211service.com
On the Horns of the GMO Dilemma
For fire år siden så Scott Fahrenkrug et ABC News-segment om avhorning av melkekyr, en smertefull prosedyre som gjør dyrene tryggere å håndtere. Den rystende undercover-videoen viste en svart-hvit holsteinsk kvige som stønte og bukke mens en gårdsmann brant av seg hornene med et varmt strykejern.
Fahrenkrug, en molekylærgenetiker da ved University of Minnesota, trodde han hadde en måte å løse problemet på. Han kunne skape kyr uten horn. Han kunne spare bøndene penger. Og ved å eliminere meieriindustriens mest ubehagelige hemmelighet, kan han til og med oppnå en PR-suksess for genteknologi.
Teknologien Fahrenkrug mener kunne gjøre alt dette kalles genomredigering (se genomkirurgi og genomredigering ). En rask, presis ny måte å endre DNA på, den har søkt gjennom bioteknologilaboratorier. Forskere har brukt det til å endre genene til mus, sebrafisk og aper, og det blir testet som en måte å behandle menneskelige sykdommer som HIV (se Kan genterapi kurere HIV?).
Med husdyr tilbyr genredigering noen ekstraordinære muligheter. Ved oppstarten hans, Rekombinetikk , som ligger i St. Paul, Minnesota, tror Fahrenkrug at han kan lage melkeokser med blå bånd som har egenskaper som ikke normalt finnes i disse rasene, men som finnes i andre storfe, for eksempel mangel på horn eller motstand mot spesielle sykdommer. Slik molekylær avl, sier han, ville oppnå de samme effektene som naturen kan, bare mye raskere. Kort sagt, et dyr kan redigeres for å ha de aller beste genene arten kan tilby.
Det kan ødelegge den globale husdyrnæringen. Selskaper kan patentere disse dyrene akkurat som de gjør genmodifiserte soyabønner eller mais. Entreprenører er også klare til å utfordre U.S. Food and Drug Administration, som aldri har godkjent et GMO-matdyr. De sier at genredigering ikke bør reguleres hvis den bare brukes til å bytte rundt egenskaper innen en art. Vi snakker om gener som allerede finnes i en art vi allerede spiser, sier Fahrenkrug.
Bruken av teknologien er fortsatt eksperimentell og langt fra næringskjeden. Men noen store avlsselskaper begynner å investere. Det kan være en mulighet for en annen offentlig aksept-dialog og andre reguleringer, sier Jonathan Lightner, FoU-sjef i det britiske selskapet Slekt , som er verdens største oppdretter av griser og storfe og har betalt for noe av Recombinetics’ laboratorieforskning. Dette er ikke en glødende fisk. Det er en ku som ikke trenger å ha hornene kuttet av.
GMO-bust
Til dags dato har GMO-matdyr vært en komplett byst. Etter at de første musene genetisk konstruert med viralt DNA dukket opp på 1970-tallet, fulgte en parade av andre modifiserte dyr, inkludert sauer som dyrker ekstra ull takket være et musegen, geiter hvis juver laget edderkoppsilke og laks som modnes dobbelt så raskt som normalt . Men slike transgener – dyr som inneholder gener fra andre arter – kom seg stort sett aldri fra eksperimentelle gårder.
Motstandere av genmodifiserte organismer (GMO) samlet millioner av underskrifter for å stoppe frankenfoods, og FDA har holdt på å godkjenne slike dyr som mat. AquaBounty Technologies, selskapet som laget den raskt voksende transgene laksen, har brukt 18 år og 70 millioner dollar på å få ryddet fisken. For to år siden avlivet University of Guelph i Ontario sin flokk med miljøgriser, konstruert med en E coli genet slik at de bajset mindre fosfor, etter å ha gitt opp håpet om å overbevise regulatorer.
Mer kjøtt: Genomet til Nelore-oksen til høyre ble redigert for å produsere 30 prosent mer muskelfiber.
Genomredigering kan også brukes til å lage transgene dyr. Men kyr redigert for å være hornløse ville ikke ha DNA fra en annen art, bare DNA fra en annen storfe. Det er det gründere håper vil skape et regulatorisk smutthull. FDAs forskrifter om genmanipulerte dyr, utstedt i 2009, forutså ikke genredigering og, etter Fahrenkrugs mening, dekker det kanskje ikke.
Som svar på spørsmål fra MED Teknologigjennomgang , var FDA enige om at reglene tok for seg teknologien på den tiden. Men byrået sier at det forbeholder seg retten til å regulere genredigering også. Vi vurderer nøye den passende regulatoriske tilnærmingen for produkter laget ved hjelp av denne teknologien, men har ikke tatt noen avgjørelser, sa byråets talskvinne Theresa Eisenman.
For å lage hornløse melkekyr, sier Fahrenkrug, så han opp den genetiske sekvensen som naturlig gjør at Angus storfe, en storfesort, mangler horn. Etter naturens oppskrift uten horn, brukte han en genredigeringsmetode kalt TALENs i laboratoriet sitt for å introdusere det i hudceller fra en hornet Holstein-okse. Totalt slettet han 10 DNA-bokstaver, og i stedet la han til 212. Noen av disse cellene ble deretter omgjort til embryoer gjennom kloning og brukt til å impregnere flere kyr. Fahrenkrug forventer at den første av flere hornløse kalver kommer til verden i løpet av noen uker. Han nektet å si hvor de ble oppbevart, med henvisning til risikoen for sabotasje av dyrerettigheter eller anti-GMO-aktivister.
Livredd
Enhver genetisk fiksering med matforsyningen kan vekke motstand, men Fahrenkrug håper visjonen om en hornløs ku kan få folk til å se ting på sin måte. Dyrerettighetsforkjempere hater GMO. Men de hater avhorning mer. Bønder gjør det bare fordi de må. Douglas Keeth, en investor i Recombinetics, sier oldemoren hans ble drept av en melkeku. Da jeg var en ung mann som jobbet på en gård, avhornet vi storfe med mekaniske midler. Du styrer 100, og ja, det er et rot, sier han. Du vil ikke vise det på TV.
Selv om ikke alle storfe har horn, har de fleste holsteinere. I følge Holstein Association USA har alle de 30 topprangerte Holstein-oksene i USA horn. Sæd fra disse mesteroksene, som er verdsatt for å få avkom som produserer store mengder melk, fryses og sendes over hele kloden. Etter mer enn et århundre med selektiv avl, produserer gjennomsnittlig melkeku i USA 23 000 pund melk i året (sammenlignet med omtrent 5000 pund for en vanlig ku).
Med Holsteins som knuser melkerekorder, er enhver innsats for å blande inn nyttige nye egenskaper ved parring utfordrende. Det er fordi å krysse en rekordmelker med et mindre dyr vil fortynne stamtavlen, sier Lightner, hvis selskap sendte fryst oksesæd for 177 millioner dollar i fjor. Det kan ta flere generasjoner med kryss for å bli en ekte melkemester igjen.
Genredigering er derimot rask og presis. I fjor jobbet jeg enkelt med Roslin Institute og Texas A&M University, Fahrenkrug skapte brasilianske Nelore storfe med økt muskelmasse . Han gjorde det ved å legge til Nelore-embryoer en muskelforsterkende mutasjon som forekommer naturlig i raser som Belgian Blues, selv om den aldri før hadde blitt sett hos rike, varmetolerante Nelores. Redigeringen består i å slette 11 DNA-bokstaver fra et enkelt gen, og dermed kutte produksjonen av et muskelregulerende protein kalt myostatin. Lightner sier at slike bragder er grunnen til at Genus har begynt å tegne forskning på genredigering. Vi har ikke innsett muligheten for genteknologi i dyr i noen grad, sier han. Men disse nye tilnærmingene som lar oss flytte egenskaper rundt kan være transformerende.
Fahrenkrugs ideer har også fanget oppmerksomheten til melkebønder. Teknologien er veldig kul, sier Tom Lawlor, leder for FoU for Holstein Association USA. Men han sier melkeprodusenter er redde for genteknologi. Teknologien ser definitivt lovende ut og ser ut til å fungere, men vi ville gå inn i den sakte i motsetning til raskt i frykt for at forbrukeren skulle få feil idé, sier han. Vi blir redde til døden, fordi produktet vårt er melk, og det er sunt.
Konvensjonell avl har også blitt langt mer presis takket være DNA-tester. Innen juli i år, et internasjonalt samarbeid som kaller seg selv 1000 Bull Genomes Project hadde dekodet DNA fra 234 melkeokser, inkludert sveitsiske Fleckviehs, Holsteins og Jerseys. Oppdrettere kan nå nøyaktig størrelse opp et dyrs gener ved fødselen. Et resultat er at noen få hornløse okser allerede nærmer seg topprangert status. Det gjør Lawlor usikker på om det er mye behov for genredigering.
Patentert storfe
I januar sendte Fahrenkrug inn en patentsøknad for å gjøre krav på ethvert dyr hvis gener er redigert for å fjerne hornene. Trusselen om storfepatenter har skremt noen bønder som allerede er bekymret over frøpatenter. De kan ta sæd fra oksen min, genredigere den, ta patent på den, og bonden vil bli helt knust, sier Roy MacGregor, som driver oppdrett av hornløst storfe i Peterborough, Ontario. Det skal de ikke få lov til.
Anti-GMO-kampanjer trenger heller ikke å se langt etter grunner til å kritisere genredigering. Det er enkle mål, som en strategi Fahrenkrug utviklet for å hindre storfe i å bli seksuell modenhet. Det kan gjøre det raskere å fete dem til slakting. Det vil også tillate genredigeringsselskaper å fortsette å selge dyr uten risiko for ukontrollert avl av dyrene av kjøperne, som en annen av Recombinetics’ patentsøknader sier det .
Det er mulig, til og med sannsynlig, at forsiktige regulatorer, aktivister og kommersielle utfordringer vil holde produkter fra genredigerte dyr utenfor supermarkedshyllene i årevis. Kanskje for alltid. Men det som ikke bremser ned er fremskrittet innen genredigeringsteknologi. Folk vil si til meg: ‘Du skjønner at dette forandrer alt, ikke sant?’ For det gjør det, sier Fahrenkrug. Genomet er informasjon. Og dette er informasjonsteknologi. Vi har gått fra å kunne lese genomet til å kunne skrive det.