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.
[email protected]
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