MetodologiDNA mikroinjeksi dan prosedur transfer nukleus merupakan metode yang sukses menghasilkan hewan ternak transgenik. Meskipun sulit, tahap perkembangan model transgenik relatif mengalami kemajuan.
Pada DNA mikroinjeksi dan transfer nukleus, sekali gabungan gen terklon dan terkarakterisasi, sejumlah persediaan diisolasi, dimurnikan, dan dites pada kultur sel. Jika ekspresi gen mRNA in vitro dapat teridentifikasi, fragmen yang cocok kemudian diluruskan, dimurnikan, dan disiapkan untuk percobaan transfer gen mamalia. Berbeda dengan transfer nukleus, percobaan DNA mikroinjeksi pertama kali dicoba pada tikus. Karena ekspresi fenotip model tikus transgenik tidak selalu teridentifikasi seperti pada hewan ternak, maka tidak dilakukan pengamatan susunan gen yang akan berfungsi pada hewan ternak karena tidak ada kejadian ekspresi transgene-encoded pada model tikus pilot.
Kesuksesan kloning domba diikuti dengan transfer nukleus untuk memproduksi domba dan sapi transgenik, telah memenuhi imajinasi banyak peneliti di seluruh dunia (Wlimut dkk., 1997). Dalam beberapa tahun ke depan, teknologi berikutnya akan memainkan peranan penting dalam perkembangan prosedur baru dalam rekayasa genetika spesies mamalia. Dengan catatan, bahwa transfer nukleus dengan nukleus didapat dari sel stem mamalia atau sel terdiferensiasi dewasa, merupakan perkembangan penting pada spesies non-tikus. Hal ini dikarenakan penghalang teknologi telah terlampaui untuk memungkinkan manipulasi spesifik in vitro yang memungkinkan modifikasi genetik tertarget pada banyak hewan generasi awal (G0). Sebelumnya tidak mungkin melakukan produksi transgenik kompetent germline pada spesies mamalia (selain tikus), menggunakan teknik selain DNA mikroinjeksi (yang memungkinkan integrasi acak dari hewan awal transgenik). Jadi, dengan pengecualian percobaan transfer nukleus pada domba dan sapi, hanya sedikit kesempatan metode digunakan untuk memproduksi mamalia transgenik, burung, dan ikan selama tahun terakhir. Sayangnya, efisiensi relatif untuk percobaan transfer nukleus di luar batas perbandingan dengan DNA mikroinjeksi konvensional. Namun, transfer nukleus mungkin dipertimbangkan tidak efisien pada bentuk umum, kebanyakan langkah pada penambahan protokol percobaan dalam beberapa tahun ke depan, dapat dibandingkan dengan manfaat awal teknologi DNA mikroinjeksi.
Pertimbangan percobaan
Dengan menggunakan DNA mikroinjeksi, tipe gen diperkenalkan pada spesies hewan ternak menjadi pertimbangan yang penting. Pada 1993, Pursel dan Rexroad mengungkapkan catatan komprehensif mengenai susunan gen yang digunakan pada produksi sapi, kambing, babi, dan domba transgenik tidak mengalami perubahan materi yang merupakan refleksi dari kepentingan sumber yang sangat besar. Kebanyakan batasan ilmu pengetahuan pada aplikasi teknologi transgenik skala besar untuk meningkatkan hewan ternak yang tidak berubah dasarnya selama dekade terakhir ini. Batasan tersebut antara lain:
a) Kekurangan pengetahuan mengenai dasar genetika dari faktor yang membatasi produksi sifat.
b) Kekurangan kontrol waktu dan ruang atau sekuen yang dapat diinduksi untuk digunakan dalam mengembangkan susunan gen, vektors ekspresi, dan penargetan gen.
c) Penetapan metode novel untuk meningkatkan efisiensi produksi hewan transgenik.
Dalam upaya mengoptimalkan usaha rekayasa genetika, pengaturan gen dan ekspresi dapat dievaluasi pada tikus, sebagai pendahuluan percobaan lain dengan tenaga, uang dan waktu yang lebih intensif untuk spesies lain. Pada studi tikus, dibutuhkan waktu kurang dari dua bulan sampai susunan DNA siap untuk mikroinjeksi. Sedangkan pada percobaan babi, dibutuhkan waktu yang lebih lama dari sinkronisasi donor embrio jumlah ovum yang akan dimikroinjeksi, interval generasi, dan waktu untuk mengidentifikasi, berkembang biak dan mengkarakterisasi babi transgenik. Jadi, terlihat jelas manfaat pengkarakterisasi tikus transgenik yaitu untuk percepatan apa yang akan memerlukan waktu yang lama.
Sifat yang mempengaruhi produktifitas hewan ternak
Ketertarikan dalam memodifikasi sifat yang menentukan produktifitas hewan ternak telah dilakukan oleh percobaan pertama mengenai ukuran tubuh dan tingkat pertumbuhan yang mempengaruhi tikus transgenik dengan transgene hormon pertumbuhan (GH) dan promoter/enhancer metallothionein (MT) (Palmiter dkk., 1982). Dari poin awal tersebut, beberapa perlakuan yang mirip dilakukan pada studi babi dan domba untuk menambah pertumbuhan melalui pengenalan berbagai susunan gen GH di bawah kontrol sejumlah promoter pengatur yang berbeda-beda. Penggunaan susunan ini memungkinkan regulasi yang ketat pada ekspresi transgene individual dengan suplemen makanan. Namun, meskipun menghasilkan fenotip peningkatan komposisi lemak, efisiensi makanan, dan tingkat keuntungan dan pengurangan komposisi lemak tubuh, namun tetap memiliki efek samping yang tidak diinginkan (patologi sendi, abnormalitas skeetal, peningkatan tingkat metabolisme, ulser gastric dan infertilitas). Masalah lain yaitu ekspresi kronis transgene pertumbuhan dan dapat dikelirukan pada beberapa kasus hewan normal yang ditreatment peningkatan dosis GH. Usaha berikutnya untuk meningkatkan tingkat GH secara genetik telah memproduksi babi dan sapi transgenik yang memiliki ekspresi oncogen asing c-ski atau gen GDF-8 (myostatin), yang memiliki target otot skeletal, dan studi pertumbuhan keturunan tikus dan domba yang terpisah ekspresi transgene encoding hormon releasing factor (GRF) atau insulin-like growth factor-I (IGF-I). Secara keseluruhan, pengetahuan yang lebih banyak tentang biologi pertumbuhan otot dan perkembangan akan dibutuhkan untuk merekayasa keturunan hewan domestik secara genetik dengan karakter pertumbuhan yang diinginkan.
Sifat produktifitas lain yang merupakan target utama untuk rekayasa genetika adalah peningkatan kebutuhan kasein, atau lemak susu sapi dan kambing transgenik, peningkatan efisiensi produksi wool, dan peningkatan resistensi terhadap penyakit virus dan bakteri (termasuk perkembangan imunitas atau transmisi gen antibodi spesifik).
Hewan ternak sebagai bioreaktor
Area kedua ketertarikan signifikan pada rekayasa genetika hewan ternak berhubungan dengan perkembangan hewan bioreaktor untuk mengarahkan ekspresi transgene encoding protein aktif secara biologis (manusia). Pada beberapa strategi, tujuannya adalah secara ekonomi mencukupi jumlah besar protein fungsional, yang memiliki nilai terapi, dari serum atau dari susu betina menyusui. Hingga kini, ekspresi gen asing encoding a1-antitrypsin, aktivator plasminogen jaringan, clotting faktor IX, dan protein C telah diproduksi dengan berbagai efisiensi (sebanyak gram/liter) pada glandula mammaria sejumlah spesies hewan ternak. Terlebih lagi, keturunan hewan ternak transgenik diciptakan untuk memproduksi hemoglobin manusia, atau imunoglobulin sirkulasi spesifik, dengan tujuan utama pemanenan protein serum, untuk digunakan dalam penggantian transfusi darah atau digunakan dalam testing diagnosa.
REKAYASA GENETIKA HEWAN*Oleh C. A. Pinket= sebuah terjemahan bebas bagian 4
Kesuksesan kloning domba diikuti dengan transfer nukleus untuk memproduksi domba dan sapi transgenik, telah memenuhi imajinasi banyak peneliti di seluruh dunia (Wlimut dkk., 1997). Dalam beberapa tahun ke depan, teknologi berikutnya akan memainkan peranan penting dalam perkembangan prosedur baru dalam rekayasa genetika spesies mamalia. Dengan catatan, bahwa transfer nukleus dengan nukleus didapat dari sel stem mamalia atau sel terdiferensiasi dewasa, merupakan perkembangan penting pada spesies non-tikus. Hal ini dikarenakan penghalang teknologi telah terlampaui untuk memungkinkan manipulasi spesifik in vitro yang memungkinkan modifikasi genetik tertarget pada banyak hewan generasi awal (G0). Sebelumnya tidak mungkin melakukan produksi transgenik kompetent germline pada spesies mamalia (selain tikus), menggunakan teknik selain DNA mikroinjeksi (yang memungkinkan integrasi acak dari hewan awal transgenik). Jadi, dengan pengecualian percobaan transfer nukleus pada domba dan sapi, hanya sedikit kesempatan metode digunakan untuk memproduksi mamalia transgenik, burung, dan ikan selama tahun terakhir. Sayangnya, efisiensi relatif untuk percobaan transfer nukleus di luar batas perbandingan dengan DNA mikroinjeksi konvensional. Namun, transfer nukleus mungkin dipertimbangkan tidak efisien pada bentuk umum, kebanyakan langkah pada penambahan protokol percobaan dalam beberapa tahun ke depan, dapat dibandingkan dengan manfaat awal teknologi DNA mikroinjeksi.
Pertimbangan percobaan
Dengan menggunakan DNA mikroinjeksi, tipe gen diperkenalkan pada spesies hewan ternak menjadi pertimbangan yang penting. Pada 1993, Pursel dan Rexroad mengungkapkan catatan komprehensif mengenai susunan gen yang digunakan pada produksi sapi, kambing, babi, dan domba transgenik tidak mengalami perubahan materi yang merupakan refleksi dari kepentingan sumber yang sangat besar. Kebanyakan batasan ilmu pengetahuan pada aplikasi teknologi transgenik skala besar untuk meningkatkan hewan ternak yang tidak berubah dasarnya selama dekade terakhir ini. Batasan tersebut antara lain:
a) Kekurangan pengetahuan mengenai dasar genetika dari faktor yang membatasi produksi sifat.
b) Kekurangan kontrol waktu dan ruang atau sekuen yang dapat diinduksi untuk digunakan dalam mengembangkan susunan gen, vektors ekspresi, dan penargetan gen.
c) Penetapan metode novel untuk meningkatkan efisiensi produksi hewan transgenik.
Dalam upaya mengoptimalkan usaha rekayasa genetika, pengaturan gen dan ekspresi dapat dievaluasi pada tikus, sebagai pendahuluan percobaan lain dengan tenaga, uang dan waktu yang lebih intensif untuk spesies lain. Pada studi tikus, dibutuhkan waktu kurang dari dua bulan sampai susunan DNA siap untuk mikroinjeksi. Sedangkan pada percobaan babi, dibutuhkan waktu yang lebih lama dari sinkronisasi donor embrio jumlah ovum yang akan dimikroinjeksi, interval generasi, dan waktu untuk mengidentifikasi, berkembang biak dan mengkarakterisasi babi transgenik. Jadi, terlihat jelas manfaat pengkarakterisasi tikus transgenik yaitu untuk percepatan apa yang akan memerlukan waktu yang lama.
Sifat yang mempengaruhi produktifitas hewan ternak
Ketertarikan dalam memodifikasi sifat yang menentukan produktifitas hewan ternak telah dilakukan oleh percobaan pertama mengenai ukuran tubuh dan tingkat pertumbuhan yang mempengaruhi tikus transgenik dengan transgene hormon pertumbuhan (GH) dan promoter/enhancer metallothionein (MT) (Palmiter dkk., 1982). Dari poin awal tersebut, beberapa perlakuan yang mirip dilakukan pada studi babi dan domba untuk menambah pertumbuhan melalui pengenalan berbagai susunan gen GH di bawah kontrol sejumlah promoter pengatur yang berbeda-beda. Penggunaan susunan ini memungkinkan regulasi yang ketat pada ekspresi transgene individual dengan suplemen makanan. Namun, meskipun menghasilkan fenotip peningkatan komposisi lemak, efisiensi makanan, dan tingkat keuntungan dan pengurangan komposisi lemak tubuh, namun tetap memiliki efek samping yang tidak diinginkan (patologi sendi, abnormalitas skeetal, peningkatan tingkat metabolisme, ulser gastric dan infertilitas). Masalah lain yaitu ekspresi kronis transgene pertumbuhan dan dapat dikelirukan pada beberapa kasus hewan normal yang ditreatment peningkatan dosis GH. Usaha berikutnya untuk meningkatkan tingkat GH secara genetik telah memproduksi babi dan sapi transgenik yang memiliki ekspresi oncogen asing c-ski atau gen GDF-8 (myostatin), yang memiliki target otot skeletal, dan studi pertumbuhan keturunan tikus dan domba yang terpisah ekspresi transgene encoding hormon releasing factor (GRF) atau insulin-like growth factor-I (IGF-I). Secara keseluruhan, pengetahuan yang lebih banyak tentang biologi pertumbuhan otot dan perkembangan akan dibutuhkan untuk merekayasa keturunan hewan domestik secara genetik dengan karakter pertumbuhan yang diinginkan.
Sifat produktifitas lain yang merupakan target utama untuk rekayasa genetika adalah peningkatan kebutuhan kasein, atau lemak susu sapi dan kambing transgenik, peningkatan efisiensi produksi wool, dan peningkatan resistensi terhadap penyakit virus dan bakteri (termasuk perkembangan imunitas atau transmisi gen antibodi spesifik).
Hewan ternak sebagai bioreaktor
Area kedua ketertarikan signifikan pada rekayasa genetika hewan ternak berhubungan dengan perkembangan hewan bioreaktor untuk mengarahkan ekspresi transgene encoding protein aktif secara biologis (manusia). Pada beberapa strategi, tujuannya adalah secara ekonomi mencukupi jumlah besar protein fungsional, yang memiliki nilai terapi, dari serum atau dari susu betina menyusui. Hingga kini, ekspresi gen asing encoding a1-antitrypsin, aktivator plasminogen jaringan, clotting faktor IX, dan protein C telah diproduksi dengan berbagai efisiensi (sebanyak gram/liter) pada glandula mammaria sejumlah spesies hewan ternak. Terlebih lagi, keturunan hewan ternak transgenik diciptakan untuk memproduksi hemoglobin manusia, atau imunoglobulin sirkulasi spesifik, dengan tujuan utama pemanenan protein serum, untuk digunakan dalam penggantian transfusi darah atau digunakan dalam testing diagnosa.
REKAYASA GENETIKA HEWAN*Oleh C. A. Pinket= sebuah terjemahan bebas bagian 4
