Genredigerte storfe har en stor smuss i deres DNA

En ku og hennes kvige Alison Van Eenennaam, UC Davis

De var plakatdyrene for genredigeringsrevolusjonen, som dukket opp i historien etter historie . Ved å legge til bare noen få bokstaver med DNA til genomet til melkekyr, hadde et amerikansk oppstartsselskap utviklet en måte å sikre at dyrene aldri fikk plagsomme horn.

For Recombinetics – St. Paul, Minnesota-genredigeringsselskapet som laget det hornløse storfeet – var dyrene budbringere for en ny æra med bedre, raskere, molekylært jordbruk. Det samme resultatet kan oppnås ved å avle i gårdstunet, erklærte selskapets daværende administrerende direktør Tammy Lee Stanoch i 2017. Dette er presisjonsoppdrett.

Bortsett fra at det ikke var det.

Forskere fra Food and Drug Administration som så nærmere på genomsekvensen til et av de redigerte dyrene, en okse ved navn Buri, har oppdaget genomet inneholder en strekning av bakteriell DNA inkludert et gen som gir antibiotikaresistens.

Den utilsiktede tilsetningen av DNA fra en annen art skjedde under selve genredigeringsprosessen, sier regjeringen. Det ble uoppdaget av selskapet selv da det utropte dyrene som 100 % storfe og angrep FDA for å si at dyrene i det hele tatt måtte reguleres.

Det var ikke noe forventet, og vi så ikke etter det, sier Tad Sontesgard, administrerende direktør i Acceligen, et datterselskap av Recombinetics som eier dyrene. Han sier en mer fullstendig sjekk burde vært gjort.

Tabben er et tilbakeslag for Recombinetics, hvis banebrytende prototyper av genredigerte dyr inkluderer varmebestandige storfe så vel som griser som aldri kommer i puberteten. Det er også en streik mot forsøk på å gjøre slik genredigering til en rutinemessig praksis i reproduksjon av dyr. Hele tiden hadde Recombinetics støyende protestert mot tilsyn fra FDA, som kategoriserer genredigerte dyr som nye medisiner som trenger omfattende testing og godkjenning. Den lobbet til og med Trump-administrasjonen for å fjerne tilsynet fra helsebyrået, og sa at det holdt tilbake en revolusjon i gården.

Men genredigering er ennå ikke så forutsigbar eller pålitelig som promotører sier. I stedet kan prosedyren, ment å gjøre nøyaktige endringer i DNA, introdusere betydelige uventede endringer uten at noen legger merke til det. Ettersom genomredigeringsteknologien utvikler seg, utvikler også vår forståelse av de utilsiktede endringene den produserer, skrev FDA-forskerne, ledet av Alexis Norris og Heather Lombardi, i et papir de ga ut i juli . De tror genredigeringsfeil er underrapportert og en blind flekk for forskere.

Risikoen for tilfeldig konstruksjon er ikke bare for dyr i gårdsplassen. Genomredigeringsbehandlinger for å kurere sjeldne sykdommer blir testet på mennesker, og det er mulig at pasienter vil ende opp med uplanlagte genetiske mutasjoner. Utilsiktede konsekvenser er en spesiell bekymring i forbindelse med forsøk på å modifisere menneskebarn før fødselen med genredigering – slik det skjedde for første gang i Kina i fjor.

Uavhengige forskere har fortsatt ikke hatt en sjanse til å bekrefte om de kinesiske barna – tvillingjenter – også har utilsiktede feil i deres DNA. I år Verdens helseorganisasjon sa Ethvert ytterligere forsøk på å lage genredigerte mennesker vil delvis være uansvarlige på grunn av teknisk usikkerhet.

Kjendis storfe

For å lage sine hornløse kyr startet Recombinetics med hudceller fra holsteinske melkeokser. Det var der bakteriegenene kom inn: for å formidle DNA-instruksjoner til cellen, brukte selskapet, i arbeid utført i 2013, plasmider - en type sirkulært minikromosom som finnes i bakterier.

Plasmidene (ment å vedvare bare midlertidig) bar DNA-instruksjoner både for det genetiske redigeringsverktøyet (kjent som TALENs) og den genetiske endringen uten horn, som finnes i andre raser, og som innebærer å bytte ut rundt 200 genetiske bokstaver. Senere ble redigerte hudceller brukt i en kloningsprosedyre for å generere to nye dyr, kalt Buri og Spotigy. Dette var kopier av de originale oksene, men de dyrket ikke horn.

Det hornløse storfeet, født i 2015, ble snart genredigerende kjendiser. Mens Spotigy ble drept for å analysere vevet hans, levde Buri lenge nok til å få omtrent 17 avkom, som er delt mellom fasiliteter ved University of California, Davis, og en gård i Australia. En hornløs datterku stilte for dekning av Kablet i April.

Vi vet nøyaktig hvor genet skal gå, og vi plasserer det på nøyaktig plassering, Recombinetics-ledere fortalte Bloomberg i 2017. Vi har alle vitenskapelige data som beviser at det ikke er effekter utenfor målet.

Spis dyrene

Delvis fordi det var uenig med regelverket, forfulgte selskapet aldri formell godkjenning for hornløse storfe i USA. Imidlertid åpnet dets samarbeidspartner ved University of California, Davis, veterinærforsker Alison Van Eenennaam, en fil om dyrene med FDA i fjor, sier hun, for å bytte informasjon med byrået.

I følge Sontesgard valgte Van Eenennaam da å teste FDAs tenkning ved å spørre om noen av de overflødige genredigerte dyrene som tok opp plass ved Davis-anlegget kunne gå til et slakteri, hvor de kunne lages til biffer og hamburgere.

Sontesgard kaller tilbudet om å vinne en matfritak et forsøk på å vurdere FDAs synspunkter. Alison var nysgjerrig på om dyrene ville bli godkjent som mat. Jeg sa «Ok, du kan ta et skudd», sier Sontesgard. Hvis de hadde sagt ok, ville det vært et fint resultat, og hvis de sa nei, måtte de komme med et logisk resonnement. Jeg ville bare ikke at de skulle gå til spille fordi det egentlig ikke er noe galt med dem.

Sontesgard mener dyrene er trygge å spise med eller uten plasmid.

Van Eenennaam hadde økonomiske faktorer i tankene. Det koster 60 cent pundet å forbrenne forsøksdyr, som veier omtrent et tonn, noe hun anser som en stor utgift for universitetsprogrammet sitt. Bedre å selge dem som hamburger.

I mars hadde imidlertid en bioinformatiker fra FDA som kjørte tester på oksens genom snublet over tilstedeværelsen av plasmidet – det hadde på en eller annen måte integrert i Buris genom. Byråets tjenestemenn den måneden arrangerte en telefonkonferanse for å dele de dårlige nyhetene, sier Van Eenennaam. Dyrene inneholdt bakteriegener og var GMO, uansett definisjon.

Vi ble overrasket, men når du får ny informasjon, går du videre, sier Van Eenennaam. Det er det vitenskapen gjør. Hun sier at halvparten av Buris avkom forventes også å ha arvet bakteriegenene.

Det kan virke vanskelig å forklare hvorfor selskapet og UC Davis ikke klarte å se bakteriegenene, som endte opp rett ved siden av deres «no-horns»-redigering i dyrenes genom. Men for å studere DNA, må forskere først bestemme hvilke biter de skal isolere eller se etter - faktisk ser de ofte i lampelyset, en prosess som introduserer antakelser og skjevheter, ifølge FDA-forskerne.

Det er ikke klart om bakteriens DNA utgjør en større risiko. Det er usannsynlig at det påvirker kua eller en person som spiser den; i stedet er bekymringen at genet for antibiotikaresistens kan bli tatt opp av hvilke som helst av de milliarder av bakterier som finnes i en kus tarm eller kropp. John Heritage, en pensjonert mikrobiolog fra Leeds University, sier at han ikke ser noen stor sjanse for at genet hopper videre, men sier at dets tilstedeværelse i en ku kan skape uforutsigbare muligheter for det å spre seg.

Oppdagelsen av at noen av de hornløse dyrene har uønsket DNA fra en annen art har beseglet deres skjebne. Ingen kommer til å vinne regulatorisk godkjenning for dem nå. Allerede regulatorer i Brasil avviste en revidert begjæring av Recombinetics knyttet til dyrene, bekreftet Sontesgard.

Det er nytt DNA, så akkurat der som kaster det inn i hele GMO-debatten, sier Van Eenennaam. Det bekymrer meg ikke fra et mattrygghetsperspektiv, men regulatorisk - vel, du ville ikke engang prøve. Det er ikke et produkt som vil gå videre.

Van Eenennaam sier siden FDA-oppdagelsen har UC Davis forbrent tre av de fem hannene som bodde på gårdene. Dyret som stilte på coveret til Wired er drektig og blir spart inntil videre.

gjemme seg