delle malattie non siano nuovi per noi, la scienza alla base di come lo facciamo è progredita drasticamente. Con la nostra conoscenza di come funziona la genetica, la nostra capacità di manipolare i geni per produrre nuovi risultati e con la nostra comprensione delle malattie, possiamo raggiungere nuovi livelli di agricoltura e produzione alimentare. 

L'uso di una combinazione di sistemi di controllo delle malattie e biotecnologia per modificare le specie di animali nel tempo può portare a una nuova versione resistente o addirittura immune a una determinata malattia. Quando i membri di una popolazione resistente alle malattie procreano, anche la loro progenie avrà i geni resistenti alle malattie nel loro DNA.  

Gli animali resistenti alle malattie vivranno una vita più sana e migliore, non avranno bisogno di vaccinazioni per alcune malattie e produrranno prodotti di migliore qualità per il consumo. In termini di analisi costi-benefici, essere resistenti alle malattie è molto vantaggioso poiché meno soldi andranno nella manutenzione degli animali e i prodotti di quegli animali saranno di migliore qualità. Gli animali resistenti alle malattie fermeranno anche la trasmissione di malattie di origine alimentare tra gli animali e all'uomo.