Møt kvinnen som bruker CRISPR til å avle opp terminatorstorfe av alle menn

Aleksandra Domanovic og Spencer Lowell

En doktorgradsstudent ventet på Alison Van Eenennaam i døråpningen til laboratoriet hennes ved University of California, Davis. Hun er australsk genetiker og tilbringer dager på veien med å krangle med kritikere av Monsantos GM-soyabønner, dukke opp i dokumentarer og fortelle publikum hvorfor genetisk modifikasjon er trygt.

Hennes vitenskapelige arbeid involverer imidlertid storfe. Nå, mens studenten, Joey Owen, hvisket noe i øret hennes, ga hun et hjertelig uttrykk Jaaaaah i Down Under-drabben hennes. Vi har knock-in!

Etter et år med forsøk, hadde laboratoriet nettopp brukt genredigeringsverktøyet CRISPR for å legge til et gen kalt SRY til noen bovine hudceller. Og SRY er ingen vanlig bit av DNA. Alt på egen hånd, tilstedeværelsen av SRY kan få en kvinne til å vise seg å være en mann – med større muskler, en penis og testikler (selv om den ikke er i stand til å lage sæd).

Dette er ikke en vanlig dag i laboratoriet, sa Van Eenennaam.

Genredigeringsteknologi har stort potensiale i husdyr. Det har blitt brukt til å lage griser som er immune mot virus og sauer hvis ull blir lengre. Van Eenennaam deltok i et vellykket forsøk på å redigere melkekyr for å eliminere hornene deres.

Nå, i prosjektet hun kaller Boys Only, har hun som mål å skape en okse som bare vil gi mannlige avkom: enten normale oksekalver eller de med to X-kromosomer, men også de hannskapende. SRY . Ingen kvinner i det hele tatt.

Det ville vært verdifullt for biffdyrkere, mener hun, fordi hannene vokser seg større og raskere. Det er så mye mer biff. Biff er allerede USAs mest verdifulle gårdsprodukt. Tenk deg, sier hun, CRISPR-okser som streifer rundt på beitelandet, og gjør oddsen for mannlighet og gjør industrien mer effektiv.

Derfor kjemper jeg for innovasjon innen dyreavl, sier hun. Det er gratis , når du har gjort den genetiske forbedringen.

Regulatoriske problemer

Van Eenennaam er en trofast forkjemper for GMO i alle deres former. I en tvist der anti-GMO-mødre har organisert seg for å hevde at maten er utrygg, sier hun nøler ikke å påpeke at hun også er mor. I 2014, sammen med Monsantos sjefforsker, beseiret hun skeptikere i en offentlig diskusjon deltatt av vitenskapspersonligheten Bill Nye.

GMO-debatten har ironisk nok hatt sine mest avslappende effekter på dyreforskere som Van Eenennaam, som har tittelen samarbeidende utvidelsesspesialist. Jobben er å spre praktisk vitenskapelig kunnskap til bøndene. Likevel viser det seg nesten umulig å gjøre. Bare en enkelt genmodifisert art – en superraskt voksende laks – har noen gang blitt godkjent for konsum i USA

Forskere håpet at genredigering kunne få et lettere preg fra regulatorer, og få nye ideer inn i næringskjeden. Men i januar 2017, som en av Obama-administrasjonens siste handlinger, sa U.S. Food and Drug Administration at de hadde til hensikt å behandle CRISPR-redigerte dyr som om de var nye medikamenter, noe som krever forseggjorte og kostbare sikkerhetsstudier.

De foreslåtte reglene setter en enorm regulatorisk blokkering for å bruke denne genredigeringsteknikken hos dyr, sier Van Eenennaam, som avfyrte et syv og en halv sides enkelt-mellomromsbrev til FDA, og stilte spørsmål ved avgjørelsen.

Selskaper driver nå lobbyvirksomhet mot Trump-administrasjonen for å drepe reglene og erklære genredigerte dyr uregulerte. De har advart Det hvite hus om at USA kan falle bak land som Argentina og Brasil.

Noen forventet til og med at president Donald J. Trump skulle kunngjøre endringen denne uken under en direktesending til bønder i Nashville. I stedet ga Trump et mer generelt løfte om 'strømlinjeforming av reguleringer som har blokkert banebrytende bioteknologi, og frigjør bøndene våre til å innovere, trives og vokse.'

Terminator frø

Fremkomsten av CRISPR - en ny type molekylær saks som kan klippe DNA nøyaktig - har gjort det mye lettere å endre genene til omtrent hvilken som helst organisme. Men frykt for løpsk teknologi betyr at det er lettere å vinne midler for å studere CRISPRs risikoer og farer enn å gjøre noe nyttig med det.

Van Eenennaam fikk faktisk midler til storfeprosjektet fra en U.S. Department of Agriculture-program ser på de potensielle farene ved genmodifiserte organismer. Avdelingen ønsker måter å sterilisere GM-organismer, inkludert steinbit og poppeltrær, slik at deres DNA-modifikasjoner ikke sprer seg til ville slektninger.

Fordi dyr ble mannlige av SRY forventes å være sterile, vil de ikke overføre den genetiske endringen eller andre DNA-endringer knyttet til den. Det tilbyr en form for genetisk inneslutning.

Det er i bunn og grunn «terminator»-teknologi, sier Van Eenennaam, og refererer til en idé som en gang ble fløt av landbruksgiganter for å lage planter med sterile frø slik at bøndene ikke kunne samle og plante dem på nytt. Det var linjen vi argumenterte for som fikk det finansiert.

Det opprinnelige terminatorforslaget viste seg å være kontroversielt. Så mye at i 1999 Monsanto lovet aldri å kommersialisere sterile GM-planter . (I stedet signerer bønder kontrakter som er enige om å ikke lagre frø.) Selv om den ble forlatt, viste ideen seg beryktet nok til at GMO-kritikere fortsatt snakker om den.

Relatert historie

Relatert historie Forskere har avlet frem genredigerte griser fri for virus som utgjør en potensiell helserisiko for mennesker.

Jeg hater å bruke det begrepet, for aktivister har alltid sagt Herregud, Monsanto bruker terminatorteknologi, og det har de aldri gjort. sier Van Eenennaam. Jeg ønsker å ha en mer nyansert diskusjon rundt denne teknologien, i stedet for bare den samme gamle samme gamle ... Det er akkurat som 'Uff, skyt meg.' Vi blir blokkert fra å bruke disse teknologiene på grunn av diskusjonen rundt avlinger.

erstatning hanner

Fordi storfe er merket, merket, innfanget og slaktet, i tillegg til at de er trege til å reprodusere, er de faktisk blant de minst sannsynlige organismene som forårsaker en genetisk flukt. Van Eenennaams langsiktige mål er å gjøre storfekjøttproduksjonen mer effektiv. Hannene gir mer kjøtt enn hunnene og blir ikke gravide eller går i brunst. Hun mener ersatz-hannene bør være omtrent 15 prosent mer effektive til å gjøre gress og korn til muskler enn hunnene.

Laboratoriet hennes jobber med å lage dem SRY , også kjent som testis-bestemmende faktor. Hos pattedyr kan dette genet på egen hånd avgjøre om et dyr er fysisk hann. Som du forventer, er det normalt plassert på Y-kromosomet.

Noen ganger hopper genet imidlertid naturlig over til X-kromosomet. Det kan skje med mennesker. I 1992 begynte Den internasjonale olympiske komité å teste kvinnelige idrettsutøvere for SRY , finne om 13 saker blant mer enn 5000 kvinner, selv om obligatorisk sextesting senere ble forlatt som påtrengende og potensielt urettferdig.

Foreløpig har det aldri blitt funnet noen kvinnelig storfe som har blitt naturlig havnet SRY . Owen, hennes elev, tror det kunne ha skjedd uten at noen hadde lagt merke til det: de fleste kjøttfe av hannkjønn kastreres uansett.

Van Eenennaams laboratorium har som mål å lage en okse med en ekstra kopi av SRY redigert på X-kromosomet slik at alle døtre vil ende opp med det. Dagen jeg besøkte, rapporterte Owen det første trinnet: å legge til SRY til et X-kromosom i mannlige hudceller. For å lage en levende okse, må Van Eenennaam lage en lignende redigering i et storfeembryo. Hvis det ikke fungerer, kan hun bruke en hudcelle i Owens petriskål for å lage en okse ved å klone.

Storfeoppdrettere har allerede en måte å lage kun hanner på. Fordi en sædcelle som bærer et Y-kromosom har litt mindre DNA enn X-motstykket og dermed er lettere, kan oksesæd som inneholder disse cellene separeres etter vekt. All mannlig sæd selges i kataloger.

Men terminatorokser kan være en bedre løsning. Kunstig befruktning brukes i bare rundt 4 prosent av kjøttfe på grunn av innsatsen som er involvert i å vandre i området, samle kyr og gjøre dem drektige. Van Eenennaam tror oksene hennes som kun er hanner ville være en rimeligere måte.

En okse er mye flinkere til det enn oss, sier hun. Og han nyter det mye mer.

Presisering: En setning som nevner enn Alison Van Eenennaam er selv en mor har blitt endret fra den opprinnelige versjonen for å løse en tvetydig formulering.

gjemme seg