genetĠĞĠ deĞĠġtĠrĠlmĠġ hayvansal ÜrÜnler · lk transgenik fare 1980 yılında (gordon...

9
Oral Sessions 163 GENETĠĞĠ DEĞĠġTĠRĠLMĠġ HAYVANSAL ÜRÜNLER Ercan KURAR 1 , Aydın GÜZELOĞLU 1 , Seyit Ali KAYIġ 2 1 Selçuk Üniversitesi, Veteriner Fakültesi, Genetik Anabilim Dalı, Konya-Türkiye 2 Selçuk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Zootekni Bölümü, Konya-Türkiye E-posta: [email protected] Özet Hayvan ıslahı, yetiĢtiriciliği, beslenmesi ve sağlığı alanında yapılan çalıĢmalar neticesinde hayvansal ürünlerin miktar ve kalitesinde önemli oranda geliĢme sağlanmıĢtır. Ancak, Dünya nüfusundaki hızlı artıĢ ve beslenme alıĢkanlıkları hayvansal ürünlere olan talebi arttırmaktadır. Son 25 yılda biyoteknoloji ve genetik alanındaki geliĢmeler, bilim insanlarına hayvanların genetik yapılarını değiĢtirebilme imkanlarını sağlamıĢtır. Trangenezis teknolojisi, bir canlı türünün genomuna baĢka bir canlı türünden genetik materyal aktarılmasına veya mevcut genetik yapısına müdahale edilmesine olanak sağlamaktadır. Yeni özellikler kazanan canlılara transgenik veya genetiği değiĢtirilmiĢ organizmalar (GDO) ismi verilmektedir. Hayvanlarda transgenezis teknolojisi biyomedikal araĢtırmalar ile insan ve hayvan hastalıkları için hayvan modellerinin geliĢtirilmesi, medikal önemi olan hormon ve enzimlerin hayvanlarda üretilmesi, türler arası transplantasyon uygulamaları için organ ve dokuların geliĢtirilmesi ve kısa yoldan istenen verim özelliklerini taĢıyan hayvan populasyonlarının geliĢtirilmesine olanak sağlamaktadır. Hayvan yetiĢtiriciliğinde transgenik çiftlik hayvanlarının sayısı her geçen gün artmaktadır ve transgenik hayvansal ürünlerin yakın gelecekte insan tüketimi için marketlerde yer alması beklenmektedir. Anahtar kelimeler: Genetiği değiĢtirilmiĢ organizma, transgenezis, hayvan. GENETICALLY MODIFIED ANIMAL PRODUCTS Ercan KURAR 1 , Aydin GUZELOGLU 1 , Seyit Ali KAYIS 2 1 Selcuk University, Faculty of Veterinary Medicine, Department of Genetics, Konya-Turkey 2 Selcuk University, Faculty of Agriculture, Department of Animal Science, Konya-Turkey E-mail: [email protected] Abstract Studies on animal breeding, nutrition, health and production have led to important levels of improvements on quality and quantity of animal products. However, there has been a gradually increasing demand on animal origin foods due to rapid growth of world population and change of food habits. Developments in biotechnology and genetics over the past 25 years have allowed scientists to engineer genetic structure of animals. Transgenesis technologies allow an organism in which a gene is altered or added from another organism. An organism that is gained a new feature is termed as transgenic or genetically modified organism (GMO). Animal transgenesis technologies have opened up new opportunities for development of animal models for human and animal diseases and biomedical research, production of medically important hormones and enzymes, generation of tissues and organs for transplantation between species and shortcut production of animal populations bearing desired traits. Numbers

Upload: truongkhanh

Post on 12-Jun-2019

224 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: GENETĠĞĠ DEĞĠġTĠRĠLMĠġ HAYVANSAL ÜRÜNLER · lk transgenik fare 1980 yılında (Gordon ve ark 1980), çiftlik hayvanları (tavúan, domuz ve koyun) ise 1985 yılında (Hammer

Oral Sessions

163

GENETĠĞĠ DEĞĠġTĠRĠLMĠġ HAYVANSAL ÜRÜNLER Ercan KURAR1, Aydın GÜZELOĞLU1, Seyit Ali KAYIġ2

1Selçuk Üniversitesi, Veteriner Fakültesi, Genetik Anabilim Dalı, Konya-Türkiye

2Selçuk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Zootekni Bölümü, Konya-Türkiye

E-posta: [email protected]

Özet

Hayvan ıslahı, yetiĢtiriciliği, beslenmesi ve sağlığı alanında yapılan çalıĢmalar neticesinde hayvansal ürünlerin miktar ve kalitesinde önemli oranda geliĢme sağlanmıĢtır. Ancak, Dünya nüfusundaki hızlı artıĢ ve beslenme alıĢkanlıkları hayvansal ürünlere olan talebi arttırmaktadır. Son 25 yılda biyoteknoloji ve genetik alanındaki geliĢmeler, bilim insanlarına hayvanların genetik yapılarını değiĢtirebilme imkanlarını sağlamıĢtır. Trangenezis teknolojisi, bir canlı türünün genomuna baĢka bir canlı türünden genetik materyal aktarılmasına veya mevcut genetik yapısına müdahale edilmesine olanak sağlamaktadır. Yeni özellikler kazanan canlılara transgenik veya genetiği değiĢtirilmiĢ organizmalar (GDO) ismi verilmektedir. Hayvanlarda transgenezis teknolojisi biyomedikal araĢtırmalar ile insan ve hayvan hastalıkları için hayvan modellerinin geliĢtirilmesi, medikal önemi olan hormon ve enzimlerin hayvanlarda üretilmesi, türler arası transplantasyon uygulamaları için organ ve dokuların geliĢtirilmesi ve kısa yoldan istenen verim özelliklerini taĢıyan hayvan populasyonlarının geliĢtirilmesine olanak sağlamaktadır. Hayvan yetiĢtiriciliğinde transgenik çiftlik hayvanlarının sayısı her geçen gün artmaktadır ve transgenik hayvansal ürünlerin yakın gelecekte insan tüketimi için marketlerde yer alması beklenmektedir.

Anahtar kelimeler: Genetiği değiĢtirilmiĢ organizma, transgenezis, hayvan.

GENETICALLY MODIFIED ANIMAL PRODUCTS Ercan KURAR1, Aydin GUZELOGLU1, Seyit Ali KAYIS2

1Selcuk University, Faculty of Veterinary Medicine, Department of Genetics, Konya-Turkey

2Selcuk University, Faculty of Agriculture, Department of Animal Science, Konya-Turkey

E-mail: [email protected]

Abstract

Studies on animal breeding, nutrition, health and production have led to important levels of improvements on quality and quantity of animal products. However, there has been a gradually increasing demand on animal origin foods due to rapid growth of world population and change of food habits. Developments in biotechnology and genetics over the past 25 years have allowed scientists to engineer genetic structure of animals. Transgenesis technologies allow an organism in which a gene is altered or added from another organism. An organism that is gained a new feature is termed as transgenic or genetically modified organism (GMO). Animal transgenesis technologies have opened up new opportunities for development of animal models for human and animal diseases and biomedical research, production of medically important hormones and enzymes, generation of tissues and organs for transplantation between species and shortcut production of animal populations bearing desired traits. Numbers

Page 2: GENETĠĞĠ DEĞĠġTĠRĠLMĠġ HAYVANSAL ÜRÜNLER · lk transgenik fare 1980 yılında (Gordon ve ark 1980), çiftlik hayvanları (tavúan, domuz ve koyun) ise 1985 yılında (Hammer

Sözlü Bildiriler

164

of transgenic animal applications have been increasing and it was expected that transgenic animal products are close to reaching the market shelves for human consumption.

Keywords: Genetically modified organism, transgenesis, animal

GiriĢ

Transgenik (Tg) organizmalar baĢka bir organizmaya ait bir geni bünyesine katarak genetik yapısıyla birleĢtiren ve gelecek nesillere aktarabilen canlılardır. Bir organizmanın transgenik olarak kabul edilebilmesi için; (1) yabancı DNA‘nın genoma fiziksel olarak katılması, (2) bütün hücrelerin yabancı geni bulundurması ve (3) kazanılan yeni özelliğin (genin) sonraki nesillere intikali gerekmektedir. Her ne kadar transgenesis teknolojisi ile bir genin bir canlının genomuna aktarılması iĢlemleri anlaĢılmakta ise de, son yıllarda gerçekleĢtirilen farklı moleküler biyoloji ve genetik uygulamaları ile bir canlıya ait genlerin yapısı ve dolayısıyla fonksiyonu değiĢtirilebilmekte veya tamamıyla susturulabilmektedir (knockout). Dolayısıyla, günümüzde, genetiği değiĢtirilmiĢ organizmalar (GDO) veya genetiği değiĢtirilmiĢ (GD) hayvanlar ifadesi yaygın olarak kullanılmaktadır.

Tg canlıların oluĢturulması için, istenen genin taĢıyıcı (vektör) sistemlerine rekombinant DNA teknolojisi ve genetik mühendislik uygulamaları kullanılarak aktarılması (klonlanması) gerekmektedir. Ġlgili geni taĢıyan vektörlerin genoma aktarılmasında; zigot pronükleusuna yabancı gen mikroenjeksiyonu, yabancı gen aktarılmıĢ sperma mikroenjeksiyonu veya yabancı genin transfeksiyonu ile oluĢturulan somatik hücre çekirdeğinin transferi gibi farklı yöntemler kullanılmaktadır.

Ġlk transgenik fare 1980 yılında (Gordon ve ark 1980), çiftlik hayvanları (tavĢan, domuz ve koyun) ise 1985 yılında (Hammer ve ark. 1985) üretilmiĢtir. Farklı hayvan türlerinde farklı amaçlar için çok sayıda transgenik hayvan modeli üretilmiĢ bulunmaktadır (Kues ve Niemann 2011). Transgenik hayvanlar genetik ve biyomedikal araĢtırmalar, insan hastalıkları için hayvan modellerinin oluĢturulması, organ nakli (xenotransplantasyon), biyofarmasötik, terapötik ve endüstriyel önemi olan bazı protein ve enzimlerin hayvanlarda üretilmesi (biyoreaktörler), hastalıklara dirençli, üstün verim özellikleri ve çevre dostu hayvanların geliĢtirilmesi alanlarında kullanım olanakları sunmaktadır. Tg hayvanların kullanım alanları kısaca tartıĢılacaktır.

Biyomedikal çalıĢmalar

Farklı canlı türlerinde gen(ler)in fonksiyonu ve birbirleriyle etkileĢimlerinin anlaĢılması amacıyla farklı yaklaĢımlar kullanılmaktadır. Promotor, regulatör gibi gen elementlerinin fonksiyonların araĢtırılmasında ilgili genin genomda susturulması (knockout) yaygın olarak kullanılan yöntemlerdir. Bu amaçla çok sayıda gen bakımından knockout fare hatları geliĢtirilmiĢtir. Diğer bir yaklaĢım ise yeĢil floresan protein (GFP) gibi reporter genler ile ilgili genlerin ifadeleri deneysel olarak araĢtırılabilmektedir. GFP geni aktarılmıĢ domuz, tavuk, tavĢan, fare gibi çok sayıda hayvan türü deneysel olarak geliĢtirilmiĢtir. Farklı GFP varyantlarını taĢıyan Tg akvaryum zebra balıkları geliĢtirilmiĢ olup ticari olarak satılmaktadır (http://www.glofish.com).

Ġnsan hastalıkları için hayvan modelleri

Ġnsan vücudu biyolojik, etik, sosyolojik ve dini nedenlerden dolayı biyomedikal çalıĢmalar için çoğu zaman uygun değildir. Ġnsan ve çiftlik hayvanların hastalıkları ve

Page 3: GENETĠĞĠ DEĞĠġTĠRĠLMĠġ HAYVANSAL ÜRÜNLER · lk transgenik fare 1980 yılında (Gordon ve ark 1980), çiftlik hayvanları (tavúan, domuz ve koyun) ise 1985 yılında (Hammer

Oral Sessions

165

fonksiyonel genomiks çalıĢmaları için daha etik, pratik ve ekonomik hayvan modellerinin geliĢtirilmesine ihtiyaç bulunmaktadır. Özellikle, kanser, alzheimer, obezite gibi metabolik hastalıkların araĢtırmaları için çok sayıda gen bakımından knockout fare hatları geliĢtirilmiĢ olup rutin araĢtırma materyalinin oluĢturmaktadır (Scharfen ve ark. 2011). Karsinojen uygulamaları için zebra balığında oluĢturulan tümörlerin insan tümörler ile birçok benzer yönleri olduğu fark edilmiĢtir. Transgenik teknolojisiyle elde edilen Zebra balıklarında hedef organlarda onkogenin ekspresyonunun kontrol altında tutulabildiği dolayısıyla insan hastalıkları için iyi bir model organizma olduğu bildirilmektedir (Huang ve ark 2012). Ancak, anatomik, fizyolojik özelliklerinden ve kısa yaĢam sürelerinden dolayı fareler çoğu zaman insan araĢtırmaları için iyi bir model hayvan olarak kabul edilmemektedir. Fare kalbi ve insan kalbi arasında elektrofizyolojik özellikler bakımından ciddi farklar olduğu gözlenmiĢtir. Dolayısıyla alternatif olarak tavĢan kalbinin insan kalbi ile birçok ortak özelliğe sahip olması nedeniyle transgenik tavĢanlar insan kardiyak hastalıkları araĢtırmaları için iyi bir model oluĢturmaktadır (Peng 2012).

Organ nakli (Xenotransplantasyon)

Türkiye‘de halen >20000 kiĢi böbrek, karaciğer, kalp, pankreas ve akciğer için organ nakli beklemektedir. Günümüzde ~70000 kronik böbrek hastasından ~40000 yaĢamını diyaliz makinesine bağlı olarak sürdürmektedir. Yeterli organ nakli yapılamaması nedeniyle tedavi ve iĢ gücü kaybının Türkiye ekonomisine yıllık maliyeti ~3 milyar dolar olarak öngörülmektedir (Anonim 2012). Organ nakli konusunda artan toplumsal bilinçle birlikte organ bağıĢlayan donör sayısında bir artıĢ olsa da, organ nakli ile ihtiyacın hiçbir zaman tamamen karĢılanmayacağı Türkiye ve Dünya‘da iyi bilinen bir gerçektir (Kues ve Niemann 2004). Kök hücre teknolojisi uygulamaları ile bu probleme çözüm üretilmeye çalıĢılmaktadır ve baĢarılı uygulamaların sayısı her geçen gün artmaktadır. Ancak akciğer, karaciğer, böbrek, kalp gibi kompleks organların kök hücre teknolojisi ile üretilmesi yakın gelecekte mümkün gözükmemektedir. Türler arası nakil, özellikle çiftlik hayvanlarının organ ve dokularının insanlara nakli (xenotransplantasyon), organ talebini karĢılamaya bir çözüm olarak gözükmektedir. Anatomik ve fizyolojik özelliklerinden dolayı domuz insan için en uygun donör olarak kabul edilmektedir. Üreme ve geliĢme özellikleri ile birlikte transgenezis çalıĢmalarında kazanılan deneyim domuz organlarını insan için potansiyel xenograft yapmaktadır. Ancak, xenograftlar nakil oldukları organizmada (örn. insan) sıklıkla dakikalar ve saatler içerisinde geliĢen hiperakut ret (HAR), akut vazküler rejeksiyon (AVR), hücresel ve kronik immunolojik reaksiyonlara ve dolayısıyla doku ve organın reddine neden olmaktadır. Bu reaksiyonlara sebep olan moleküler mekanizmaları anlamaya yönelik çok sayıda çalıĢma yapılmıĢtır. Ġlgili reaksiyonlara sebep olan moleküllerin sentezinden sorumlu genlerin fonksiyonlarının kaldırılması (knockout) veya insan kopyaları ile değiĢtirilmesi ile xenografların insan vücudunda kullanılabilirliği artmaktadır. Örneğin domuz hücrelerinde bulunan ve 1,3-α-galaktoziltransferaz (α-gal) tarafından üretilen 1,3-α-gal molekülleri insanlarda HAR reaksiyonlarına neden olmaktadır. α-gal geni knockout domuz organlarının primatlarda önemli sürelerde baĢarıyla fonksiyonlarını yerine getirdikleri gözlenmiĢtir. α-gal knockout domuz kalp ve böbreğinin insan olmayan primatlar (maymun vb.) üzerinde denemelerinde günler, haftalar ve hatta aylarca red olmadan fonksiyonunu yerine getirebildiği gözlenmiĢtir (Kuwaki ve ark 2005, Yamada ve ark 2005). Ancak bazı durumlarda bağıĢıklık sistemini baskılayan ilaç ve dalağın operasyonla alınması gibi medikal uygulamalara ihtiyaç bulunmaktadır (Ekser ve ark 2009).

Page 4: GENETĠĞĠ DEĞĠġTĠRĠLMĠġ HAYVANSAL ÜRÜNLER · lk transgenik fare 1980 yılında (Gordon ve ark 1980), çiftlik hayvanları (tavúan, domuz ve koyun) ise 1985 yılında (Hammer

Sözlü Bildiriler

166

Transgenik biyoreaktörler

Ġnsan hastalıklarının teĢhis ve tedavisinde, insan ve hayvanların farklı dokuları ve kan serumlarından elde edilen proteinler kullanılmaktadır. Örneğin; Ģeker hastalığının tedavisinde sığır ve domuz pankreaslarından izole edilen insülin geçmiĢte tedavi amaçlı kullanılmıĢtır. Ancak bu proteinlerin canlı organizmadan izolasyonu yüksek maliyetli ve ileri teknolojik donanım gerektirmesinin yanı sıra hastalıkların bulaĢmasına da neden olmaktadır. Uzun süreli kullanımlarda ise istenmeyen immunolojik yanıtın geliĢmesi riski bulunmaktadır. Biyofarmasötik, terapötik ve endüstriyel önemi olan protein, enzim ve hormonlar rekombinant biyoteknoloji ile bakteri, mantar, bitki ve ökaryatik hücre kültürlerinde üretilebilmektedir. Ancak bu rekombinant sistemlerinin bazı dezavantajları bulunmaktadır. Bu sistemlerde post-translasyonel modifikasyon sistemleri yoktur, yetersizdir veya çoğu zaman yanlıĢ iĢlenmiĢ proteinler dolayısıyla istenmeyen immün sistem reaksiyonlarına neden olabilmektedir. Genellikle küçük protein ve peptidlerin üretilmesi için uygundurlar ve üretim kapasiteleri sınırlı olup, ekonomik değildir (Kues ve Niemann 2004).

Trangenezis teknolojisi, çiftlik hayvanlarının süt ve kanlarında terapötik önemi olan proteinlerin daha etkin ve ekonomik üretilmesine olanak sağlamaktadır. Özellikle çiftlik hayvanlarının meme dokusu terapötiklerin sütte yüksek oranlarda ve etkin üretilmesi nedeniyle tercih edilmektedir. Günümüzde >60 farklı protein Tg biyoreaktörlerde (Tg hayvan) üretilmekte ve beĢeri alanda kullanılmaktadır. Kanın pıhtılaĢmasını engelleyen (antikoagulant) antithrombin III (ATIII), kalp-damar hastalıklarında ve cerrahisinde emboli riskini ortadan kaldırmak amacıyla kullanılmaktadır. Transgenik bir keçiden bir yılda üretilen ATIII miktarı ancak 90000 ünite insan kanından elde edilebilmektedir (Baguisi ve ark., 1999).

Hayvansal üretim

Salgın hastalıklar, böcek istilası, yem maddelerinde karĢılaĢılan kıtlık, ani iklim ve çevresel değiĢiklere bağlı kriz dönemlerinde üstün verim özelliğine sahip genetiği değiĢtirilmiĢ hayvanların alternatif olarak kullanılması planlanmaktadır. Birçok türden çiftlik hayvanının büyüme hızı, et kalitesi, süt kompozisyonu, hastalıklara karĢı direnç ve hayatta kalma gibi ekonomik öneme sahip özelliklerini geliĢtirmek amacıyla Tg uygulamaları yapılmıĢtır (Kues ve Niemann 2011). Yakın gelecekte bazı Tg hayvansal ürünlerin insan tüketimi için marketlerde yerini alması beklenmektedir (Van Eenennaam ve Muir 2011).

Ön hipofizden salgılanan büyüme hormonu (BH) insanlarda ve hayvanlarda büyüme, hücre bölünmesi ve yenilenmesini uyarmaktadır ve normal olarak genomda genin iki kopyası bulunmaktadır. BH‘nun balık, fare, sığır, koyun, keçi ve domuzlara aktarılması ve gen sayının genomda arttırılması sonucunda hızlı büyüme oranı ve canlı ağırlık artıĢı gözlenmiĢtir. Protein birikimi artarken yağ birikimi azalmıĢ, yemden yararlanma yeteneği artmıĢtır. BH transgenik koyunlarda daha hızlı büyüme ve canlı ağırlık artıĢı, daha uzun laktasyon dönemi, daha fazla süt (2 misli) ve yapağı verimi gözlenmiĢtir. Ancak bu koyunlarda anormal tırnak geliĢimi dolayısıyla tırnak kesimi ve bakımı gereksinimi, diyabete duyarlılık ve ölüm oranında artıĢ gibi bazı sağlık ve bakım problemleri gözlenmiĢtir. Büyüme ve geliĢme üzerine etkili diğer bir gen olan IGF-1'nin (insulin-like growth factor) Tg uygulamaları domuz ve koyunlarda karkas ve yapağı gibi parametreleri olumlu yönde etkilemektedir (Damak ve ark 1996, Su ve ark 1998, Pursel ve ark 1999)

Page 5: GENETĠĞĠ DEĞĠġTĠRĠLMĠġ HAYVANSAL ÜRÜNLER · lk transgenik fare 1980 yılında (Gordon ve ark 1980), çiftlik hayvanları (tavúan, domuz ve koyun) ise 1985 yılında (Hammer

Oral Sessions

167

Özellikle balık yetiĢtiriciliğinde önemli Tg teknoloji uygulamalarına ait örnekler bulunmaktadır. Fare metallothionein promotoru tarafından kontrol edilen insan BH geninin goldfish (Carassius auratus) germinatif diskine enjeksiyonu ile ilk Tg balık Çin‘de üretilmiĢtir (Zhu ve ark 1985). Daha sonra, somon (Devlin ve ark 1994), sazan (Zhang ve ark 1990) ve çipura (Martinez ve ark 1996) örnekleri takip etmiĢtir. Chinook somon‘una ait BH geni aktarılmıĢ somon balığı, normal somon balığına göre 5-10 misli büyümekte ve daha hızlı tüketime hazır hale gelmektedir. Tg teknolojisi sayesinde hızlı büyüme ve yemden yararlanma kapasitesinin artırılması gibi parametrelerin iyileĢtirilmesi ile daha ekonomik ve etkin kültür balıkçılığına olanak sağlanması beklenmektedir. Ancak kültür balıkçığında enfeksiyon hastalıkları ile mücadele önemlidir. Antimikrobiyal ajanları taĢıyan Tg balıkların enfeksiyonlara karĢı dirençli oldukları tespit edilmiĢtir (Mao ve ark 2004, Dunham ve ark 2002, Forabosco ve ark 2013). Bazı balık türleri doğal olarak sahip oldukları antifriz genleri sayesinde soğuk sularda yaĢamlarını idame ettirebilmektedir. Antifriz genlerinin somon gibi balık türlerine Tg teknolojisi aktarılması sonucunda soğuk okyanus sularında bu balıkların kültür balıkçılığına imkan sağlaması beklenmektedir. Aynı Ģekilde, tuzlu su balıklarında tuz toleransını sağlayan genlerin tespiti ve tatlı su balıklarına Tg ile aktarılması sonucunda daha geniĢ olan tuzlu su kaynaklarında balık yetiĢtiriciliğinin yapılması planlanmaktadır (Forabosco ve ark 2013).

Koyunlarda, bağıĢıklık sisteminin iyileĢtirilmesi ve bakteriyel veya viral enfeksiyonlara karĢı dirençli transgenik hayvanların üretilmesi çalıĢmaları yapılmaktadır. Tedavi ve koruma programlarının etkin olmadığı enfeksiyon hastalıkları hayvan yetiĢtiriciliğinde ekonomik kayıplara neden olmaktadır. Zoonoz karakterde olanları insan sağlığını tehdit etmektedir. Dolayısıyla, enfeksiyonlara dirençli populasyonların geliĢtirilmesi ve hayvansal üretimde kullanılmasının kritik önemi bulunmaktadır. Lizozim ve diğer antimikrobiyal ajanların Tg teknolojisiyle sığır, domuz ve keçilerde uygulanmasıyla geliĢtirilen en önemli özellikler meme sağlığı ve hayatta kalma oranının artırılması olmuĢtur (Tong ve ark 2011, Scharfen ve 2007, Yang ve ark 2011, Wall ve ark 2005). PrP geni knockout olan sığırlar (Ricth ve ark 2007) ve koyunlar (Denning ve ark 2001) deli dana hastalığına (BSE) ve scrapie‘ye karĢı dirençli hale gelmiĢtir. Influenza enfeksiyonlarına karĢı Mx1 (myxovirus-resistant) geni uygulamaları mevcuttur (Mueller ve ark 1992).

Hayvansal ürünleri kalitesinin geliĢtirilmesi, endüstri veya tüketicinin taleplerine uygun hayvansal ürünlerin geliĢtirilmesi diğer Tg uygulama alanlarını oluĢturmaktadır. Sütte kazein miktarının artırılması peynir üretimi açısından önemlidir. Diğer taraftan, laktoz free, az yağlı veya yağsız süt üretimi konusunda tüketici talepleri bulunmaktadır (Brophy ve ark 20013). Esansiyel doymamıĢ asitleri (omega-3) insan diyetinin önemli bir parçasını oluĢturur ve farklı biyolojik olaylar üzerine önemli etkileri bulunmaktadır. Omega-3 bakımından zengin hayvansal besinlerin insanın geliĢimi, kalp-damar hastalıklarının patogenezisi, kanser oluĢumu, romatizmal ve alerjik hastalıkların geliĢimi üzerine olumlu etkileri bulunmaktadır. Omega-3 biyogenezisinden sorumlu genlerin aktarılması ile üretilen GD sığır ve domuzların et ve sütlerinde daha yüksek oranda omega-3 yağ asitlerini taĢıdıkları tespit edilmiĢtir (Lai ve ark 2006, Wu ve ark 2012).

Çevre dostu hayvanlar

Bitkisel yem hammaddelerinde bulunan fosfor büyük oranda (%50-80) fitatlara bağlıdır. Fitatı parçalayan fitaz enziminden yoksun monogastrik hayvanlar fitat fosfordan ancak sınırlı oranda yararlanabilir. Fitat yapısında bulunan fosforun serbest

Page 6: GENETĠĞĠ DEĞĠġTĠRĠLMĠġ HAYVANSAL ÜRÜNLER · lk transgenik fare 1980 yılında (Gordon ve ark 1980), çiftlik hayvanları (tavúan, domuz ve koyun) ise 1985 yılında (Hammer

Sözlü Bildiriler

168

kalarak sindirilebilmesi için rasyona yeterli miktarda bakteri kökenli fitaz enziminin katılması gerekmektedir. Hayvan yetiĢtiriciliğinde, sindirilmeyen fitat fosforlar dıĢkı ile atılarak ciddi çevresel fosfor kirliliğine neden olmaktadır. Daha az fosfat atığına sebep olan çevre dostu hayvan ırklarının hayvansal üretimde kullanılması ve bu alanda ıslah programları yapılmaktadır. Diğer bir yaklaĢım ise bakteri kökenli fitaz geninin spesifik olarak tükürük bezlerinde üretildiği Tg hayvanlar (Golovan ve ark 2001) ile bitki kökenli fitatların sindirilmesine olanak sağlanması ve dıĢkıda fosfor atılımının %75 oranında azaltılmasıdır (Kues ve Niemann 2004, Phillips ve ark 2006).

Tg hayvanlar bilimsel ve toplumsal kaygılar

Tg teknolojisi ve transgenik hayvanlar önemli ve kritik uygulama olanakları sunmaktadır. Her ne kadar GD bitkiler kadar olmasa da ekonomik, etik, sosyal, çevresel, medikal ve hayvan refahı ile ilgili sorun ve kaygılar bulunmaktadır. Tg teknolojisinin bazı ülke ve firmaların tekeline gireceği ve uzun vadede bağımlılık yaratacağı sosyolojik ve ekonomik tartıĢma konusudur.

Tg hayvanlardan üretilen hormon ve enzimler beĢeri alanda kullanılmaktadır. Tg organ ve dokuların deney hayvanlarda denemeleri ve xeno-immunobiyolojisinin moleküler düzeyde daha iyi anlaĢılması yakın gelecekte insanlarda klinik uygulama alanı bulacağını göstermektedir (Ekser ve ark 2009). Ancak, bazı enfeksiyoz hastalıkların insanlara bulaĢma riski bulunmaktadır. Bu amaçla, SPF (spesifik patojen free) hayvan yetiĢtirme protokolleri uygulanmaktadır. Ayrıca, bu ürünlerin insanlarda kullanılmadan önce ciddi farklı moleküler karakterizsyon çalıĢmaları ile ―genetik güvenliği‖ testlerinden geçmesi gerekmektedir (Kues ve Niemann 2004).

Tg teknolojisinin hayvan sağlığı ve refahını nasıl olumsuz etkilediği bu uygulamaların ne kadar etik olduğu konusunda tartıĢmalar bulunmaktadır. Tg teknolojisi sonucunda mutasyonlar ve istenmeyen yan etkiler ortaya çıkabilmektedir. Tg ile kazanılan aĢırı büyüme, fonksiyon kaybı gibi özellikler hayvanın yaĢam kalitesini olumsuz olarak etkileyebilmektedir.

Üreme ve yaĢam gücü artırılmıĢ olan Tg hayvanların özellikle erkek olanların yanlıĢlıkla doğada serbest kalmaları sonucunda kazanılmıĢ yeni özelliklerin kontrolsüz bir Ģekilde yayılacağı ve ilgili canlı türünün geleceği konusunda çevresel kaygılar bulunmaktadır.

Tg hayvanlar ve bunların ürünleri henüz insan tüketimine sunulmamıĢtır. Ġnsan tüketimi için marketlerde yer almaya en yakın aday olan Tg somonun tüketilebilirliği konusundan ABD yetkili kuruluĢları (FDA) tarafından 15 yıldır değerlendirmeler yapmaktadırlar. Tg gıdaların insan sağlığı için herhangi bir toksin veya allerjen içermemesi istenmektedir (Van Eenennaam and Muir 2011, Forabosco ve ark 2013). Yapılan çalıĢmalar sonucunda Tg somonun normal somona göre benzer alerjik potansiyele sahip olduğu tespit edilmiĢtir (Maxmen 2012). Hayvan yetiĢtiriciliği klasik ve genomik ıslah programları ile hayvan verim ve ürünlerin kalitesinin artırılması çalıĢmaları devam etmektedir. Ancak özellikle geliĢmekte olan ülkelerde artan gıda talebini karĢılamak amacıyla Tg çalıĢmalara önem verilmektedir. Örneğin Çin‘de 2008-2012 yılları arasında 20 Tg çiftlik hayvanı geliĢtirilmiĢtir (Maxmen 2012, Forabosco ve ark 2013). Tg hayvansal gıdaların güvenliği konusunda çok yönlü incelemelerin yapılmasına devam edilmelidir. Ancak, Tg hayvansal gıdaların geleceği ve tüketim potansiyelini market talebi belirleyecektir

Page 7: GENETĠĞĠ DEĞĠġTĠRĠLMĠġ HAYVANSAL ÜRÜNLER · lk transgenik fare 1980 yılında (Gordon ve ark 1980), çiftlik hayvanları (tavúan, domuz ve koyun) ise 1985 yılında (Hammer

Oral Sessions

169

Kaynakça

Anonim 2012. ĠSMMMO‘dan ―Organ Nakli ve Türkiye Gerçeği‖ Raporu. Sayı: 2012/02, 05.01.2012.

Baguisi A, Behboodi E, Melican DT, Pollock JS, Destrempes MM, Cammuso C, Williams JL, Nims SD, Porter CA, Midura P, Palacios MJ, Ayres SL, Denniston RS, Hayes ML, Ziomek CA, Meade HM, Godke RA, Gavin WG, Overstro¨m EW, Echelard Y (1999). Production of goats by somatic cell nuclear transfer. Nat Biotechnol 17:456–461.

Brophy B, Smolenski G, Wheeler T, Wells D, L‘Huillier P, Laible G. 2003. Cloned transgenic cattle produce milk with higher levels of beta-casein and kappa-casein. Nat. Biotechnol. 21, 157–161.

Damak S, Su H, Jay NP, Bullock DW, Su HY. 1996. Improved wool production in transgenic sheep expressing insulin-like growth factor 1. Biotechnology 14, 185–188.

Denning C, Burl S, Ainslie A, Bracken J, Dinnyes A, Fletcher J, King T, Ritchie M, Ritchie WA, Rollo M, Sousa PD, Travers A, Wilmut I, Clark AJ, de Sousa P. 2001. Deletion of the alpha(1,3)- galactosyl transferase (GGTA1) gene and the prion protein (PrP) gene in sheep. Nat. Biotechnol. 19, 559–562.

Devlin RH, Yesaki TY, Biagi CA, Donaldson EM, Swanson P, Chan WK. 1994. Extraordinary salmon growth. Nature. 371, 209–210.

Dunham RA, Warr GW, Nichols A, Duncan PL, Argue B, Middleton D, Kucuktas H. 2002. Enhanced bacterial disease resistance of transgenic channel catfish Ictalurus punctatus possessing cecropin genes. Mar. Biotechnol. 4, 338–344.

Ekser B, Rigotti P, Gridelli B, Cooper DKC. 2009. Xenotransplantation of solid organs in the pig-to-primate model, Transpl. Immun. 21, 87-92.

Golovan SP, Meidinger RG, Ajakaiye A, Cottrill M, Wiederkehr MZ, Barney DJ, Plante C, Pollard JW, Fan MZ, Hayes MA, Laursen J, Hjorth JP, Hacker RR, Phillips JP, Forsberg CW. 2001. Pigs expressing salivary phytase produce low-phosphorus manure. Nat. Biotechnol. 19, 741.

Gordon JW, Scangos GA, Plotkin DJ, Barbosa JA, Ruddle FH.1980. Genetic transformation of mouse embryos by microinjection of purified DNA. Proc. Natl. Acad. Sci. 77, 7380–7384.

Hammer RE, Pursel VG, Rexroad Jr. CE, Wall RJ, Bolt DJ, Ebert KM, Palmiter RD, Brinster RL. 1985. Production of transgenic rabbits, sheep and pigs by microinjection. Nature. 315, 680–683.

Huang P, Zhu Z, Lin S, Zhang B. 2012. Reverse genetic approaches in zebrafish. J Genet Genomics. 39, 421-433.

Kues WA, Niemann H. 2004. The contribution of farm animals to human health. Trends Biotechnol. 22, 286–294.

Kues WA, Niemann H. 2011. Advances in farm animal transgenesis. Prev. Vet. Med. 102, 146–156.

Page 8: GENETĠĞĠ DEĞĠġTĠRĠLMĠġ HAYVANSAL ÜRÜNLER · lk transgenik fare 1980 yılında (Gordon ve ark 1980), çiftlik hayvanları (tavúan, domuz ve koyun) ise 1985 yılında (Hammer

Sözlü Bildiriler

170

Kuwaki K, Tseng YL, Dor FJ, Shimizu A, Houser SL, Sanderson TM. 2005. Heart transplantation in baboons using α1,3-galactosyltransferase gene-knockout pigs as donors: initial experience. Nat. Med. 11, 29-31.

Lai L, Kang JX, Li R, Wang J, Witt WT, Yong HY, Hao Y, Wax DM, Murphy CN, Rieke A, Samuel M, Linville ML, Korte SW, Evans RW, Starzl TE, Prather RS, Dai Y. 2006. Generation of cloned transgenic pigs rich in omega-3 fatty acids. Nat. Biotechnol. 24, 435–436.

Mao W, Wang Y,Wang W, Wu B, Feng J, Zhu Z. 2004. Enhanced resistance to Aeromonas hydrophila infection andenhanced phagocytic activities in human lactoferrin transgenic grass carp (Ctenopharyngodon idellus). Aquaculture. 242, 93–103.

Martinez R, Estrada MP, Berlanga J, Guillen I, Hernandez O, Cabrera E, Pimentel R, Morales R, Herrera F, Morales A, Pina JC, Abad Z, Sanchez V, Melamed P, Lleonart R, De LFJ. 1996. Growth enhancement in transgenic tilapia by ectopic expression of tilapia growth hormone. Mol. Mar. Biol. Biotechnol. 5, 62–70.

Maxmen A. 2012. Politics holds back animal engineers. Nature. 490, 318–319.

Mueller M, Brenig B, Winnacker EL, Brem G. 1992. Transgenic pigs carry cDNA copies encoding the murine Mx1 protein which confers resistance to influenza virus infection. Gene. 121, 263–270.

Peng X. 2012. Transgenic rabbit models for studying human cardiovascular diseases. Comp. Med. 62, 472-479.

Phillips JP, Golovan SP, Meidinger RG, Forsberg CW. 2006. Transgenic enhancement of nutrient cycling: moving toward an environmentally sustainable animal agriculture. In: Proceedings of the 8th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production. Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil, 13–18 August, 2006.

Pursel VG, Wall RJ, Mitchell AD, Elsasser TH, Solomon MB, Coleman ME, DeMayo F, Schwartz RJ. 1999. Expression of insulin-like growth factor-I in skeletal muscle of transgenic swine. Walllingford, UK, CAB International.

Richt JA, Kasinathan P, Hamir AN, Castilla J, Sathiyaseelan T, Vargas F, Sathiyaseelan J, Wu H, Matsushita H, Koster J, Kato S, Ishida I, Soto C, Robl JM, Kuroiwa Y. 2007. Production of cattle lacking prion protein. Nat. Biotechnol. 25, 132–138.

Schaeffer EL, Figueiro M, Gattaz WF. 2011. Insights into Alzheimer disease pathogenesis from studies in transgenic animal models. Clinics. 66, S45–S54.

Scharfen EC, Mills DA, Maga EA. 2007. Use of human lysozyme transgenic goat milk in cheese making: effects on lactic acid bacteria performance. J. Dairy Sci. 90, 4084–4091.

Su HY, Jay NP, Gourley TS, Kay GW, Damak S. 1998. Wool production in transgenic sheep: results from first-generation adults and second-generation lambs. Anim. Biotechnol. 9, 135–147.

Page 9: GENETĠĞĠ DEĞĠġTĠRĠLMĠġ HAYVANSAL ÜRÜNLER · lk transgenik fare 1980 yılında (Gordon ve ark 1980), çiftlik hayvanları (tavúan, domuz ve koyun) ise 1985 yılında (Hammer

Oral Sessions

171

Tong J, Wei H, Liu X, Hu W, Bi M, Wang Y, Li Q, Li N, Tong J, Wei HX, Liu XF, Hu WP, Bi MJ, Wang YY, Li QY, Li N. 2011. Production of recombinant human lysozyme in the milk of transgenic pigs. Transgenic Res. 20, 417–419.

Van Eenennaam AL, Muir WM. 2011. Transgenic salmon: a final leap to the grocery shelf? Nat. Biotechnol. 29, 706–710.

Wall RJ, Powell AM, Paape MJ, Kerr DE, Bannerman DD, Pursel VG, Wells KD, Talbot N, Hawk HW. 2005.Genetically enhanced cows resist intramammary Staphylococcus aureus infection. Nat. Biotechnol. 23, 445–451.

Wu X, Ouyang H, Duan B, Pang D, Zhang L, Yuan T, Xue L, Ni D, Cheng L, Dong S, Wei Z, Li L, Yu M, Sun Q, Chen D, Lai L, Dai Y, Li G, Wu X, Ouyang HS, Duan B, Pang DX, Zhang L, Yuan T, Xue L, Ni DB, Cheng L, Dong SH, Wei ZY, Li L, Yu M, Sun QY, Chen DY, Lai LX, Dai YF, Li GP. 2012. Production of cloned transgenic cow expressing omega-3 fattyacids. Transgenic Res. 21, 537–543.

Yamada K, Yazawa K, Shimizu A, Iwanaga T, Hisashi Y, Nuhn M, et al. 2005. Marked prolongation of porcine renal xenograft survival in baboon through the use of alpha 1,3-galactosyltransferase gene-knockout donors and the cotransplantation of thymic tissue. Nat. Med. 11, 32–34.

Yang B, Wang, J, Tang B, Liu Y, Guo C, Yang P, Yu T, Li R, Zhao J, Zhang L, Dai Y, Li N, Yang B, Wang JW, Tang B, Liu YF, Guo CD, Yang PH, Yu T, Li R, Zhao JM, Zhang L, Dai YP, Li, N. 2011. Characterization of bioactive recombinant human lysozyme expressed in milk of cloned transgenic cattle. PLoS One. 6, e17593.

Zhang P, Hayat M, Joyce C, Gonzalez-Villasenor LI, Lin CM, Dunham RA, Chen TT, Powers DA. 1990. Gene transfer, expression and inheritance of PRSV- rainbow trout-GHc DNA in the common carp, Cyprinus carpio (Linnaeus). Mol. Reprod. Dev. 25, 3–13.

Zhu Z, Li G, He L, Chen S. 1985. Novel gene transfer into the fertilised eggs of gold fish (Carassius auratus L. 1758). J. App. Ichth. 1, 31-34.