Китайцы вывели карпов без мускульных костей

Китайские биологи отредактировали золотых рыбок с помощью метода CRISPR/Cas9. Они выключили ген, кодирующий белок bmp6, что позволило вывести популяцию рыбок без мускульных костей, способную передавать мутацию по наследству. В перспективе это может повысить качество выращиваемых карповых. Препринт этой работы выложен на сайте bioRxiv.org.

Фото из открытых источников

Аквакультура, то есть разведение и выращивание водных организмов, представляет собой важную часть сельского хозяйства, поскольку она выступает стабильным источником белка для человека. Так, по данным за 2018 год, во всем мире произвели около 179 миллионов тонн рыбы, из которых 82 миллиона тонн оказались продукцией аквакультуры. Важным производителем рыбы остается Китай, на долю которого в том же году пришлось 35 процентов. Причем более двух третей от выращенной в этой стране рыбы приходится на карповых (Cyprinidae).

При выращивании рыбы важно, чтобы она отвечала определенным качествам. Однако с карповыми существует проблема — большое количество мускульных (межмышечных) костей. Они находятся в соединительнотканных прослойках между мышечными сегментами и присоединяются к позвонкам, ребрам или верхним дугам. Эти кости трудно удалить, поэтому они могут представлять проблему как при употреблении рыбы в пищу, так и при переработке. Схожую проблему имеют сельдевые рыбы (Clupeidae).

Фото из открытых источников / Youy Kuang et al / biorXiv, 2022

Сяо Вэнь Сунь (Xiaowen Sun) совместно с коллегами из Китайской академии рыбного хозяйства решила избавиться от мускульных костей у золотых рыбок (Carassius auratus). В одном из предыдущих исследований им удалось добиться этого у рыб данио-рерио (Danio rerio), выключив ген, которые кодирует белок bmp6, с помощью технологии CRISPR/Cas9 (подробнее об этой технологии в материале «Запомните эти буквы»). Эти же манипуляции биологи проделали и с эмбрионами золотых рыбок. Далее ученые отбирали особей для естественного размножения, у которых мутация присутствует в 95 процентах клеток. В общей сложности они повторили эту процедуру еще два раза, заметив, что частота мутаций у следующих поколений рыбок возрастала.

Выведя популяцию золотых рыбок без мускульных костей, исследователи решили проверить, как растут их масса и длина тела по сравнению с дикими особями. Они отобрали по 600 одномесячных особей массой 3,65–5,02 грамма и длиной тела 4,44–5,32 миллиметра и выращивали их в пруду в течение трех месяцев, следя за изменениями. Оказалось, что в возрасте двух—четырех месяцев выведенная популяция росла быстрее, чем дикие рыбки.

Кроме того, исследователи проанализировали приблизительный состав питательных веществ, содержащихся в мышечной ткани выведенной популяции. Результаты показали, что никакой существенной разницы в сравнении с дикими особями не наблюдалось. Существенных отличий они не нашли и при анализе структуры мышечной ткани двух популяций, а также отметили, что выключение гена, кодирующего белок bmp6, и отсутствие мускульных костей заметно не повлияло на плодовитость этих рыбок.

По данным биологов, выведенная популяция карповых рыб без мускульных костей представляет собой первую породу этого семейства, у которых этот признак может передаваться по наследству. По их мнению, это важное достижение для аквакультуры, которая требует выведения высококачественной рыбы, а сокращение количества мускульных костей — один из способов этого добиться.