Forskere bruger CRISPR til at sætte gener fra alligator i havkat

Millioner af fisk opdrættes i USA hvert år, men mange af dem dør af infektioner. I teorien kan gensplejsning af fisk med gener, der beskytter dem mod sygdom, reducere spild og hjælpe med at begrænse miljøpåvirkningen fra fiskeopdræt. Et hold af forskere har forsøgt at gøre netop det - ved at indsætte et alligatorgen i genomet af havkat.

Amerikanerne går igennem en masse havkat. I 2021, havkatfarme i USA producerede 307 millioner pund (139 millioner kg) af fisken. "På et pund-basis er alt fra 60 til 70 % af amerikansk akvakultur … havkatproduktion," siger Rex Dunham, der arbejder med genetisk forbedring af havkat ved Auburn University i Alabama.

Men havkatteopdræt er også en god yngleplads for infektioner. Fra det tidspunkt, hvor opdrættede fisk er nyudklækket, til de høstes, dør omkring 40 % af dyrene på verdensplan af forskellige sygdomme, siger Dunham.

Kunne den nye genetiske modifikation hjælpe?

Alligatorgenet, som Dunhams forskning viste som et potentielt svar, koder for et protein kaldet cathelicidin. Proteinet er antimikrobielt, siger Dunham - det menes at hjælpe med at beskytte alligatorer mod at udvikle infektioner i de sår, de pådrager sig under deres aggressive kampe med hinanden. Dunham spekulerede på, om dyr, der har genet kunstigt indsat i deres genomer, kunne være mere modstandsdygtige over for sygdomme.

Dunham og hans kolleger ønskede også at gå et skridt videre og sikre, at den resulterende transgene fisk ikke kunne formere sig. Det skyldes, at genetisk modificerede dyr har potentialet til at skabe kaos i naturen, hvis de flygter fra gårde og udkonkurrerer deres vilde modparter om mad og levesteder.

Transgene overlevende

Dunham, Baofeng Su (også ved Auburn University) og deres kolleger brugte genredigeringsværktøjet CRISPR til at indsætte alligatorgenet for cathelicidin i den del af genomet, der koder for et vigtigt reproduktivt hormon, "for at forsøge at dræbe to fluer med én sten,” siger Dunham. Uden hormonet er fisk ikke i stand til at gyde.

De resulterende fisk ser ud til at være mere modstandsdygtige over for infektioner. Da forskerne lagde to forskellige typer sygdomsfremkaldende bakterier i vandtanke, fandt de ud af, at genredigerede fisk var meget mere tilbøjelige til at overleve end deres modstykker, der ikke havde gennemgået genredigering. Afhængigt af infektionen var "overlevelsesraten for cathelicidin transgene fisk mellem to og fem gange højere," siger Dunham.

De transgene fisk er også sterile og kan ikke formere sig, medmindre de bliver injiceret med reproduktive hormoner, siger forskerne, som offentliggjorde deres resultater online på preprint-serveren bioRxiv. Papiret er endnu ikke blevet peer-reviewet.

“Da jeg første gang [hørte om undersøgelsen], tænkte jeg: hvad i alverden? Hvem ville have tænkt på at gøre dette? Og hvorfor skulle de det?” siger Greg Lutz ved Louisiana State University, som har forsket i genetikkens rolle i akvakultur i årtier. Men Lutz mener, at arbejdet lover - sygdomsresistens kan have en stor indflydelse på mængden af ​​affald, der genereres af dambrug, og at reducere dette affald har længe været et mål for genredigering hos opdrættede dyr, siger han.

Læs hele historien her ...