Blant 3 milliardar basar, kan Rolf bytte ut éin enkeltbase – det har eit enormt berekraftspotensial

Sjå føre deg ein oppdrettslaks som sym i merden.

Denne laksen er ikkje heilt som andre laks. 

Han vert ikkje kjønnsmoden, og trivst difor betre i merden.

Han er steril, og utgjer såleis ikkje nokon innkrysningsrisiko for villaksen om han rømmer. 

Og lakselusa, ho bit ikkje på han. 

Det høyrest kanskje for godt ut til å vere sant? 

I framtida kan det verte realitet. 

Kan klippe og lime i gena

I ti år har HI forska på genredigering av laks ved hjelp av CRISPR-metoden. Forskarane har lært av bakteriane sitt eige forsvarssystem og kan både «klippe» og «lime» i gena til laksen. 

– Det høyrest jo litt science fiction ut, men det funkar, seier havforskar Rolf Brudvik Edvardsen. 

Han er molekylærbiolog og brukar ferdigheitene sine til å forske på den genredigerte laksen som held hus på Havforskingsinstituttet sin forskingsstasjon på Matre. 

I laboratoriet granskar han arvestoffet til laks, korleis gen og eigenskapar høyrer saman – og korleis ein kan endre desse for ein meir robust fisk.

Avansert, men enkelt

CRISPR-metoden kan høyrest vanskeleg ut, men ifølgje Edvardsen er han «lett, om du kan det». 

Kort forklart, utnyttar forskarane bakteriane sitt eige forsvarssystem til å redigere i gena til fisken. 

– Bakteriar kan kjenne att arvestoff i virus, klippe det opp og øydeleggje det. Ein har funne ut kva bestanddelar som gjer dette, og vi kan etterlikne det i eit reagensrøyr.

Forskarane lagar ein stoffmiks med to kompenantar: ei «saks» og ein vegvisar. Denne miksen vert sprøyta inn i eit nyleg befrukta lakseegg.

Saksa er vanlegvis eit protein som heiter Cas9 og vegvisaren er eit RNA-molekyl. 

Dette RNA-molekylet inneheld ein tråd med ulike basar – adenin (A), cytosin (C), guanin (G) og tymin (T), som du sikkert kjenner att frå naturfagstimane – i ei spesifikk rekkefølgje. 

Forskarane har designa denne sekvensen i RNA-tråden, slik at molekylet skal finne fram til den same sekvensen i DNA-et. Det er kartet vegvisaren brukar for å finne fram til kor saksa skal klippe. 

Når «saksa» har klipt, vil cella reparerer DNA-et – anten ved å lime saman endestykkene frå kuttet eller ved å byggje ein ny sekvens ut frå ein mal forskarane har tilført. 

Med CRISPR-metoden kan forskarane såleis «slå av» eit gen, byte ut eller leggje til gunstige gen. 

– Vi kan gjere bitte små endringar. Vi har klart å endre éin enkelt av dei tre milliardar basane som laksen har. Og berre denne eine, ingen av dei andre, forklarar Edvardsen. 

Alt anna i arvestoffet er urørt. 

Endringar på ein generasjon

I tradisjonell avl vert gunstige eigenskapar kryssa inn gjennom forskjellige avlslinjer. I oppdrettsnæringa har ein til dømes avla fram ein laks som veks fortare og vert seinare kjønnsmoden enn villaksen. 

Men det kan ta fleire tiår og mange generasjonar med laks for å oppnå resultatet ein er ute etter:

– Frå ei linje til ei anna så kan ein få med seg mykje ein ikkje hadde tenkt og tape andre ting. Med CRISPR-metoden kan dette gjerast på éin generasjon – presist og effektivt, seier Edvardsen.

Rom vart ikkje bygd på ein dag, så det har teke tallause labtimar å kome dit forskinga er i dag. Ein del av arbeidet er såleis òg metodeutvikling. 

– For alle tinga vi har fått til å funke, så har vi prøvd fem andre ting som ikkje har funka. Slik er forsking, seier forskaren. 

Verdsleiande

Då HI først tok i bruk CRISPR-metoden, heilt tilbake i 2013, var målet å finne kandidatar til ein vaksine som kunne gjere laksen steril. 

– Men det har gått frå å vere berre eit forskingsverktøy som skulle hjelpe oss å lage ein tradisjonell vaksine, til at vi kan bruke verktøyet i seg sjølv, seier havforskaren. 

Dei siste ti åra har feltet endra seg med ein heidundrande fart. I 2013 var CRISPR-metoden eit nytt og lovande forskingsverktøy, som mange tenkte berre høyrde heime på laben. 

– No er det noko alle har lyst til å vere med på, seier Edvardsen. 

Det har òg vorte billeg, enkelt og effektivt. 

– Nye teknologiar vert fort løfta fram som at «dette vert så fantastisk», og så går det meste i dass. Men CRISPR har vore heilt fenomenalt. 

Og HI er heilt i tet. 

– Vi er verdsleiande på dette. 

Ein gul, steril og lakselusfri fisk?

Det første teiknet på at CRISPR-metoden ville fungere i laks, var då forskarane klarte å slå av genet som gjev fisken fargepigment. Det var enkelt å sjå at det var vellukka: den genredigerte laksen vart nemleg gul.

Seinare har fleire og større gjennombrot kome. 

HI-forskarane har laga verdas første laks utan kjønnsceller. Forskarane «slo av» genet som let laksen utvikle kjønnsceller – fisken vart difor ikkje kjønnsmoden og er steril.

Forskarane har følgt genredigert laks gjennom heile livet, og kunna slå fast at han er lik annan oppdrettslaks, både i helse og omega-3. 

Forskarane har òg funne ut korleis den sterile laksen kan verte masseprodusert. I samarbeid med oppdrettsnæringa, søkjer HI no om løyve til eit prosjekt der ein skal setje genredigert, steril laks ut i merd.

Nyleg vart vi også med på det internasjonale prosjektet CrispResist. Målet er å oppklare nok ein løyndom gøymt i gena: kvifor er stillehavslaksen resistent mot lakselus, medan vår atlanterhavslaks ikkje er det? 

Tukle med naturen?

Men, er ikkje genredigering å «tukle med naturen»? 

– Jo, det kan ein seie, men det er mutasjonar og mutasjonar skjer naturleg heile tida. Det er grunnen til at vi har så mange artar som vi har, seier Edvardsen. 

Forskarane redigerer heller ikkje blindt i arvestoffet til fisken.

– Redigeringa er veldig spesifikk, og veldig målretta. 

Men du får ikkje CRISPR-laks i norske matbutikkar med det første.

Det er framleis nokre steg att på vegen frå laben til omverda. I Noreg er genmodifisering strengt regulert i genteknologilova. 

Vinn-vinn 

Målet med CRISPR-forskinga er å gjere oppdrettsindustrien meir berekraftig – både for velferda til oppdrettsfisken og for å verne ville bestandar. 

Ein steril laks vil ikkje kunne gyte med villaks, og vil difor ikkje kunne påverke den ville bestanden genetisk. Han vil ikkje spreie seg i naturen, for han får ikkje avkom. 

Kjønnsmodning er òg noko ein vil unngå i oppdrettsanlegg. Oppdrettslaks som vert kjønnsmoden vert meir mottakeleg for sjukdom, og kan få dårlegare velferd. I tillegg vert det dårlegare kvalitet på kjøtet, fordi fisken brukar energi på kjønnsmodninga. 

Edvardsen leier forskingsprosjektet som brukar CRISPR for å granske immunresponsen laks har mot sjukdomar, fremst av desse SAV. SAV er eit virus som kan føre til pankreassjukdom (PD) hos fisken. 

– Det er ein av dei alvorlegaste virussjukdomane ein kan få utbrot av i oppdrettsnæringa, så det er eit viktig felt å få meir kunnskap om.  

Om forskarane i tillegg knekk den genetiske koden for lakselusresistens, vil det vere eit gode både for villfisken og oppdrettsfisken. Då kan det på sikt verte færre vertar i norske farvatn i form av oppdrettslaks, og såleis mindre risiko for at parasitten vert spreia til ville bestandar. 

– Ofte kan ein bruke dette til å gjere ting som er vinn-vinn. Det kan vere lønsamt, meir berekraftig og fører til betre velferd, seier Edvardsen.