Биотехнология и ее роль в жизни животных

Биотехнологияпроцесс использования живых систем для создания новых организмов или модификации существующих. В этом процессе используется система организма как своего рода шаблон для создания новых продуктов или модификации существующих продуктов и технологий. Биотехнологии используются в различных областях, таких как фармацевтика, сельское хозяйство и многие биологические области. Одним из наиболее распространенных применений биотехнологии является создание генетически модифицированных организмов или сокращенно ГМО.  

В генетике биотехнологии используются для манипулирования ДНК растений и животных для получения различных результатов. Это приводит к появлению новых форм видов, с которыми манипулируют, таких как культура, модифицированная для устойчивости к гербицидам, и исходное растение, которое не является таковым. Один из способов, которым биотехнология пользуется для этого, заключается в замене определенных последовательностей генов в ДНК организма или в том, чтобы сделать определенные гены более выраженными или подавленными. Например, экспрессивным может быть ген образования стебля растения, который становится более активным, поэтому у модифицированного растения растет более толстый стебель.  

Этот же процесс также используется для придания организмам устойчивости к различным заболеваниям. Модификация генов может изменить экспрессию генов, поэтому организм выстраивает естественную защиту от болезни и становится устойчивым к ней. Или болезнь вообще не может заразить организм. Генная модификация обычно используется для растений, но все чаще ее начинают использовать и для животных. По данным Организации биотехнологической промышленности, «Современная биотехнология предоставляет революционные продукты и технологии для борьбы с изнурительными и редкими заболеваниями». 

Возможность новой жизни и ее влияние на сельское хозяйство 

Хотя такое использование биотехнологии не создает новых видов организмов, воспроизводство популяций может со временем привести к появлению новых вариаций видов. Это создание другой вариации может занять несколько поколений в зависимости от условий и окружающей среды, которым подвергается популяция. 

Виды животных, которые содержатся на фермах, тщательно контролируются и регулируются, а также содержатся в стабильных условиях. Это регулирование может ускорить время, необходимое для того, чтобы новые модифицированные виды стали доминировать в популяции.   

Следовательно, животные, содержащиеся на фермах, имеют более высокий уровень внутривидовых взаимодействий. Вид может взаимодействовать только с другими представителями своего вида из-за возможности возникновения инфекционного заболевания (ВИЗ) выше. Болезнь, сопротивляться которой модифицированный организм, может захватить остальную популяцию, увеличивая шансы на успешное размножение и дальнейшую транспортировку модификации. Это означает, что модифицированные виды станут устойчивыми к болезни, что приведет к созданию продукта более высокого качества.   

Системы контроля заболеваний у животных 

Самой по себе биотехнологии не всегда достаточно для борьбы с болезнями животных. Иногда для облегчения модификаций должны быть задействованы другие системы. Системы контроля заболеваний в сочетании с модификацией генов могут повысить общую эффективность того, насколько хорошо вид сопротивляется болезням.  

Различные системы борьбы с болезнями включают профилактические действия, обычно это первая линия обороны. Цель профилактических действий состоит в том, чтобы остановить проблему до того, как она начнется, как дамбы, используемые для борьбы с наводнениями. Другой вид систем управления борьба с переносчиками членистоногих. Многие болезни вызываются различными вредителями и насекомыми, выступающими переносчиками болезни; однако эти виды также можно изменить, чтобы они больше не передавали болезнь.  Недавние исследования исследования взаимодействия с дикой природой показали, что «80% соответствующих патогенов животных, присутствующих в Соединенных Штатах Америки, имеют потенциальный компонент дикой природы». Таким образом, контроль за передачей болезней дикими животными может снизить заболеваемость сельскохозяйственных животных. 

Другие распространенные формы систем управления включают хозяин и контроль популяции, что в основном делается путем выбраковки членов инфицированной популяции или путем отделения членов популяции, которые были изменены. Если члены, которые были изменены, выбраковываются, у них может быть больше шансов на размножение с другими модифицированными особями популяции. Со временем это приведет к появлению новой устойчивой к болезням версии вида.  

Вакцинация и генная терапия также являются распространенными формами системы контроля. По мере того, как все больше представителей вида вакцинируются ослабленной формой вируса, у вида вырабатывается иммунитет. Кроме того, если генами организма манипулируют, организм может стать устойчивым к этому заболеванию. Этот контроль можно использовать с контролем хозяина и популяции для дальнейшего повышения устойчивости популяции к болезни. 

Все эти методы используются в сельском хозяйстве и производстве продуктов питания с помощью биотехнологических систем. Манипулирование видами животных, чтобы сделать их устойчивыми к болезням, все еще является относительно новой наукой, а это означает, что миграция видов, чтобы стать полностью устойчивыми к болезням или невосприимчивыми, не была полностью исследована или задокументирована. 

По мере того, как мы узнаем больше о биотехнических и генетических манипуляциях, мы расширяем наши возможности по выращиванию более здоровых животных, производим более безопасные продукты питания для производства и уменьшаем распространение болезней.  

Создание устойчивости к болезням с помощью генетической селекции 

Члены популяции, демонстрирующие естественную способность сопротивляться болезни, могут быть выборочно разводят так что больше представителей вида также могут проявлять эти черты. Это, в свою очередь, можно использовать при отбраковке, чтобы эти члены не подвергались постоянному воздействию других факторов и могли легче производить потомство. Этот тип генетического отбора основан на устойчивости, являющейся частью генетической структуры животного.  

Если животное подвергается воздействию вируса и вырабатывает иммунитет через свою иммунную систему, есть вероятность, что эта устойчивость не передастся. Это связано с нормальной рандомизацией генов во время размножения. В Исследования Эненнаама и ПолмайераОни заявляют: «Благодаря генетической селекции производители скота могут выбирать определенные генетические вариации, которые связаны с устойчивостью к болезням». 

Создание устойчивости к болезням с помощью генетической модификации 

Членам популяции можно привить определенную последовательность генов, которая приводит к устойчивости к определенному заболеванию. Последовательность гена либо заменяет определенную последовательность гена у индивидуума, либо активирует или деактивирует определенную последовательность. 

Некоторые тесты, которые были сделаны включают резистентность коров к маститу. Коровам прививают ген лизостафина, что приводит к активации последовательности гена и повышает устойчивость коровы к маститу. Это пример гиперэкспрессии трансгена, что означает, что его можно передать всему виду, поскольку последовательность гена прикрепляется к части ДНК, одинаковой для вида. ДНК разных представителей одного и того же вида будет немного различаться, поэтому важно знать, что ген лизостафина будет работать для всего вида, а не только для одного представителя.  

Другие тесты включают подавление возбудителей инфекции у различных видов. В этом случае вид будет инокулирован последовательностью вируса. РНК. Эта последовательность вставится в РНК животных. Когда эта РНК транскрибируется для создания определенных белков, новый ген, который был вставлен, теперь будет экспрессироваться.  

Влияние биотехнологии на современное сельское хозяйство 

Хотя акт манипулирования животными для получения желаемых результатов и борьбы с болезнями не нов для нас, наука о том, как мы это делаем, значительно продвинулась вперед. Благодаря нашим знаниям о том, как работает генетика, нашей способности манипулировать генами для получения новых результатов и нашему пониманию болезней, мы можем достичь новых уровней ведения сельского хозяйства и производства продуктов питания. 

Использование комбинации систем борьбы с болезнями и биотехнологии для своевременной модификации видов животных может привести к появлению новой версии, устойчивой или даже невосприимчивой к определенному заболеванию. По мере того, как члены устойчивой к болезням популяции размножаются, их потомство также будет иметь гены устойчивости к болезням в своей ДНК.  

Животные, устойчивые к болезням, будут жить более здоровой и лучшей жизнью, им не нужно будет делать прививки от определенных болезней, и они будут производить продукты более высокого качества для потребления. С точки зрения анализа затрат и выгод, устойчивость к болезням очень выгодна, поскольку на содержание животных уходит меньше денег, а продукты от этих животных будут более высокого качества. Устойчивые к болезням животные также остановят передачу болезней пищевого происхождения между животными и людям.