Vitenskapet Verdens første laks uten kjønnsceller For første gang har forskere har klart å lage en laks uten kjønnsceller. Denne laksen ser ut som en vanlig laks, men blir ikke kjønnsmoden og kan dermed ikke gyte med villaks om den rømmer. Av: Anna Wargelius og Rolf Brudvik Edvardsen, Havforskningsinstituttet i Bergen. anna.wargelius@imr.no Rømt oppdrettslaks er et stort miljøproblem siden den kan formere seg med villaks. Det kan føre til tap av genetisk variasjon og lokal tilpasning. I tillegg er tidlig kjønnsmodning i oppdrett et velferdsproblem som gir dårligere vekst, filetkvalitet, immunforsvar, saltbalanse og fôrutnyttelse. Løsningen på disse problemene er å bruke steril oppdrettsfisk. Ved Havforskningsinstituttet prøver vi å utvikle en vaksine som skal hindre kjønnsmodning, og laksen uten kjønnsceller er et stort skritt i den retningen. De siste årene har deler av oppdrettsindustrien testet triploid steril laks. Slik laks lages ved å utsette eggene for høyt trykk rett etter befruktning slik at fisken får tre kopier av hvert kromosom i stedet for to. Det har vist seg at enkelte fisker får problemer med beindeformiteter, katarakt og økt temperatursensitivitet. I tillegg blir den triploide hannfisken kjønnsmoden, noe som er negativt for fiskens velferd. Slike problemstillinger gjør at vi ser etter alternative metoder for å gjøre fisken steril. En mulighet er å lage laks uten kjønnsceller med hjelp av en vaksine som avliver akkurat disse Bilde 1. Til venstre normal hunnfisk med stre kjønnsceller. Til høyre hunnfisk som mangler kjønnsceller. Pilen viser den plassen der hunngonaden hhv er og mangler i fisken. 40 Norsk Fiskeoppdrett 8-2016 Vitenskapet cellene. For å finne vaksinekandidater har forskerne brukt moderne genteknologiske verktøy. Redigerer genene Et stort framskritt for genetikken og molekylærbiologien er metoden CRISPR/ Cas9 som ble publisert for første gang i 2012. Denne metoden kan spesifikt mutere og slå av utvalgte gener i mange ulike dyr og planter. Vi utviklet dette genteknologiske verktøyet for laks i 2014. Ved hjelp av denne metoden har vi nå testet funksjonen til et protein som er essensielt for utvikling av kjønnsceller hos andre dyr; «Dead end»-proteinet. Ved å slå ut genet som koder for dette proteinet har vi som de første i verden klart å lage laks uten kjønnsceller. Vi har dermed verifisert at dette proteinet er en god vaksinekandidat for sterilitet hos laks. I dette prosjektet bruker vi CRISPRCas9-metoden kun i forskningsøyemed. Fisken som blir mutert er genmodifisert. Med det gjeldende regelverket i Norge og EU, kan ikke genmodifisert fisk bli brukt av næringen. Imidlertid gjelder dette reglementet ikke i for eksempel USA, Japan og Brasil. Det er dermed mulig at denne metoden kan brukes til å fremskynde avl på en del ettertraktede egenskaper i fremtidens akvakultur. Kjønnscellene hos laks bestemmer ikke kjønnet Bortsett fra at fisken mangler kjønnscellene, og dermed er steril, er den ellers normal og vokser like bra som vanlig oppdrettsfisk. I tillegg har disse forsøkene fortalt oss noe om hvordan kjønnscellene styrer kjønnet hos laksen. Hvis kjønnscellene hos mus og i fiskeslagene sebrafisk og medaka blir fjernet, blir resultatet kun hanner. Hos laks derimot observerte vi at vi fikk både hanner og hunner. Lignende resultat har blitt observert hos gullfisk og værål. Våre Prosjektet Prosjektet ”Sterile salmon by targeting factors involved in germ cell survival: novel vaccination strategies for sustainable fish farming” er finansiert gjennom Forskningsrådet sitt BIOTEK2021-program og er et samarbeidsprosjekt mellom ulike forskningsmiljøer i Norge inkludert Havforskningsinstituttet (leder), NOFIMA og universitetene i Tromsø og Bergen. Videre har vi samarbeid med universitetet i Utrecht og Max Planckinstituttet samt fire industripartnere; AquaGen, Lerøy Seafood Group, Vaxxinova Norway og MSD Animal Health Innovation. Prosjektet startet i januar 2013 og varer i fire år. Norsk Fiskeoppdrett 8-2016 41 Vitenskapet resultat viser at det er grunnleggende forskjeller i hvordan kjønnet bestemmes hos fisk, og hos laks er det altså ikke kjønnscellene som bestemmer kjønnet. Neste steg: vaksine Siden vi nå har en god vaksinekandidat har vi pågående eksperimenter der vi tester ut ulike former av vaksiner mot dette proteinet. Lykkes dette, kan vaksinen brukes i oppdrettsindustrien. Det vil forhindre innkryssing av rømt oppdrettslaks med villfisk, og i tillegg vesentlig forbedre velferden til oppdrettsfisken ettersom tidlig kjønnsmodning ikke lenger vil være et problem . Bilde 2. Mikroinjeksjon av CRISPR-Cas9 i lakseegg. CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) er forkortelsen for en type DNA-sekvenser som finnes i mange bakterier. Disse fungerer som et immunforsvar mot infiserende virus og fungerer slik at bakterien spesifikt kutter DNAet i viruset ved hjelp av enzymet Cas. Forskere har nå utviklet en metode der man kan lage syntetiske CRISPR som kutter DNA nøyaktig hvor man vil og i de arter og celletyper man ønsker. 42 Norsk Fiskeoppdrett 8-2016
© Copyright 2024