مقاله مروری:‌ فناوری crispr-cas در آبزی‌پروری: مطالعه مروری

پیشرفت صنعت آبزی‌پروری با چالش‌های متعددی از جمله شیوع بیماری‌های عفونی و عوامل‌بیماری‌زای مقاوم به آنتی‌بیوتیک‌ها، کاهش بقاء، کاهش باروری، رشد آهسته، فرار ماهیان پرورشی به اکوسیستم‌های طبیعی و آلودگی‌های زیست‌محیطی مواجه است. امروزه استفاده از فناوری crispr-cas به عنوان یک راه‌حل بالقوه برای حل این چالش‌ها از طریق ویرایش ژنوم یاد می‌شود. در فناوری crispr، آنزیم نوکلئاز 9 (cas9) ابزاری قدرتمند و کارآمد برای ویرایش مولکولی dna جهت بروز صفات مطلوب در میزبان است. در این زمینه مطالعات متعددی بر گونه‌های مختلف آبزیان با هدف بررسی صفات مطلوب مرتبط با آبزی‌پروری شامل سرکوب‌ ژن myostatin (افزایش رشد سوماتیک بدن)، بیوسنتز اسیدهای چرب، تحریک رنگدانه‌سازی بدن و تولید ماهیان با استخوان‌های ریز بین‌عضلانی کمتر صورت گرفته است. در خصوص صفات وابسته به تولید مثل، از این تکنولوژی جهت مهندسی ژنتیک سلول‌های جنسی و تغییر جنسیت استفاده شده است. در زمینه بهداشت آبزیان این سیستم اصلاحی برپایه ژنوم، در مقیاس آزمایشگاهی با موفقیت توانسته است، ماهیانی مقاوم‌ در برابر بیماری‌های عفونی به‌خصوص بیماری‌های ویروسی تولید کند. همچنین ویرایش ژن‌های مرتبط با پپتیدهای ضدمیکروبی به‌وسیله crispr-cas9 می‌تواند سبب بهبود سیستم ایمنی ذاتی و افزایش مقاومت ماهیان در برابر بیماری‌های عفونی می‌شود. به ‌طورکلی، استفاده از فناوری crispr-cas یک رویکرد موثر برای دستکاری ژن‌های هدف و بهبود ویژگی‌های اقتصادی در گونه‌های مختلف آبزیان در راستای برنامه‌های اصلاح ژنتیکی است. این مطالعه مروری، تصویر جامعی از فناوری crispr-cas و پتانسیل آن در ویرایش ژنوم برای هدف قرار دادن ژن‌های مرتبط با صفات اقتصادی در ماهیان جهت غلبه بر برخی محدودیت‌ها و چالش‌های پیشروی آبزی‌پروری پایدار ارائه می‌دهد.

crispr-cas technology in aquaculture: a review

the progress of the aquaculture industry is facing many challenges, including the spread of infectious diseases and antibiotic-resistant pathogens, reduced survival, reduced fertility, slow growth, escape of farmed fish to natural ecosystems, and environmental pollution. today, the use of crispr-cas technique is considered as a potential solution to solve these challenges through genome editing. in the crispr system, the nuclease 9 or cas9 enzyme is a powerful and efficient tool for molecular editing of dna to reveal desired traits in the host. in this context, several studies have been conducted on different aquatic species to investigate desirable traits related to aquaculture, including suppressing the myostatin gene (increasing somatic growth of the body), biosynthesis of fatty acids, stimulation of body pigmentation, and production of fish with less intermuscular bones. in terms of reproduction traits, this technology has been used for the genetic engineering of sex cells and sex reversal. in the field of aquatic health, this genome-based breeding system has successfully produced fish resistant to infectious diseases, especially viral diseases, on a laboratory scale. also, editing genes related to antimicrobial peptides by crispr-cas9 can improve the innate immune system and increases the resistance of fish against infectious diseases. in general, using the crispr-cas system is an effective approach to manipulate target genes and improve economic traits in different aquatic species in line with genetic modification programs. this review study provides a comprehensive view of crispr-cas technology and its potential in genome editing to target genes associated with economically valuable traits in fish to overcome some limitations and challenges of promoting sustainable aquaculture.