Bioteknik och dess roll i djurlivet

Bioteknikär processen att använda levande system för att skapa nya organismer eller för att modifiera befintliga. Denna process använder organismsystemet som en sorts mall för att skapa nya produkter eller för att modifiera befintliga produkter och teknologier. Bioteknik används inom olika områden som läkemedel, jordbruk och flera biologiska områden. En av de vanligaste tillämpningarna av bioteknik är skapandet av genetiskt modifierade organismer eller GMO för kort.  

Inom genetik används bioteknik för att manipulera DNA från växter och djur för att ge olika resultat. Detta leder till nya former av arten som manipuleras, till exempel en gröda som är modifierad för att vara resistent mot herbicider och den ursprungliga växten som inte är det. Ett sätt som biotekniken används för att göra detta är genom att ersätta vissa gensekvenser i en organisms DNA, eller genom att göra det så att vissa gener uttrycks mer eller deprimeras. Till exempel kan en gen för att göra en växts stjälk vara uttrycksfull, vilket blir mer aktiv så att den modifierade växten får en tjockare stjälk.  

Samma process används också för att göra organismer resistenta mot olika sjukdomar. Modifieringen av gener kan förändra genuttrycket så att organismen bygger ett naturligt försvar mot och är resistent mot en sjukdom. Eller så kan sjukdomen inte infektera organismen i första hand. Genmodifiering används ofta i växter, men börjar också användas mer på djur. Enligt Biotechnology Industry Organisation, "Modern bioteknik tillhandahåller banbrytande produkter och teknologier för att bekämpa försvagande och sällsynta sjukdomar." 

Möjligheten till nytt liv och dess inverkan på jordbruket 

Även om denna användning av bioteknik inte skapar en ny art av organismer, kan populationsförökning resultera i en ny variation av arter över tiden. Detta skapande av en annan variation kan ta generationer beroende på vilken typ av förhållanden och miljö som befolkningen utsätts för. 

Djurarter som hålls i gårdar övervakas och regleras noggrant och hålls under stabila förhållanden. Denna förordning skulle kunna påskynda tiden det tar för de nya modifierade arterna att dominera populationen.   

Följaktligen har djur som hålls på gårdar en högre frekvens av intraspecifika interaktioner. Arten kan endast interagera med andra medlemmar av sin art på grund av risken för en framväxande infektionssjukdom (EID) är högre. Sjukdomen som en organism modifieras för att motstå kan ta över resten av befolkningen, vilket ökar chanserna för framgångsrik fortplantning och ytterligare transport av modifieringen. Detta innebär att den modifierade arten kommer att bli resistent mot sjukdomen och därigenom skapa en produkt av högre kvalitet.   

Sjukdomskontrollsystem hos djurarter 

Bioteknik i sig är inte alltid tillräckligt för att kontrollera sjukdomar hos djur. Ibland måste andra system finnas på plats för att underlätta ändringarna. Sjukdomskontrollsystem i samband med genmodifiering kan öka den totala effektiviteten av hur väl arten motstår sjukdomar.  

Olika sjukdomskontrollsystem inkluderar förebyggande åtgärder, detta är vanligtvis den första försvarslinjen. Med förebyggande åtgärder är målet att stoppa problemet innan det börjar som att vallar används i översvämningskontroll. En annan form av styrsystem är leddjur vektor kontroll. Många sjukdomar orsakas av olika skadedjur och insekter som fungerar som överförare av en sjukdom; men dessa arter kan också modifieras så att de inte längre överför sjukdomen.  nyligen genomförda studier gjort på interaktioner med vilda djur har visat att "80 % av de relevanta djurpatogener som finns i USA har en potentiell vildlivskomponent." Så att kontrollera hur vilda djur överför sjukdomar kan minska sjukdomar hos husdjur. 

Andra vanliga former av styrsystem inkluderar värd- och befolkningskontroll, vilket mestadels görs genom att avliva medlemmar av den infekterade befolkningen eller genom att separera medlemmar av befolkningen som har modifierats. Om medlemmarna som har modifierats slaktas kan de ha en bättre chans att fortplanta sig med andra modifierade individer i befolkningen. Med tiden kommer detta att resultera i en ny sjukdomsresistent version av arten.  

Vaccinering och genterapi är också vanliga former av kontrollsystem. Eftersom fler av en art vaccineras med en försvagad form av ett virus, bygger arten upp immunitet. Dessutom, om en organisms gener manipuleras, kan organismen bli resistent mot den sjukdomen. Denna kontroll kan användas med värd- och populationskontroll för att ytterligare öka befolkningens motståndskraft mot en sjukdom. 

Alla dessa metoder används i jordbruk och livsmedelsproduktion med biotekniksystem. Manipulering av djurarter för att vara sjukdomsresistenta är fortfarande en relativt ny vetenskap, vilket innebär att migrationen av en art för att bli helt sjukdomsresistent eller immun inte har undersökts eller dokumenterats helt. 

När vi lär oss mer om bioteknisk och genetisk manipulation ökar vi vår förmåga att odla friskare djur, att producera säkrare mat för produktion och vi minskar spridningen av sjukdomar.  

Skapa sjukdomsresistens med genetiskt urval 

Medlemmar av en befolkning som visar en naturlig förmåga att stå emot en sjukdom kan vara selektivt uppfödd så fler medlemmar av arten kan också uppvisa dessa egenskaper. Detta kan i sin tur användas med avlivning så att dessa medlemmar inte kontinuerligt exponeras för andra faktorer och lättare kan producera avkomma. Denna typ av genetiskt urval är beroende av att resistensen är en del av djurets genetiska sammansättning.  

Om djuret utsätts för ett virus och bygger immunitet genom sitt immunsystem, finns det en chans att denna resistens inte förs vidare. Detta beror på normal genrandomisering under fortplantning. I Eenennaams och Pohlmeiers forskning, säger de, "Genom genetiskt urval kan boskapsproducenter selektera för vissa genetiska variationer som har associerats med sjukdomsresistens." 

Skapa sjukdomsresistens med genetisk modifiering 

Medlemmar av en population kan inokuleras med en specifik gensekvens som resulterar i resistens mot en specifik sjukdom. Gensekvensen ersätter antingen en specifik gensekvens hos individen eller gör att en specifik sekvens aktiveras eller inaktiveras. 

Några tester som har gjorts inkluderar mastitresistens hos kor. Korna inokuleras med lysostafin-genen, vilket leder till en aktivering av en gensekvens och ökar resistensen mot mastit hos kon. Detta är ett exempel på transgen överuttryck, vilket innebär att det kan ges till hela arten eftersom gensekvensen fäster sig till en del av DNA:t som är densamma för arten. DNA från olika medlemmar av samma art kommer att variera något, så det är viktigt att veta att lysostafingenen fungerar för hela arten och inte bara en medlem.  

Andra test innefatta undertryckande av infektionspatogener i olika arter. I detta fall kommer arten att inokuleras med en sekvens av ett virus RNA. Den sekvensen kommer att infoga sig själv i djurets RNA. När det RNA:t transkriberas för att skapa vissa proteiner, kommer den nya genen som infogades nu att uttryckas.  

Bioteknikens inverkan på modernt jordbruk 

Även om handlingen att manipulera djur för att få de resultat vi vill ha och sjukdomsbekämpning inte är ny för oss, har vetenskapen bakom hur vi gör detta utvecklats drastiskt. Med vår kunskap om hur genetik fungerar, vår förmåga att manipulera gener för att producera nya resultat och med vår förståelse för sjukdomar kan vi nå nya nivåer av jordbruk och livsmedelsproduktion. 

Att använda en kombination av sjukdomsbekämpningssystem och bioteknik för att modifiera djurarter i tid kan leda till en ny version som är resistent eller till och med immun mot en viss sjukdom. När medlemmar av en sjukdomsresistent population fortplantar sig kommer deras avkomma också att ha de sjukdomsresistenta generna i sitt DNA.  

Djur som är resistenta mot sjukdomar kommer att leva hälsosammare och bättre liv, kommer inte att behöva vaccineras mot vissa sjukdomar och kommer att producera produkter av bättre kvalitet för konsumtion. När det gäller en kostnads-nyttoanalys är det mycket fördelaktigt att vara resistent mot sjukdomar eftersom mindre pengar går till djurens underhåll och produkter från dessa djur kommer att vara av bättre kvalitet. Sjukdomsresistenta djur kommer också att stoppa överföringen av livsmedelsburna sjukdomar mellan djur och människor.