Al combinar la edición con otras herramientas reproductivas avanzadas, Mueller busca desarrollar un método eficiente para distribuir la genética de élite y los rasgos beneficiosos que aprecian los agricultores y ganaderos. Ella ve el enfoque como una forma de lograr objetivos como la sostenibilidad, la mejora del bienestar animal y la seguridad alimentaria.
Mueller, becaria de Rockey FFAR, conoció el ganado en la operación de cría de Angus registrada de su familia, Lienetics Angus Ranch, en Nebraska. “Estuve involucrado en todo, desde la planta baja”, recordó Mueller, el mayor de cuatro hijos. Una de sus funciones principales fue recopilar datos y compilar registros de rendimiento para enviarlos a la Asociación Estadounidense de Angus, lo que despertó su interés en la genética ganadera.
Ella eligió específicamente la Universidad de California, Davis, para la escuela de posgrado porque quería trabajar con la Dra. Allison Van Eenennaam, una pionera en el campo de la genética del ganado. Ahora Mueller está realizando una investigación doctoral para avanzar en la tecnología de toros sustitutos. Mueller establece un paralelo con los sustitutos humanos, que también portan materials genético, el óvulo fertilizado que se convierte en un bebé, que no es suyo.
En la investigación de Mueller, edita un óvulo de vaca fertilizado cuando todavía es un embrión de una sola célula o cigoto. Ella realiza la edición en esta etapa antes de que ocurra la replicación del ADN (el modelo genético responsable del desarrollo y la función de un organismo), por lo que el proceso de edición es más easy y eficiente en esa etapa.
El objetivo de edición de Mueller es eliminar o eliminar la sección de ADN que codifica para el desarrollo de la línea germinal, las células que eventualmente se convertirán en espermatozoides o en un óvulo. Ese nicho vacante en el huésped puede ser reemplazado o complementado con una línea germinal más elitista o genes que proporcionen características beneficiosas de un donante.
“La edición es importante [for this project] debido a la precisión con la que puede apuntar a la célula germinal pero dejar intacto el resto del sistema reproductivo”, dijo.
El ternero resultante nace con una línea germinal complementada o reemplazada. Luego crecerá y producirá esperma que fertilizará los óvulos, ya sea mediante reproducción pure o inseminación synthetic, para producir la próxima generación de ganado. La ventaja es que el toro complementado, o el padre sustituto, podrá transmitir la genética del donante élite o los rasgos beneficiosos a su descendencia.
Actualmente, su trabajo se centra en el lado macho, o padre, porque un solo toro puede producir cientos o incluso miles de terneros, distribuyendo así de manera eficiente los rasgos deseados. Pero su investigación eventualmente podría expandirse para incluir hembras, o madres, para garantizar que la descendencia tenga dos copias de rasgos genéticos que pueden ser recesivos, como la resistencia a enfermedades. Otros rasgos, como la falta de cuernos en el ganado, son dominantes, por lo que siempre se expresan en la próxima generación porque solo se requiere una copia.
Señaló que los animales que participan en su investigación reciben un buen trato. Pasan el rato con otras vacas de investigación en potreros sombreados y las futuras madres reciben anestesia native para asegurarse de que estén cómodas cuando se implantan los embriones editados genéticamente.
“La edición de genes en la agricultura tiene muchos grandes beneficios para enfocarse en rasgos desafiantes que no se pueden lograr a través del mejoramiento convencional, como la resistencia a enfermedades y la adaptación climática”, explicó. “Es más eficiente y logra resultados en menos tiempo, a veces en una generación”.
Mueller considera que su investigación tiene el potencial de mejorar la sostenibilidad de la producción ganadera al tiempo que mejora el bienestar animal. Rasgos como la resistencia a enfermedades podrían lograrse a través de la genética, eliminando tanto el sufrimiento como la necesidad de ciertas vacunas y antibióticos, al igual que la tolerancia al calor, una consideración importante dadas las temperaturas más altas asociadas con el cambio climático. Específicamente, la investigación de toros sustitutos de Mueller podría ayudar a distribuir estos rasgos beneficiosos de manera más eficiente.
La tecnología de sementales sustitutos también podría adaptarse a los países en desarrollo, donde el ganado es elementary para la nutrición y los ingresos rurales, pero la inseminación synthetic es un desafío para implementar. Por ejemplo, “el animal huésped, al que le faltan las células germinales, podría seleccionarse para la adaptación ambiental, como la resistencia a los parásitos y la tolerancia al calor en África, de modo que el padre sustituto pueda transmitir la genética del donante de élite o los rasgos beneficiosos a través del apareamiento pure, » Ella explicó.
Mueller se siente alentada por el progreso de su propia investigación y otros avances en el campo, como la reciente determinación de bajo riesgo de la Administración de Drogas y Alimentos para dos bovinos tolerantes al calor, de pelo liso y editados genéticamente.
“Este es un paso emocionante para la industria”, dijo. “Espero que establezca un proceso regulatorio simplificado para otros productos. El sistema regulatorio es importante para la confianza del consumidor, pero no queremos tratar los productos editados de manera diferente a los productos convencionales cuando sabemos que la característica es segura. como con polled [hornless]comemos eso todo el tiempo porque hay vacas naturalmente sin cuernos”.
Mover un rasgo de una raza a otra no representa ningún daño para la salud humana porque no está creando un nuevo producto y podría lograrse a través del cruzamiento, explicó. “Pero con el mestizaje, también obtenemos rasgos no deseados”. El retrocruzamiento requerido para eliminar rasgos no deseados es un proceso lento, especialmente con animales que tardan mucho en reproducirse.
«La parte realmente emocionante de la edición de genes para una especie como el ganado es que puedes hacer estos cambios en solo una generación, que es mucho más rápido que a través de métodos de reproducción tradicionales o convencionales», dijo Mueller. “Las mejoras genéticas también son acumulativas y permanentes, lo que significa que una mejora realizada en una generación se transmite a la siguiente. Por lo tanto, esas mejoras pueden continuar construyéndose unas sobre otras”.
Dada su experiencia práctica en el rancho de su familia, Mueller dijo que aprecia y disfruta el laboratorio de Van Eenennaam, donde el enfoque está en las aplicaciones del mundo actual para su investigación. Se graduará en la primavera de 2023 y, después de eso, está abierta a oportunidades que le permitirán brindar investigación y educación o herramientas para ayudar a los productores ganaderos a ser más eficientes y sostenibles.
Nota del editor: esta pieza se corrigió para aclarar el proceso de edición en la etapa de cigoto.
Joan Conrow tiene más de 35 años de experiencia como periodista y editor. Se especializa en temas ambientales, biotecnología y agricultura, y está especialmente interesada en cómo estos temas altamente cargados se están desarrollando a nivel mundial. Joan tiene una licenciatura en historia y periodismo y está certificada en apicultura, mediación y facilitación. Encuentra a Joan en Twitter @joanconrow
Una versión de este artículo se publicó originalmente en Cornell Alliance for Science y se vuelve a publicar aquí con permiso. La Cornell Alliance for Science se puede encontrar en Twitter @ScienceAlly
